基于靜電層層自組裝技術的苦瓜籽油多層乳液的制備及其表征

王惠玲，張 瑞，吳慕慈，楊 寧，葉樹芯，帥曉艷，江思佳，李玉保，何靜仁,

（1.武漢輕工大學硒科學與現代產業學院，湖北武漢 430023；2.大宗糧油精深加工教育部重點實驗室，湖北武漢 430023；3.運鴻集團股份有限公司，湖北武穴 435406）

苦瓜（Momordica charantiaL.），葫蘆科（Cucurbitaceae）苦瓜屬植物，為一年生或多年生藤本植物，不僅有良好的食用價值，而且有很高的藥用價值?？喙献丫哂锌狗逝諿1]、抗癌[2]、抗炎[3]、抗病毒[4]等多種藥理作用?？喙献延妥鳛榭喙献训母碑a物，是自然界中為數不多富含α-桐酸的可食用來源之一[5]。研究發現α-桐酸具有降血脂[6]和抗癌[7]等多種生理活性，因此苦瓜籽油具有潛在的藥用和保健價值。然而由于苦瓜籽油具有強烈的不良風味和口感，且其極易被氧化、在光和微量金屬的催化下極易發生異構化，這些特性限制了苦瓜籽油的應用[8]。因此，基于苦瓜籽油的上述缺點，可選擇水包油乳液作為苦瓜籽油的遞送體系并對其進行研究。

靜電層層自組裝技術（Electrostatic Layer by Layer Self-assembly Technique）是指利用表面帶有相反電荷的不同電解質間的吸附作用，在經過活化帶電荷的基材表面逐層沉積，從而形成特定厚度的多層復合膜[9]，具有制備簡單、成膜物質豐富、厚度可控、穩定性好等優點。利用該技術制備得的多層乳液由于具有較厚及較致密的界面層，較高的界面電荷密度及良好的界面特性，因而具有較高的乳液穩定性，較長的貨架期[10-11]。通過靜電層層自組裝技術在油滴周圍形成更厚的界面層，可作為保護脂溶性功能因子的策略，防止其降解，提高其生物可及性[12]。目前已成功研究了包封ω-3脂肪酸[13]、β-胡蘿卜素[14]和維生素E[15]等的多層乳液。

在多層乳液的制備中，常用的帶電荷的生物聚合物是大分子物質如蛋白質、多糖等[11]。乳清分離蛋白是奶酪工業的副產物，具有人體所需的全部必需氨基酸，營養價值極高。因此，乳清分離蛋白被廣泛應用于食品與藥品中，在食品中主要是用作表面活性劑[15]。果膠是一種帶負電的聚合電解質，可以同殼聚糖等帶正電的聚合電解質相互作用，在油滴表面形成多層界面膜，可以更好的保護油滴[16]。殼寡糖屬于陽離子多糖，是一種理想的高分子生物材料，具有較好的生物相容性、可降解性和生物活性[17]。利用靜電層層自組裝技術將苦瓜籽油進行包埋，既可以掩蓋苦瓜籽油不良風味和口感，避免多不飽和脂肪酸被氧化，還具有乳液粒徑和天然高分子聚合電解質性質可控制的特點[18]。

本文以乳清分離蛋白（whey protein isolate，WPI）作為乳化劑制備單層乳液，結合蘋果果膠（apple pectin，AP）、殼寡糖（chitosan oligosaccharide，CTS），采用靜電層層自組裝技術制備雙層和三層乳液，通過粒徑、多分散指數（polydispersity index，PdI）和ζ-電位表征方法，確定乳化劑的用量以及各層乳液制備最佳pH；并對在最優條件下制備的三種乳液進行理化性質表征，以期為苦瓜籽油的開發利用提供新的思路和技術支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

