浙江微流纳米生物技术有限公司
近年来国内外对于杜仲籽油的加工及应用鲜有报道，尤其是通过食品加工新技术构建以杜仲籽油为植物源营养素的高生物有效性递送载体，市场上也没有杜仲籽油纳米乳液的相关产品。
杜仲籽油有着“植物黄金”的美称，富含α-亚麻酸（C18:3）、油酸（C18:1）、亚油酸（C18:2）等多种脂肪酸，且不饱和脂肪酸占比达到 90%。α-亚麻酸对于降血压、预防心肌梗塞和抗肿瘤有着显著的作用效果；亚油酸能够预防动脉粥样硬化；杜仲籽油的维生素 E 含量为190.96 mg/100 g，主要组分为α-生育酚和γ-生育酚，具有很高的营养价值。
纳米乳液因其较高的物理稳定性和环境耐受性，近年来作为乳液基输送载体受到广泛关注，已有文献通过 DHPM 技术制备鱼油纳米乳液、迷迭香纳米乳液、高油酸棕榈油纳米乳液。因此，通过高压微射流制备纳米乳液能够尽可能保护杜仲籽油的营养价值及生理功能。
图 1 设计思路图
本实验通过水滴定法和常规搅拌法制备杜仲籽油微乳液，优化杜仲籽油微乳液的配方，根据成乳区域大小来筛选复合表面活性剂类型及配比，利用动态高压微射流技术（DHPM），以筛选过的复合表面活性剂制备杜仲籽油纳米乳液，探讨 DHPM 参数及纳米乳液组分含量对杜仲籽油纳米乳液粒径、粒径分布（PSD）和ζ-电位的影响，通过单因素和响应面试验优化高压微射流制备纳米乳液的工艺条件，旨在为杜仲籽油的加工及应用提供新的实践思路。
材料与试剂
杜仲籽油（食品级，不饱和脂肪酸含量≥90.0%）；Tween 80；EL-40（蓖麻油聚氧乙烯醚-40）等
主要仪器与设备
高速分散机；紫外可见分光光度计；电动搅拌器；Nanogenizer30K微射流高压均质机；纳米粒度表面电位分析仪等
１.实验方法
在室温条件，将筛选出的较佳的表面活性剂、助表面活性剂以较佳 Km（表面活性剂与助表面活性剂配比）值复合表面活性剂溶于去离子水中，形成表面活性剂水溶液，使用磁力搅拌器在 700 r/min 的转速下充分混合 10 min，形成水相；并在 10000 r/min 的高速剪切下将杜仲籽油加到水相中，持续剪切 2 min 形成粗乳液。在冰水浴保持低温的状态下，将粗乳液按不同的参数条件通过高压微射流处理得到杜仲籽油纳米乳液。
2. 杜仲籽油纳米乳液单因素试验与结果分析
以均质次数、均质压力、表面活性剂浓度、杜仲籽油体积分数为考察因素进行单因素试验，测定杜仲籽油纳米乳液粒径、粒径分布（PSD）、ζ-电位绝对值（以[-]ζ-电位表示）。
均质压力
配置 0.12 g/mL 的表面活性剂水溶液，缓慢加入质量分数 8%的杜仲籽油，均质处理次数为 5 次，均质压力分别为 60 Mpa、100 Mpa、140 Mpa，对照为未处理的粗乳液。
均质次数
配置0.12 g/mL 的表面活性剂水溶液，缓慢加入质量分数 8 %的杜仲籽油，在 100MPa 的均质压力下制备纳米乳液，均质处理次数为 1-6 次，对照为未处理的粗乳液。
表面活性剂浓度
分别配置 0.03、0.06、0.09、0.12、0.15、0.18 g/mL 的表面活性剂水溶液，缓慢加入质量分数 8 %的杜仲籽油，在 100 Mpa 条件下均质 5 次。
杜仲籽油体积分数
配置 0.12 g/mL 的表面活性剂水溶液，分别缓慢加入质量分数 2 %、4 %、6 %、8 %、10 %、12 %的杜仲籽油，100 Mpa 条件下均质 5 次。
3.仲籽油纳米乳液单因素实验结果分析
杜仲籽油纳米乳液响应面试验在单因素实验的基础上，根据响应面 Box-Behnken Design 设计原理，采用 DesignExpert 10.0 软件进行响应面试验的设计与分析。
4.杜仲籽油纳米乳液的粒径、粒径分布及ζ-电位测定
