摘要：植物甾醇(PS)具有不溶于水，難溶于油的特性，構建水包油(O/W)型納米乳液是目前提升其生物利用度、感官品質的常見方法，然而其乳化作用對O/W型納米乳液的穩定機制尚未得到關注。本研究構建了荷載不同質量分數的植物甾醇(0.1%，0.5%，0.9%)的納米乳液(PSN)，系統探究了PS濃度對油-水界面張力，以及乳液的微觀結構、粒徑、ζ-電位、儲藏穩定性、氧化穩定性以及消化特性的影響。

材料與試劑

植物笛醇(β-谷笛醇含量92.5%，菜油笛醇含量6.3%，豆笛醇0.8%，菜籽笛醇0.1%），宜春大海龜生命科學有限公司；玉米油，益海嘉里糧油食品有限公司；磷脂（磷脂酰膽堿含量≥20%），美國Sigma-Aldrich公司；吐溫-80，上海麥克林生化科技股份有限公司；硫代巴比妥酸、1，1，3，3-四乙氧基丙烷，上海阿拉丁生化科技股份有限公司；人工胃液、人工小腸液，上海源葉生物科技有限公司；其它試劑均為分析純級。

試驗方法

植物笛醇納米乳液的制備

將磷脂加入玉米油中，50℃攪拌30min，充分溶解后，加入不同質量分數（1.0%，5.0%，9.0%）的PS，70℃攪拌30min得到油相，待用。將吐溫-80加人純水中，室溫攪拌30min，得到水相。將水相加熱至70℃，與油相9:1(m/m)混合，8000r/min剪切3min，得到粗乳液，然后于400Bar條件下均質3次，每次3min，最終得到PSN。

納米乳液制備條件優化

考察磷脂、吐溫-80濃度對納米乳液制備的影響。控制水相中吐溫-80質量分數為0.6%，測定磷脂在油相中質量分數分別為1.0%，3.0%，5.0%，7.0%，9.0%時，制備的納米乳液的粒徑、PDI、動力學不穩定性；控制油相中磷脂質量分數為5%，測定吐溫-80在水相中質量分數分別為0.2%，0.4%，0.6%，0.8%，1.0%時，制備的納米乳液的粒徑、PDI、動力學不穩定性。1.3.3粒徑、電位、PDI的測定使用ZetasizerNano ZSP測定納米乳液的粒徑、電位、多分散系數(PDI)。將樣品溶液用超純水稀釋100倍，于室溫下測定顆粒平均粒徑、PDI及-電位。設定測量參數：樣品折射率為1.471；分散劑折射率為1.330。

界面張力的測定

界面張力的測定參考許楊楊等的方法并有所修改，將不同質量分數的PS(1.0%，5.0%，9.0%)溶解于玉米油中，使用超純水作為水相，研究PS濃度對油水間界面張力的影響。檢測系統為OCA20視頻光學接觸角測量儀。

首先，將連接在毛細管上的不銹鋼針（外徑為1.65mm)插人盛有油相的玻璃槽內。將針尖端放置在光源和相機(CCD)之間的光學平板上。然后用自動進樣單元將10μL的樣品推送至針尖上并形成完整的滴形。CCD攝像系統立即持續地采集液滴的外形輪廓變化，測試時維持油相溫度60℃，盡量避免外界振動的干擾。據Young-Laplace方程算出界面張力（精確至0.01mN/m）。

植物笛醇含量對油水界面張力的影響

制備不同PS質量分數（1.0%，5.0%，9.0%）的油相，探究PS濃度對油-水界面張力的影響，如圖1所示。空白對照組中，油-水初始界面張力由20.14mN/m降至11.51mN/m;在質量分數1.0%~9.0%范圍內，油-水界面張力隨著PS質量分數的提高而降低，9.0%PS對界面張力的降低最為明顯，其界面張力降為7.56mN/m（圖1a）。Rossi等研究表明由于β-谷笛醇化學結構中具有疏水性稠環骨架和極性羥基，具有輕微的兩親性，能夠與油水界面的水相和油相相互作用，與本試驗中留醇可降低油水界面張力的結果相互印證。圖1b為水滴在不同質量分數PS油相中的形貌。PS的質量分數低于1.0%時，液滴表面光滑，而質量分數為5.0%時，液滴界面逐漸分布大量結晶，說明更多的PS分子傾向于移動至界面處聚集結晶；隨著質量分數進一步提高至9.0%，液滴表面覆滿針狀結晶，并且形態變得不規則。Engel等的研究表明界面處水相的存在會誘導PS結晶，由此推測在適當質量分數下，PS可部分聚集在乳液油水界面形成近似“Pickering"乳液的形式，進而起到穩定、防止液滴聚集的作用。Zychowski等的研究同樣發現，一定PS濃度下，乳液液滴表面可能會形成以PS為主的界面組成；而當PS濃度過高時，過量的結晶可能會破壞液滴形態，進而導致乳液的粒徑變大及穩定性下降。

結果

PS可降低油-水界面張力，并可在界面處形成部分結晶，影響PSN的物化穩定性;制得的PSN粒徑為165.3~247.2 nm，ζ-電位范圍為-24.3~-28.4 mV，隨著PS濃度的增加逐漸增大;4℃儲存28 d，0.1%PSN及0.5%PSN均可保持良好的穩定性，然而在60℃儲存條件下，0.9%PSN表現出最優的動力學穩定性。此外，加速氧化試驗及消化試驗的結果均顯示，較高濃度的PS可有效抑制乳液中的脂質氧化以及游離脂肪酸的釋放(<31.41%)。本研究結果可為PS功能性食品或輔料的精準開發提供較好的理論參考。

結論

本研究系統地探究了不同PS質量分數對納飽和濃度過飽和濃度米乳液物化性質、穩定性、消化特性的影響。結果表明，PS可改變油水界面的張力，并在界面處形成兩親的非結晶態及結晶態，共同影響乳液體系的穩定機制，另外，結晶區域的“阻隔”作用，可抑制脂質氧化反應的發生及模擬胃腸液消化過程中游離脂肪酸的釋放。本研究為開發高生物利用度、穩定性的PS功能性食品或輔料提供理論支持。