超臨界提取苦瓜籽油 江蘇高科制藥設備有限公司；乳清分離蛋白WPI9410 食品級，蛋白含量89%（濕基）脂肪含量1%（濕基），美國Hilmar公司；蘋果果膠APA185 酯化度60.9%，半乳糖醛酸含量＞65%，煙臺安得利果膠股份有限公司；殼寡糖（分子量≤2000 Da）、14%三氟化硼-甲醇 阿拉丁試劑公司；其他試劑均為國產分析純。

Ultra-turrax T18型高速分散器 德國IKA公司；ZEN3600納米激光粒度及電位分析儀 英國馬爾文儀器有限公司；IX83全電動倒置顯微鏡 日本奧林巴斯株式會社；Turbiscan Lab穩定分析儀 法國Formulaction公司；STARTER 3100 pH計 奧豪斯儀器（上海）有限公司；AH-2010型高壓均質機ATS工業系統有限公司；PF-101T集熱式恒溫磁力攪拌器 鞏義市英峪予華儀器廠；Discovery DHR-2流變儀 美國TA儀器公司；R3旋轉蒸發儀 瑞士Buchi公司；7890A+5975C氣相色譜質譜聯用儀美國Agilent公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 苦瓜籽油基本指標測定 相對密度：參照GB/T 5518-2008進行測定；折光指數：參照GB/T 5527-2010進行測定；酸值：參照GB/T 5510-2011進行測定；碘值：參照GB/T 5532-2008進行測定；過氧化值：參照GB 5009.227-2016進行測定；皂化值：參照GB/T 5534-2008進行測定。

1.2.2 水相的制備 參考Ali等[19]的方法略有修改，制備濃度為 1%（w/v）的 WPI磷酸鹽緩沖液（pH7.0），制備不同濃度的AP磷酸氫二鈉-檸檬酸緩沖溶液（pH4.0）（1.5%～4.5%，w/v），制備不同濃度的CTS溶液（1%～6%，w/v），制備的溶液均在室溫下經磁力攪拌4 h，4 ℃冰箱過夜放置待用。

1.2.3 苦瓜籽油單層乳液制備 參考Javier等[20]的方法并稍作修改，制備苦瓜籽油含量為5%（w/w）的苦瓜籽油乳液，將苦瓜籽油加入WPI溶液，用3 mol/L HCl和3 mol/L NaOH調節乳液pH，10000 r/min高速剪切5 min，在一定均質壓力下均質一定次數制備得苦瓜籽油單層乳液。以乳液平均粒徑、PDI與ζ-電位值為考察指標，通過單因素實驗分析均質壓力（500、600、700 bar）、均質次數（3、5、7、9 次）與pH（3.0、3.2、3.4、3.6、3.8、4.0、4.2、4.6、5.0、5.6、6.2、7.0）對乳液質量的影響。

1.2.4 苦瓜籽油雙層乳液制備 參考Javier等[20]的方法并稍作修改，在磁力攪拌器上，以3 mL/min的滴速將10 mL不同濃度的AP溶液（1.5%～4.5%，w/v）滴入90 mL苦瓜籽油單層乳中，用3 mol/L HCl和3 mol/L NaOH調節乳液pH，再經過8000 r/min，1 min高速剪切制備得苦瓜籽油雙層乳液。所得的乳液含有 4.5%（w/w）苦瓜籽油，0.15% （w/v）到 0.45%（w/v）AP。以乳液平均粒徑、PDI與ζ-電位為考察指標，通過單因素實驗分析 AP濃度（1.5%、2.5%、3.5%、4.5%，w/v）與 pH（3.0、3.2、3.4、3.6、3.8、4.0、4.2、4.4）對乳液質量的影響。

1.2.5 苦瓜籽油三層乳液制備 參考Javier等[20]的方法并稍作修改，在磁力攪拌器上，以3 mL/min的滴速將12 mL不同濃度的CTS溶液（1%～6%，w/v）滴入 96 mL雙層乳中，用3 mol/L HCl和 3 mol/L NaOH調節乳液pH，再經過8000 r/min，1 min高速剪切制備得苦瓜籽油三層乳液。所得的乳液含有4.0% （w/w）苦瓜籽油，0.11%（w/v）到 0.67%（w/v）CTS。以乳液平均粒徑、PDI與ζ-電位為考察指標，通過單因素實驗分析CTS濃度（1%、2%、3%、4%、5%、6%，w/v）與 pH（2、2.2、2.6、3.2）對乳液質量的影響。

