膽汁鹽介入對Tween乳化體系的影響機(jī)制研究.pdf

1、膽汁鹽生物表面活性劑屬于人體膽汁的主要成分，是人體內(nèi)一種天然的乳化劑，參與諸多生理活動(dòng):如促進(jìn)脂類物質(zhì)的消化吸收;調(diào)節(jié)膽固醇的代謝;殺菌消炎，提高免疫力及保肝利膽等。其中膽汁鹽能夠增強(qiáng)脂肪酶活性，促進(jìn)脂肪消化吸收的功能對人體生理活動(dòng)至關(guān)重要，且不可替代。在食品生產(chǎn)和加工中，常常需要添加一定量的外源乳化劑，確保食品的品質(zhì)和特定的功能。這些外源乳化體系經(jīng)過胃進(jìn)入腸道后，乳化體系能否保持穩(wěn)定，食物中外源乳化劑和人體內(nèi)膽汁鹽乳化劑在油水界面是否

2、發(fā)生吸附層替換或協(xié)同相互作用，二者共同作為直接添加食品乳化劑時(shí)是否有協(xié)同增效作用，對這些科學(xué)問題的探討是本課題的研究背景。本研究結(jié)果一方面有助于理解膽汁鹽影響脂類消化吸收的機(jī)制，另一方面也為設(shè)計(jì)新型低能量乳液食物以及解決人類膳食中脂肪消化問題提供一定的科學(xué)基礎(chǔ)，具有一定的理論和現(xiàn)實(shí)意義。
　　本論文選用食品中常見的聚山梨酯(Tween)類乳化劑，首先制備穩(wěn)定的乳狀液，實(shí)驗(yàn)中采用激光共聚焦顯微鏡，并結(jié)合動(dòng)態(tài)光散射、穩(wěn)態(tài)熒光以及流變分

3、析等方法，研究膽汁鹽對乳化劑的宏觀乳狀液穩(wěn)定性和乳化界面結(jié)構(gòu)的影響，并且深入探討了溶液環(huán)境因素對相互作用過程的影響。并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步分析二元表面活性劑吸附層結(jié)構(gòu)和協(xié)同效應(yīng)，揭示膽汁鹽與非離子表面活性劑在油-水以及氣-液界面上的相互作用機(jī)制。
　　(1) Tween類非離子乳狀液體系的制備及穩(wěn)定性研究
　　本章制備的乳狀液作為一種體外乳液模型，為后續(xù)研究膽汁鹽影響乳液穩(wěn)定性機(jī)制提供一定的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。以正十四碳烷為油相，Twee

4、n為乳化劑利用均質(zhì)超聲法制備乳狀液。通過測量粒徑分布、多擴(kuò)散系數(shù)以及乳液表面ζ電位值確定最佳配比及最佳乳化方式，獲得最穩(wěn)定的乳狀液。最佳乳液配比為:油相濃度3 wt％;乳化劑濃度0.75 wt％。
　　(2)膽汁鹽介入對Tween乳化體系穩(wěn)定性的影響
　　本章利用動(dòng)態(tài)光散射、流變技術(shù)以及穩(wěn)態(tài)熒光光譜技術(shù)等研究膽汁鹽對Tween乳化劑宏觀乳液穩(wěn)定性的影響，并結(jié)合激光共聚焦顯微鏡來考察乳狀液界面微結(jié)構(gòu)的變化。結(jié)果表明膽汁鹽的濃度

5、對乳液性質(zhì)有較大影響，當(dāng)濃度較低時(shí)，液滴表面ζ電位值呈下降趨勢，隨濃度的增加，ζ電位值趨于不變。這表明在低濃度條件下，膽汁鹽可能跟乳液界面的Tween活性物質(zhì)產(chǎn)生競爭性吸附或通過疏水相互作用與界面活性分子形成混合膠束，且低濃度時(shí)，使體系具有更負(fù)電泳遷移率，提高乳液的穩(wěn)定性。膽汁鹽跟乳狀液的相互作用依賴于膽汁鹽自身結(jié)構(gòu)，疏水作用越強(qiáng)，相互作用越明顯。另外，當(dāng)脫氧膽酸鈉濃度增加到一定值時(shí)，會使乳液發(fā)生乳析現(xiàn)象，但膽酸鈉卻沒有對乳液穩(wěn)定性造成

6、影響，進(jìn)一步的分析表明脫氧膽酸鈉影響Tween20和Tween60乳液乳析穩(wěn)定性的機(jī)制不同。前者作用機(jī)理可能是，脫氧膽酸鈉濃度的增加，會置換出乳液界面的Tween20而形成沉淀或聚集成大粒徑液滴;后者作用機(jī)理可能是，高濃度脫氧膽酸鈉的介入，因其自身靜電斥力及空間位阻效應(yīng)會導(dǎo)致乳液液滴發(fā)生排斥絮凝。另外，結(jié)果表明在強(qiáng)酸環(huán)境下，由Tween20和Tween60乳化的乳液自身穩(wěn)定性變差，添加脫氧膽酸鈉后，乳液產(chǎn)生明顯的乳析現(xiàn)象。
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7、3)膽汁鹽與Tween類乳化劑協(xié)同相互作用及界面膜微結(jié)構(gòu)研究
　　通過電導(dǎo)率和穩(wěn)態(tài)熒光光譜測定，研究了膽汁鹽-非離子Tween乳化劑之間的相互作用，包括兩者混合體系的協(xié)同相互作用及界面混合膜聚集數(shù)的變化。結(jié)果表明，Tween20-膽汁鹽之間存在一定的協(xié)同效應(yīng)，其主要作用力為疏水作用和氫鍵作用。對于Tween20-膽酸鈉混合體系而言，摩爾比a=0.7時(shí)，其相互作用參數(shù)β值（絕對值）最大，相互作用最強(qiáng);對于Tween20-脫氧膽酸鈉混