摘要：植物甾醇(PS)具有不溶于水，难溶于油的特性，构建水包油(O/W)型纳米乳液是目前提升其生物利用度、感官品质的常见方法，然而其乳化作用对O/W型纳米乳液的稳定机制尚未得到关注。本研究构建了荷载不同质量分数的植物甾醇(0.1%，0.5%，0.9%)的纳米乳液(PSN)，系统探究了PS浓度对油-水界面张力，以及乳液的微观结构、粒径、ζ-电位、储藏稳定性、氧化稳定性以及消化特性的影响。

材料与试剂

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%），宜春大海龟生命科学有限公司；玉米油，益海嘉里粮油食品有限公司；磷脂（磷脂酰胆碱含量≥20%），美国Sigma-Aldrich公司；吐温-80，上海麦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、人工小肠液，上海源叶生物科技有限公司；其它试剂均为分析纯级。

试验方法

植物笛醇纳米乳液的制备

将磷脂加入玉米油中，50℃搅拌30min，充分溶解后，加入不同质量分数（1.0%，5.0%，9.0%）的PS，70℃搅拌30min得到油相，待用。将吐温-80加人纯水中，室温搅拌30min，得到水相。将水相加热至70℃，与油相9:1(m/m)混合，8000r/min剪切3min，得到粗乳液，然后于400Bar条件下均质3次，每次3min，最终得到PSN。

纳米乳液制备条件优化

考察磷脂、吐温-80浓度对纳米乳液制备的影响。控制水相中吐温-80质量分数为0.6%，测定磷脂在油相中质量分数分别为1.0%，3.0%，5.0%，7.0%，9.0%时，制备的纳米乳液的粒径、PDI、动力学不稳定性；控制油相中磷脂质量分数为5%，测定吐温-80在水相中质量分数分别为0.2%，0.4%，0.6%，0.8%，1.0%时，制备的纳米乳液的粒径、PDI、动力学不稳定性。1.3.3粒径、电位、PDI的测定使用ZetasizerNano ZSP测定纳米乳液的粒径、电位、多分散系数(PDI)。将样品溶液用超纯水稀释100倍，于室温下测定颗粒平均粒径、PDI及-电位。设定测量参数：样品折射率为1.471；分散剂折射率为1.330。

界面张力的测定

界面张力的测定参考许杨杨等的方法并有所修改，将不同质量分数的PS(1.0%，5.0%，9.0%)溶解于玉米油中，使用超纯水作为水相，研究PS浓度对油水间界面张力的影响。检测系统为OCA20视频光学接触角测量仪。

首先，将连接在毛细管上的不锈钢针（外径为1.65mm)插人盛有油相的玻璃槽内。将针尖端放置在光源和相机(CCD)之间的光学平板上。然后用自动进样单元将10μL的样品推送至针尖上并形成完整的滴形。CCD摄像系统立即持续地采集液滴的外形轮廓变化，测试时维持油相温度60℃，尽量避免外界振动的干扰。据Young-Laplace方程算出界面张力（精确至0.01mN/m）。

植物笛醇含量对油水界面张力的影响

制备不同PS质量分数（1.0%，5.0%，9.0%）的油相，探究PS浓度对油-水界面张力的影响，如图1所示。空白对照组中，油-水初始界面张力由20.14mN/m降至11.51mN/m;在质量分数1.0%~9.0%范围内，油-水界面张力随着PS质量分数的提高而降低，9.0%PS对界面张力的降低最为明显，其界面张力降为7.56mN/m（图1a）。Rossi等研究表明由于β-谷笛醇化学结构中具有疏水性稠环骨架和极性羟基，具有轻微的两亲性，能够与油水界面的水相和油相相互作用，与本试验中留醇可降低油水界面张力的结果相互印证。图1b为水滴在不同质量分数PS油相中的形貌。PS的质量分数低于1.0%时，液滴表面光滑，而质量分数为5.0%时，液滴界面逐渐分布大量结晶，说明更多的PS分子倾向于移动至界面处聚集结晶；随着质量分数进一步提高至9.0%，液滴表面覆满针状结晶，并且形态变得不规则。Engel等的研究表明界面处水相的存在会诱导PS结晶，由此推测在适当质量分数下，PS可部分聚集在乳液油水界面形成近似“Pickering"乳液的形式，进而起到稳定、防止液滴聚集的作用。Zychowski等的研究同样发现，一定PS浓度下，乳液液滴表面可能会形成以PS为主的界面组成；而当PS浓度过高时，过量的结晶可能会破坏液滴形态，进而导致乳液的粒径变大及稳定性下降。

结果

PS可降低油-水界面张力，并可在界面处形成部分结晶，影响PSN的物化稳定性;制得的PSN粒径为165.3~247.2 nm，ζ-电位范围为-24.3~-28.4 mV，随着PS浓度的增加逐渐增大;4℃储存28 d，0.1%PSN及0.5%PSN均可保持良好的稳定性，然而在60℃储存条件下，0.9%PSN表现出最优的动力学稳定性。此外，加速氧化试验及消化试验的结果均显示，较高浓度的PS可有效抑制乳液中的脂质氧化以及游离脂肪酸的释放(<31.41%)。本研究结果可为PS功能性食品或辅料的精准开发提供较好的理论参考。

结论

本研究系统地探究了不同PS质量分数对纳饱和浓度过饱和浓度米乳液物化性质、稳定性、消化特性的影响。结果表明，PS可改变油水界面的张力，并在界面处形成两亲的非结晶态及结晶态，共同影响乳液体系的稳定机制，另外，结晶区域的“阻隔”作用，可抑制脂质氧化反应的发生及模拟胃肠液消化过程中游离脂肪酸的释放。本研究为开发高生物利用度、稳定性的PS功能性食品或辅料提供理论支持。