1.2.6 乳液平均粒徑、PDI及ζ-電位的測定 參考Shi等[21]的方法并略作修改，乳狀液粒度通過ZEN3600納米激光粒度及電位分析儀測定，分散相的折射率和吸收率分別設定為1.475和0.001，連續相的折射率為1.33，測試溫度25 ℃。乳狀液以1:10的比例用去離子水稀釋，測量其電位值。乳狀液以1:600的比例用去離子水稀釋，測量其平均粒徑和PDI。

1.2.7 乳液的微觀形態 使用奧林巴斯全電動倒置顯微鏡IX83，以100放大倍率對乳液進行觀察。

1.2.8 乳液靜態流變性能測定 參考Niu等[22]的方法并略作修改，采用Discovery DHR-2流變儀對多層乳液靜態流變性質進行測定。采用直徑為60 mm的平行板，間距設置為1 mm，剪切速率1～100 s-1，應變為0.1%，溫度25 ℃。

1.2.9 脂肪酸含量測定

1.2.9.1 乳液破乳 參考武西岳[23]的方法并稍作修改，取乳液10 mL，加入1.0 g無水硫酸鈉，適當的振蕩混勻，于70 ℃的水浴中超聲20 min，6000 r/min離心20 min，分液，可分離得到水相和油相。破乳后，參照1.2.9.1的方法進行甲酯化。

1.2.9.2 脂肪酸甲酯化 參考GB5009.168-2016《食品安全國家標準 食品中脂肪酸的測定》采用14%三氟化硼-甲醇溶液催化油脂甲酯化。

1.2.9.3 GC-MS條件 參考帥曉艷等[24]的方法，氣相色譜分析條件：色譜柱為HP-88，100 m× 0.25 mm×0.20 μm；載氣為99.999%高純氮氣，恒流模式，柱流速：1 mL/min；進樣量 1 μL，不分流；進樣口溫度為250 ℃；程序升溫：150 ℃ 保持 0 min，再以 4 ℃/min升溫至 190 ℃，保持 5 min，再以 2 ℃/min升溫至230 ℃，保持 10 min。

質譜條件：離子化方式EI+，發射電流200 VA；電子能量70 eV；接口溫度250 ℃；離子源溫度200 ℃；檢測電壓350 V。

質譜庫：NIST11.L。

1.2.10 乳液物理穩定性測定 用Turbiscan Lab穩定分析儀，分析新鮮制備的乳液在1 h內的穩定性情況。量取大約20 mL乳液置于Turbiscan專用樣品瓶中，在25 ℃條件下先每1 min掃描一次，持續10 min后，每5 min掃描一次，持續掃描50 min，觀察在此期間乳液的背散射光（ΔBS）變化。用 Turbiscan Lab穩定分析儀，分析各層乳液在14 d內穩定性指數（TSI）的變化，將制備好的乳液取大約20 mL置于Turbiscan專用樣品瓶中，與25 ℃溫度下存放，每天測量一次TSI值。

1.3 數據處理

每組實驗重復三次測定，結果以平均值±標準偏差（means±SD）表示。采用SPSS 19.0統計分析軟件進行顯著性分析，用LSD和Duncan極差分析結果差異顯著性水平（P＜0.05）和（P＜0.01）；用 OriginPro 9.0軟件進行作圖。

