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本研究隶属于十二五国家科技支撑项目-《乳清蛋白应用技术研究与开发》(2013BAD18B07)。β-胡萝卜素作为维生素A前体的主要来源,对维持人类基本健康具有重要的意义。通过与脂质共同摄取,可以显著提高β-胡萝卜素的生物可给率。因此,使用水包油型纳米乳液运载β-胡萝卜素是一个保护其稳定性,并提高其生物可给率的重要方式。本实验通过探究纳米乳液体系中乳化剂与油相两大因素对β-胡萝卜素纳米乳液性状、储藏稳定性以及生物可给率的影响,综合评估纳米乳液体系的生物效价。本实验的纳米乳液是通过采用超高压微射流技术,并使用90%的水相(不同浓度的水合乳清分离蛋白(WPI)、热聚合WPI或酶交联WPI)与10%的油相(棕榈油、椰子油、鱼油或玉米油)制备得到。主要研究结果如下:(1)在筛选最适合的WPI添加量和处理方法的实验中,发现热聚合与酶交联WPI较水合WPI能够显著增大纳米乳液粒径,且其Zeta电位偏低,说明其稳定性较差。但是不同WPI添加量和处理方法制备的β-胡萝卜素纳米乳液中β-胡萝卜素包封率均在90%以上,且4周25℃储藏期实验中纳米乳液稳定性良好,β-胡萝卜素保留率较高。水合WPI在2%的浓度下Zeta电位保持在-30mv,β-胡萝卜素纳米乳液处于稳定状态。因而后续试验均采用浓度为2%的水合WPI。(2)在油相筛选实验中,使用棕榈油、椰子油、鱼油与玉米油制备的纳米乳液初始粒径均在168~185nm之间,且在为期7周25℃的储藏期实验中保持粒径在200nm之下,说明其稳定性良好。在储藏期内,它们的β-胡萝卜素保留率分别为68.36%(棕榈油),63.81%(椰子油),49.58%(鱼油)和54.91%(玉米油)。然而,在55℃储藏期实验中,纳米乳液的粒径显著增大(p<0.05),且其β-胡萝卜素保留率显著降低,分别为48.56%(棕榈油),43.41%(椰子油),29.35%(鱼油)和33.60%(玉米油)。(3)对使用不同WPI添加量、不同WPI处理方式以及不同油相条件下制备的一系列β-胡萝卜素纳米乳液进行了模拟体外消化实验。所有样品在经过模拟胃肠道消化过程之后均被显著地水解,乳化剂与油相均较大程度的分解,纳米乳液体系完全分散,乳液粒径与电位负电势显著增大(p<0.05)。使用2~5%水合、热聚合和酶交联WPI制备的纳米乳液的生物可给率与其初始粒径大小呈现负相关的关系。使用酶交联WPI制备的纳米乳液在经过模拟胃肠道消化后β-胡萝卜素的保留率在90%左右,显著性地高于水合WPI制备的样品(p<0.05)。然而,它们的β-胡萝卜素生物可给率却在50%左右,显著性地低于水合WPI制备的样品(p<0.05)。分别使用棕榈油、椰子油、鱼油和玉米油制备的纳米乳液在经过模拟胃肠道消化后β-胡萝卜素的保留率在90%左右,而其β-胡萝卜素生物可给率顺序为:棕榈油(61.77%)=玉米油(63.71%)>鱼油(54.65%)>椰子油(32.09%)。本研究结果表明,使用棕榈油作为油相,使用2%水合WPI作为乳化剂制备的β-胡萝卜素纳米乳液性状、储藏稳定性最佳,β-胡萝卜素保留率与生物可给率最高,这一乳液体系解决了β-胡萝卜素易降解的特性,也为其他生物活性物质的运载提供了理论基础。