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微射流高压均质机制备乳铁蛋白纳米乳液

作者:www.willnano.com 日期:2019-08-28 点击:89
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乳铁蛋白(lactoferrin),又称乳运铁蛋白,是一种大约有700个氨基酸残基构成的,相对分子质量约为80000Da的单体糖蛋白,因其晶体呈红色,故也有学者称之为“红蛋白”。Lf(乳铁蛋白)是一种具有多种生物学功能的蛋白质,不仅参与铁的转运,而且具有抗微生物、抗癌、调节免疫系统等功能。而蛋白质作为乳化剂被应用于许多重要的商品中,如食品、保健产品、制药领域以及个人护肤品等。同时蛋白质作为乳化剂由于具有天然、无毒、无味等优势而得到广泛的研究和应用。

动态超高压微射流均质技术是一种特殊形式的超高压均质技术。利用高压均质等手段制得的纳米乳液是一种非热力学稳定体系,呈透明或半透明状,粒度尺寸在50~200nm之间,同时具有抗沉降和抗乳析动力学稳定性。纳米乳液的研究在食品领域已经成为热点。随着高压均质机作为一种新型手段的到来,纳米乳液的制造成本将不断降低以至最终接近传统乳液。本文利用超高压微射流均质的方法制备乳铁蛋白纳米乳液。详细研究了蛋白浓度以及均质工艺条件等因素对乳液粒径的影响,为乳铁蛋白的进一步应用提供技术基础。

 

材料与试剂:

乳铁蛋白(Lf)蛋白含量96% ,产地荷兰,广州方道商贸有限公司提供;玉米油,市售;反渗透纯净水,自制。

 

实验仪器:

动态超高压微射流均质机型号 NanoGenizer30K           美国Genizer

纳米粒度分布仪Nano-Zs                                              英国Malvern公司

电位分析仪 MPT-2                                                       英国Malvern公司

高速乳化均质机 HD-1     

 

实验步骤: 

1. 乳铁蛋白纳米乳液的制备:将不同浓度的乳铁蛋白(Lf)以一定比例溶于反渗透水中,加入2%(v/v)的玉米油混合搅拌,在高速乳化均质机 20000r/min条件下剪切2min,形成粗乳液。

2. 将不同浓度的粗乳液样品通过动态超高压微射流均质机,制备得到纳米乳液,室温静置12h后测定并记录不同浓度下的乳液粒径,选取最佳蛋白浓度。

3. 在均质压力分别为60Mpa,100Mpa和140Mpa的情况下,改变最佳蛋白浓度下粗乳样品通过高压均质机的次数,分别为1次,2次,3次和4次,制备得到纳米乳液,室温静置12h后测定并记录上述几种情况下的乳液粒径。

4. 在均质压力分别为40Mpa,60Mpa,80Mpa,100Mpa,120Mpa和140Mpa的条件下,将制备的最佳蛋白浓度粗乳液样品通过动态超高压微射流均质机各2次,制备得到纳米乳液,室温静置12h后测定并记录不同均质压力下的乳液粒径。

 

实验结果:

1. 蛋白浓度对乳液粒径的影响

不同蛋白浓度制备的纳米乳液的粒径变化

图1不同蛋白浓度制备的纳米乳液室温贮存12h后的粒径变化

由于乳铁蛋白是一种分子量约为80000Da的糖蛋白,因此具有良好的乳化稳定性。添加不同浓度的蛋白制备的乳化液粒径有所不同(图1)。其中乳铁蛋白添加量为1.5%(w/v),玉米油体积分数为2%(v/v)时,乳液的平均粒径要比其它浓度乳液的粒径小。蛋白的浓度从0.5% 增加到3%过程中,乳液的粒径总体上呈现先下降再上升趋势。乳化剂在乳液形成过程中的重要作用之一就是在分散液滴表面形成界面膜。当蛋白浓度从0.5%增大到1.5%时,纳米乳液的粒径越来越小,而当乳铁蛋白的浓度继续增大到3%时,乳液的粒径随蛋白浓度的增大而增大,并逐渐趋于稳定。

2. 不同均质压力和均质次数对乳液粒径的影响

不同均质压力和均质次数对乳液粒径的影响

图2和图3表明,在60Mpa的常规压力下,随着均质次数的增多,乳液的粒径不断减小并最终趋于稳定;在100Mpa压力下,随着均质次数的增多,乳液粒径轻微减小然后增大,可能由于均质次数的增多,体系产生了“过处理效应”;在140Mpa压力下,液滴粒径有不断增大的趋势。而同样的均质2次时,随着压力的增大,体系的粒径明显减小。随着均质次数的增加,“过处理”现象更加明显。

 

 

结论:

对于制备动力学稳定乳液体系来说,超高压微射流技术是一种有用的应用技术。而且当蛋白质浓度为1.5%,压力为120Mpa,均质次数为两次的时候制备的乳液具有良好稳定性。

 

关键词:高压均质机,微射流,乳铁蛋白

微射流均质制备乳铁蛋白纳米乳液的研究_康波.pdf

                                                                       

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