2 結果與分析

2.1 苦瓜籽油理化指標及脂肪酸組成

按照國標相關方法對超臨界提取的苦瓜籽油理化指標進行測定，得到結果如表1所示。碘值用于判斷食用油的不飽和程度，油脂的碘值越大，說明其不飽和程度越高，脂肪酸的不飽和鍵也越多，油脂的氧化穩定性就越差，越容易被氧化，而導致油脂腐敗變質[25]。由表1所示，苦瓜籽油的碘值為137.646±0.626 g/100 g，表明利用超臨界CO2萃取制備的苦瓜籽油中脂肪不飽和度較高?？喙献训倪^氧化值較高為1.317±0.006 mmol/kg，這可能是因為不飽和脂肪酸極易發生氧化反應而導致的。所得結果與張飛等[5]的測量結果不一致，可能與苦瓜種類、提取方法和放置時間有關[26]。

表1 苦瓜籽油的理化性質Table 1 Physicochemical properties of BGSO

2.2 苦瓜籽油單層乳液制備的單因素實驗結果

2.2.1 均質條件對苦瓜籽油單層乳液的影響 由圖1可知，在均質次數相同時，相較于500 bar，均質壓力為600和700 bar時苦瓜籽油單層乳液的平均粒徑極顯著減?。≒＜0.01）。當均質壓力為600 bar時，均質次數≥5次時，苦瓜籽油單層乳液的粒徑無明顯變化。這可能是由于高壓均質壓力和次數的增加帶來強烈的剪切流場，使得乳液獲得更有效的乳化[27]。同時，由圖1可知，當均質壓力為600 bar時，在相同的均質壓力下，隨著均質次數增加，乳液PDI值呈先減小再增大的趨勢，可能是由于均質次數的增加帶給乳液的能量過大，從而使乳液產生絮凝聚結等現象[28]。Kuhn等[29]比較了高壓均質壓力（20和80 MPa）和均質次數（1～7次）對亞麻籽油-乳清分離蛋白乳液穩定性的影響，結果發現增加均質壓力和均質次數可以降低液滴大小，然而，在高壓（80 MPa）下，均質次數的增加會促進乳液液滴的聚結。

圖1 均質條件對苦瓜籽油單層乳液的平均粒徑和PDI的影響Fig.1 Effects of homogeneous conditions on mean diameter and polydispersity index of BGSO primary emulsion

不同均質條件下制備的苦瓜籽油單層乳液的ζ-電位變化如圖2所示，600 bar均質壓力時，均質7次獲得乳液的ζ-電位絕對值最大（-23.4±0.7 mV），與均質5次獲得乳液的ζ-電位值（-22.3±0.8 mV）無顯著差異。ζ-電位的絕對值越小，意味著油滴之間形成的靜電排斥力小，可能不足以克服液滴和能壘之間的分子吸引力（即范德華力和疏水吸引力），從而引起乳液發生絮凝、液滴傾向聚集，使乳液分層率增加[30]。因此從節約能源的角度出發，并綜合考慮苦瓜籽油單層乳液平均粒徑、PDI和ζ-電位，選取均質壓力600 bar，均質5次，所制備的乳液粒徑為460±3 nm，PDI為0.073±0.004，ζ-電位為-22.3±0.8 mV。

圖2 均質條件對苦瓜籽油單層乳液ζ-電位的影響Fig.2 Effect of homogeneous conditions on ζ-potential of BGSO primary emulsion

2.2.2 pH對苦瓜籽油單層乳液的影響 由圖3與圖4可知，苦瓜籽油單層乳液的粒徑、PDI和ζ-電位受pH的影響較大，當pH為4.6左右時，乳液ζ-電位為（-1.0±0.2 mV）趨向于 0 mV，粒徑增大，PDI增大，表明當乳液pH接近WPI等電點時，乳液間靜電排斥作用減小，乳滴易發生聚集，穩定性降低[31]。當pH小于3.2時，PDI增大，乳液穩定性降低，這可能是因為蛋白質在酸性條件下易變性造成的。綜合考慮，在制備苦瓜籽油單層乳時，不調整pH，此時pH為7.0，乳液粒徑較小，粒徑分布較為均一，ζ-電位絕對值較大，乳液較為穩定。這與林傳舟等[9]在用乳清蛋白制備亞麻籽油單層乳液時，選擇pH條件為7.0結果相似，pH遠離蛋白質等電點，所得乳液較為穩定。

