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Surfactin(表面活性素)是由芽抱杆菌属(Bacillus)发酵产生的由7个氨基酸的环肽和13～16个碳原子的碳链组成的脂肽类生物表面活性剂,它是较强的生物表面活性剂之一。Surfactin因其较好的表面活性、抗菌活性、无毒性、生物降解性广泛应用于医药领域、环境治理领域、原油开采领域、农业饲料和农药领域以及日化用品领域等,而其乳化性能在食品领域具有潜在的应用价值。藻油二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid,DHA),又称为藻油单细胞油(Docosahexaenoic acid single cell oil,DHASCO),作为一种富含人体必需脂肪酸的天然物质成为常见保健品的主要成分,而其化学性质极不稳定易于被氧化而产生有害物质。将其制备成微乳液或乳状液从而对DHA进行保护并加以应用成为新的研究方向。Surfactin作为高效的食品级生物表面活性剂适于制备藻油DHA微乳液或乳状液。本研究旨在研究Surfactin的表面活性和胶体性质,并将其应用于藻油DHA微乳液和乳状液的制备,通过检测制备后产品的物理和氧化稳定性来评价Surfactin的效果,从而为Surfactin在食品领域应用的可行性提供依据。研究结论简述如下:1.Surfactin表面活性和胶体性质的测定。Surfactin的乳化活性和乳化稳定性优于Tween80,在0.6～0.8%(W/V)浓度下约是Tween80的1.25倍。且乳化活性和乳化稳定性对NaCl浓度、温度较为稳定,在pH为7～10间没有显著差异,酸性条件下Surfactin的乳化活性和稳定性急剧下降。Surfactin的亲水亲油平衡值(hydrophilic lipophilic balance,HLB)在 12～14,宜作为清洁剂或水包油(oil/water,O/W)型乳化剂应用。Surfactin 的临界胶束浓度(critical micelle concentration,CMC)大约为1.74 × 10-5mol/L,在浓度达到CMC后能将纯水的表面张力由72.4±0.1 mN/m下降至25.2 ±0.2 mN/m。Surfactin在高于CMC时均可形成稳定的胶束,胶束粒径约为184.8± 5.2 nm。100 ℃及以下温度对Surfactin胶束粒径没有显著影响,热稳定性较好。0.1%(W/V)Surfactin能将水/藻油DHA界面张力降低至10 mN/m以下。2.Surfactin参与的藻油DHA微乳液制备及稳定性评价。用拟三元相图法对Surfactin/Tween80/丙三醇/藻油DHA微乳液制备条件进行优化后,微乳液制备条件确定为:油相为肉豆蔻酸异丙脂(Isopropyl myristate,IPM)/藻油DHA(3:1,m/m),表面活性剂相为Tween80/丙三醇(2:1,m/m),水相为10 mmol/L NaCl配制的0.2 mmol/LSurfactin溶液。制备过程为:逐滴滴加水相,60℃恒温以120rpm磁力搅拌器搅拌。Surfactin对拟三元相图微乳区的面积影响显著,微乳区面积由20.01 ±0.46%增加到32.12 ± 0.19%,O/W型微乳液面积由5.09 ± 0.21%增加到10.15 ± 0.17%。Surfactin对微乳液的物理稳定性有显著提升作用。微乳液粒径为10～20 nm,且在4 ℃或37℃存储60d后多分散指数(polydispersity,PDI)仍能保持小于或等于0.1。微乳液属于假塑性流体,具有较好的物理稳定性和生物利用率。Surfactin对微乳液的氧化稳定性也有显著提升作用。在90 ℃热处理30 min后,含Surfactin的藻油DHA微乳液的过氧化值(peroxide value,POV)仅为混合油相的10%左右。106 lux光强直射光照射30 min后,含Surfactin微乳液的氧化率仅仅为混合油相的37.0%。在长期存储过程中,含Surfactin的微乳液具有较好的热稳定性,POV和丙二醛(malondialdehyde,MDA)浓度增加趋势远远低于不含Surfactin的微乳液和未包埋油相。3.以Surfactin为表面活性剂的藻油DHA乳状液制备及稳定性评价。Surfactin/藻油DHA乳状液的制备条件为:以0.8%(W/V)Surfactin溶液为水相,藻油DHA为油相,水油比为2:1,pH自然,经30 ℃、20 MPa初乳化1次后,60 ℃、80 MPa均质2次,最终使得乳状液粒径降低至192.8±4.2 nm,显著低于其他食品级表面活性剂制备的藻油DHA乳状液。在4 ℃和37 ℃存储60 d时Surfactin/藻油DHA乳状液均能保持较好的稳定性,粒径维持在300 nm及以下,Zeta电位的绝对值始终在20 mV以上,表现出较好的稳定性。流变学性质测定表明Surfactin/藻油DHA乳状液是一种胀流性流体,且通过数据分析表明具有较好的物理稳定性。Surfactin/藻油DHA乳状液具有较好的氧化稳定性。Surfactin胶束保护下,保存至第60 d的乳状液POV 4 ℃和37 ℃仅为2.519 ± 0.219和1.635 ± 0.202 meq/kg。且在短时高温处理下POV也显著低于Tween80/丙三醇制备的藻油DHA乳状液。将制备好的乳状液进行模拟消化实验发现Surfactin对藻油DHA在消化过程中的抗氧化能力的维持有显著提升效果。VC、Fe2+及天然抗氧化物猕猴桃汁和番茄汁等对乳状液抗氧化能力的提升有显著促进作用。