圖3 pH對苦瓜籽油單層乳液的ζ-電位的影響Fig.3 Effect of pH on ζ-potential of BGSO primary emulsion

圖4 pH對苦瓜籽油單層乳液的平均粒徑和PDI的影響Fig.4 Effects of pH on mean diameter and polydispersity index of BGSO primary emulsion

2.3 苦瓜籽油雙層乳液的單因素實驗結果

2.3.1 AP濃度對苦瓜籽油雙層乳液的影響 制備多層乳液時，通常多糖的濃度必須經過優化，使油滴既能產生足夠強的空間排斥力和靜電排斥力，同時又不促進橋連或耗損絮凝[32]。在制備苦瓜籽油雙層乳液時，調整單層乳液pH為4.0，此時苦瓜籽油單層乳液帶正電。由圖5和圖6可知當AP濃度為3.5%（w/v）時，乳液粒徑最?。?40±47 nm），PDI最?。?.322±0.140），ζ-電位絕對值最大（-12.9±0.7 mV），表明乳滴間的靜電排斥力較強，乳液液滴不易相互聚集，此時乳液穩定性最好。當AP濃度大于3.5%（w/v）時，由于陰離子高分子聚電解質過剩，乳液中存在大量未吸附的果膠使得乳液發生損耗絮凝[33]，當AP濃度小于3.5%（w/v）時，由于陰離子高分子聚電解質不足，導致兩個或多個帶正電的液滴共享陰離子果膠分子而引起橋連絮凝[20]。林傳舟等[9]在制備亞麻籽油雙層乳液時，乳液穩定性隨著果膠濃度的逐漸增大，出現聚結-穩定-絮凝現象，說明在制備雙層乳液時，果膠濃度過低，乳液易產生橋連絮凝，果膠濃度過高時，易產生損耗絮凝。所以，選擇果膠濃度為3.5%（w/v）進行下一步實驗。

圖5 AP濃度對苦瓜籽油雙層乳液的平均粒徑和PDI的影響Fig.5 Effects of AP concentration on mean diameter and polydispersity index of BGSO secondary emulsion

圖6 AP濃度對苦瓜籽油雙層乳液ζ-電位的影響Fig.6 Effect of AP concentration on ζ-potential of BGSO secondary emulsion

2.3.2 pH對苦瓜籽油雙層乳液的影響 采用靜電層層自組裝法制備乳液，油滴周圍通常會形成多層生物聚合物，多層生物聚合物主要是依賴聚電解質相互之間的靜電吸引而形成的，因此pH會影響多層界面的形成、分解和穩定乳液的能力[34]。由圖3可知，當pH＞5時，單層乳液液滴表面的WPI帶負電荷，AP溶液也帶負電荷，在這種情況下，兩種生物聚合物往往相互競爭油水界面，且彼此之間沒有很強的相互作用[35]。調節pH可通過改變生物聚合物的帶電荷性質，從而改變兩種生物聚合物的競爭或者合作程度，從而可能導致均相（生物聚合物混合）或者非均相（生物聚合物分離）界面的形成[36]。由圖3可推測當pH為4.4時，單層乳液帶正電荷，由圖7和圖8可知，當pH為4.4時，苦瓜籽油雙層乳液粒徑較小，PDI較小，ζ-電位絕對值較大，推測這是由于pH變化，增加了帶正電的單層乳液與帶負電荷的果膠之間的靜電作用力。這可能是由于當pH遠離蛋白質等電點時，蛋白質的凈電荷和水溶性通常會增加，這可以增加帶電荷的多糖的靜電吸引或排斥[37]。但當pH小于4.4時，單層乳液ζ-電位增大，表明液滴表面所帶正電荷電荷密度增加，此時，AP不足以覆蓋單層乳液液滴，兩個或多個帶正電的液滴共享一個AP分子，此時乳液ζ-電位絕對值減小，易發生靜電中和效應，形成橋連結構從而產生聚集。因此，選擇pH為4.4為制備的苦瓜籽油雙層乳液pH條件，制得的雙層乳液粒徑為 670±9 nm，PDI為 0.258±0.020，ζ-電位為-19.6±0.9 mV。

圖7 pH對苦瓜籽油雙層乳液的平均粒徑和PDI的影響Fig.7 Effects of pH on mean diameter and polydispersity index of BGSO secondary emulsion

圖8 pH對苦瓜籽油雙層乳液ζ-電位的影響Fig.8 Effect of pH on ζ-potential of BGSO secondary emulsion

2.4 苦瓜籽油三層乳液制備的單因素實驗結果

2.4.1 CTS濃度對苦瓜籽油三層乳液的影響 殼寡糖是自然界唯一帶正電荷、陽離子堿性氨基低聚糖[38]，由圖9和圖10可知，當CTS濃度為1%（w/v）時，形成的苦瓜籽油三層乳液ζ-電位仍然為負值（-16.6±0.4 mV），推測此時CTS不足吸附在帶負電荷的二層乳液液滴上，維持乳液穩定的靜電作用力較小，易產生橋連結構而產生聚集。隨著CTS濃度的增大，乳液粒徑和PDI呈上升趨勢，而ζ-電位值在CTS濃度為 4%（w/v）時為-1.8±0.5 mV，趨近 0 mV，表明此時乳液中靜電排斥力較弱。當CTS濃度大于4%（w/v）時，乳液ζ-電位仍然為負值，且乳液多分散系數趨近1，說明乳液粒徑分布不均，此時由于CTS濃度過大，CTS的加入增加了乳液體系的黏度，乳液液滴易產生聚集，使得乳液液滴分布不均。綜合平均粒徑、PDI和ζ-電位結果，選擇 CTS 濃度為 2%（w/v），進行下一步研究。

圖9 CTS濃度對苦瓜籽油三層乳液的平均粒徑和PDI的影響Fig.9 Effect of CTS concentration on mean diameter and polydispersity index of BGSO tertiary emulsion

圖10 CTS濃度對苦瓜籽油三層乳液的ζ-電位的影響Fig.10 Effect of CTS concentration on ζ-potential of BGSO tertiary emulsion

2.4.2 pH對苦瓜籽油三層乳液的影響 由圖11和圖12可知，苦瓜籽油三層乳液的ζ-電位隨pH的增大先增大再減小，在pH為3.8附近時，乳液的ζ-電位接近于0 mV，當pH小于3.8時，乳液的ζ-電位為正值，表明此時殼寡糖能吸附在果膠聚電解質層上，當pH大于3.8時，乳液的ζ-電位為負值，這可能是由于pH增大，雙層乳液的聚電解質層所帶電荷密度增加，使得CTS不能夠完全吸附在雙層乳液液滴上。當pH為2.2時制備的三層乳液平均粒徑比在pH為3.2條件下制備的三層乳液粒徑極顯著減?。≒＜0.01），ζ-電位極顯著增大（P＜0.01）。通過改變pH，直到CTS所帶的負電荷占主導地位，當pH為2.2時，乳液ζ-電位為16.3±0.3 mV，粒徑為1623±10 nm，PDI為0.480±0.034，說明此時CTS既能為乳液穩定提供靜電排斥力，又能提供空間作用力使乳液體系更加穩定[27]。所以選擇制備苦瓜籽油三層乳液的pH為2.2。

圖11 pH對苦瓜籽油三層乳液ζ-電位的影響Fig.11 Effect of pH on ζ-potential of BGSO tertiary emulsion

圖12 pH對苦瓜籽油三層乳液的平均粒徑和PDI的影響Fig.12 Effects of pH on mean diameter and polydispersity index of BGSO tertiary emulsion

2.5 苦瓜籽油多層乳液的表征

2.5.1 苦瓜籽油多層乳液的平均粒徑、PDI和ζ-電位 由圖13可知，苦瓜籽油和WPI溶液在pH為7條件下制備的單層乳液粒徑較小，在460 nm左右。將濃度為3.5%（w/v）的AP溶液加入到制備的單層乳液中，將pH調至4.4，此時，單層乳液液滴表面帶正電荷，帶負電荷的AP吸附到液滴表面，粒徑增大至680 nm左右，ζ-電位為負值。通過將濃度為2%（w/v）的CTS溶液加入到制備的雙層乳液中，pH調至2.2，制得三層乳液，由于CTS分子所帶的電荷為正，雙層乳液表面帶負電荷，通過靜電相互作用，CTS吸附到雙層乳液液滴表面，乳液粒徑進一步增大，ζ-電位由負值（-19.6±0.9 mV）轉變為正值（20.3±0.5 mV），表明聚合電解質已經被吸附到液滴表面。

圖13 苦瓜籽油多層乳液的平均粒徑、PDI和ζ-電位Fig.13 Mean diameter, polydispersity index and ζ-potential of BGSO multilayer emulsion

2.5.2 苦瓜籽油多層乳液的微觀形態 采用靜電層層自組裝技術制備多層乳液時，需通過仔細控制聚電解質的濃度和環境pH，改變不同界面層的結構和性能，以確保其能夠快速和足夠吸附在油水界面，以確保幾乎沒有游離的聚電解質在水相（這可能促進損耗絮凝），得到穩定的多層穩定劑[37]，從而使得乳液體系更加穩定。在最優條件下制備的苦瓜籽油多層乳液微觀形態結果如圖14所示，乳液粒徑較小，液滴較為分散，且無明顯聚集現象。

圖14 苦瓜籽油多層乳液的微觀形態（100×）Fig.14 Microscopic morphology of BGSO multilayer emulsion(100×）

2.5.3 苦瓜籽油多層乳液的流變性 由圖15可知，各層乳液的黏度和剪切速率成非線性關系，表明乳液為假塑性非牛頓流體[39]，隨著剪切速率的增加，乳液黏度明顯降低。水包油乳劑的流變性質取決于如乳化劑和油相的種類、連續相與分散相的比例、粒徑及分布等諸多因素[40]。結果表明苦瓜籽油三層乳液黏度明顯高于單層、雙層乳液，這可能是由于CTS溶液的黏性使得乳液的黏度增大。雙層乳液和單層乳液的黏度隨剪切速率的變化趨勢基本相似，說明制備雙層乳液時，AP和WPI之間產生的正負電荷靜電吸引力起主導作用，從而提高界面層的機械強度，使液滴能避免液滴聚結[41]。

圖15 苦瓜籽油多層乳液的流變性Fig.15 Rheological property of BGSO multilayer emulsion

2.5.4 苦瓜籽油多層乳液的脂肪酸組成分析 由表2可知，苦瓜籽油中，硬脂酸和α-桐酸含量較高，其相對含量分別高達到33.574%和32.026%，與之前的研究結果具有一定差異[26,42]，可能是由于苦瓜品種和油脂提取方法不同所導致?？喙献延蛦螌尤橐号c苦瓜籽油相比，α-桐酸相對含量極顯著降低 （P＜0.01），這可能是由于高壓均質過程中產熱使得α-桐酸氧化導致其含量降低?？喙献延碗p層乳液和三層乳液中的α-桐酸含量極顯著升高（P＜0.01），這可能是由于制備條件的不同導致苦瓜籽油中其他成分的損失，造成α-桐酸的相對含量升高?？喙献延透鲗尤橐旱膩営退?、CLN-B、CLN-C相對含量，與苦瓜籽油相比都極顯著降低（P＜0.01），這與廖一等[43]的研究結論相似，可能是由于在乳液制備過程中使用的儀器和制備方式使油脂受到剪切力和摩擦作用，使油脂發生氧化反應。說明苦瓜籽油多層乳液的氧化穩定性需進一步研究。

表2 苦瓜籽油多層乳液的脂肪酸組成Table 2 Fatty acid composition of BGSO multilayer emulsion

2.5.5 苦瓜籽油多層乳液的物理穩定性分析 利用Turbiscan Lab穩定分析儀對樣品進行穩定性分析，可通過ΔBS的強度隨時間變化曲線，可快速、準確地反映出乳化體系的上浮、沉淀、聚集等動態變化，以及乳化體系的穩定性情況[44]。利用Turbiscan Lab分析儀對新鮮制備的乳液進行掃描1 h，結果見圖16，左側背散射光強度減少，說明底部樣品濃度降低出現澄清層；右側背散射光強度增加，說明樣品頂部濃度增加，出現上浮層[44]，反映出苦瓜籽油單層乳液、雙層乳液和三層乳液的失穩過程都主要是上浮。

圖16 苦瓜籽油多層乳液的背散射光（ΔBS）Fig.16 ΔBS of BGSO multilayer emulsion

TSI是用于估計乳化體系物理穩定性的重要參數，可用于比較不同樣品的穩定性差異[44]。由圖17可看出，在14 d內苦瓜籽油雙層乳液和三層乳液的TSI值比苦瓜籽油單層乳液的TSI值小且上升速度慢。說明雙層乳液和三層乳液比單層乳液更加穩定，這可能是由于大多數兩親性蛋白質都是小分子，它們形成相對較薄的界面層（幾納米），因此它們只產生非常短的空間排斥力[45]，而多糖能夠增加油滴間的空間排斥力和靜電排斥力，所以在蛋白質包裹的油滴中添加電荷相反的多糖能夠增強其對環境應力的抵抗能力[46]。利用靜電層層自組裝技術，使AP和CTS通過靜電相互作用一層一層沉積在液滴表面，使乳滴產生較厚的聚合物層，為乳液提供更大的穩定性[47]。所以苦瓜籽油雙層乳液和三層乳液物理穩定性優于單層乳液。

圖17 苦瓜籽油多層乳液的穩定性指數（TSI）Fig.17 Turbiscan stability index （TSI） of BGSO multilayer emulsion

3 結論

本研究基于靜電層層自組裝技術，以苦瓜籽油為油相，用WPI、AP和CTS制備苦瓜籽油多層乳液，用粒徑電位對三種乳液進行表征，考察高壓均質條件、聚電解質濃度和環境pH對乳液性質的影響，得到制備的苦瓜籽油多層乳液最佳參數如下：將苦瓜籽油和 WPI溶液（1% w/v）混合，pH7.0，經10000 r/min剪切5 min后高壓均質600 bar均質5次即得苦瓜籽油單層乳液，單層乳液組成為5%（w/w）苦瓜籽油，0.95% （w/v）WPI；雙層乳液在單層乳的基礎上添加3.5%（w/v）AP溶液，使得雙層乳組成為4.5%（w/w）苦瓜籽油，0.86% （w/v） WPI，0.35% （w/v） AP，調節溶液pH至4.4，8000 r/min剪切1 min即得；三層乳液在雙層乳液的基礎上添加CTS溶液，使得三層乳液組成為 4% （w/w）苦瓜籽油，0.76% （w/v）WPI，0.31% （w/v）AP，0.22% （w/v）CTS，調節 pH 至 2.2，8000 r/min剪切1 min即得?？喙献延透鲗尤橐壕哂休^小的粒徑，較好的分散性。乳液物理穩定性結果表明，苦瓜籽油雙層乳液和三層乳液比單層乳液物理穩定性更好。本研究為進一步研究苦瓜籽油多層乳液提供理論基礎，對更好發揮苦瓜籽油的功效價值具有參考意義。