将 0.1 mL 的杜仲籽油纳米乳液稀释 100 倍，以避免高质量分数引起的多重散射效应，使用激光粒度分析仪于室温下进行粒径、粒径分布（PSD）、ζ-电位的测定。
5.杜仲籽油纳米乳液单因素实验结果
图 3 均质压力对纳米乳液的影响，A：粒径和ζ-电位绝对值，B：粒径分布（PSD）
图 3为均质压力对纳米乳液粒径及其分布（PSD）和ζ-电位的影响。由图可知，与未经高压微射流处理的原液相比，纳米乳液的粒径和ζ-电位绝对值明显改变、粒径分布范围变窄且成单峰均匀分布，一定程度上可反映高压微射流处理会可提高纳米乳的稳定性。纳米乳液处于稳定状态下的ζ-电位绝对值介于 20-30 mV 范围左右，且电位差值越小则稳定性越高。因此，在 100 Mpa 下处理的样品，其ζ-电位绝对值可达到 19.55 mV，已具有一定的稳定性。如图 3B 所示，均质压力越高，PSD 越窄，其中单峰分布主要在 60 和 100 Mpa，而多峰分布为 140 Mpa。
图 4 均质次数对纳米乳液的影响，A：粒径和ζ-电位绝对值，B：粒径分布（PSD）
DHPM 可以减小纳米乳液悬浮颗粒粒径的大小，进而使 PSD 发生变化。图 ４表明均质次数对杜仲籽油纳米乳液的粒径、PSD 和ζ电位的影响。结果表明，随着均质次数的增加，颗粒尺寸明显减小，PSD 呈单峰尺寸分布，宽度逐渐变窄。纳米乳液的粒径分布峰越窄说明其颗粒越集中，越宽则反之。表明 DHPM 产生的压力降高度破碎大颗粒物质，而小粒子体积粒径百分比随着均质次数的增加逐渐增加。另一方面，均质次数的增加引起了ζ-电位绝对值的显著增加。经过 5 次均质处理后，纳米乳液达到了相对稳定的状态。
图 5 杜仲籽油体积分数对纳米乳液的影响，A：粒径和ζ-电位绝对值，B：粒径分布（PSD）
图 5表明杜仲籽油体积分数对粒径、PSD 和ζ-电位的影响。当杜仲籽油体积分数为 8%时，其粒径小至为 190.40 nm，ζ-电位绝对值可高达为 20.71 mV，PSD 较窄，说明杜仲籽油的含量为 8%时，颗粒间相互排斥力高，稳定性较高。因此，提高纳米乳液中的杜仲籽油体积分数可以增强其稳定性，但当杜仲籽油体积分数达到 12%时，表面活性剂因含量不足难以吸附全部的油滴，而未吸附的油滴则相互聚集，加速了纳米乳液的奥氏熟化，进而导致其 PSD 增宽，稳定性也降低。
图 6 表面活性剂浓度对纳米乳液的影响，A：粒径和ζ-电位绝对值，B：粒径分布（PSD）
如图6所示，随着表面活性剂浓度的不断增加，纳米乳液的粒径显著减小。图６ B 表明当表面活性剂浓度低于 0.12g/mL 时，纳米乳液的 PSD 呈单峰分布，说明适当浓度的表面活性剂可以增强纳米乳液的稳定性。
6. 杜仲籽油纳米乳液响应面实验结果
各因素对粒径的影响大小顺序为：均质压力＞杜仲籽油体积分数＞表面活性剂浓度，表现为高压微射流均质所产生的高剪切力对纳米乳液粒径的影响较大，乳液组成及性质对粒径的影响较小。
7.较佳工艺条件的确定及验证实验
当均质压力为 117 MPa，杜仲籽油体积分数为 7.9 %，表面活性剂浓度为 0.12 g/mL 时，纳米乳液的粒径小至、ζ-电位绝对值大至。
8.小结
（1）通过水滴定法和常规搅拌法制备杜仲籽油微乳液，通过判断成乳区域大小筛选出了合适的复合表面活性剂类型及配比：表面活性剂为 Tween 80、助表面活性剂为无水乙醇，两者以 2:1 的比例共同组成复合表面活性剂，以上具有较好乳化性能的复合表面活性剂可用于高压微射流制备杜仲籽油纳米乳液。
（2）通过单因素及响应面优化分析可知，当均质压力为 117 MPa，杜仲籽油体积分数为 7.9 %，表面活性剂浓度为 0.12 g/mL 时，纳米乳液的粒径小至、ζ-电位绝对值大至。此条件下制备的纳米乳液稳定性强，粒径分布均匀；根据均质条件对纳米乳液粒径、粒径分布和ζ-电位的影响结果可知，高压微射流可以提高纳米乳液的稳定性。后续章节将对在较佳制备条件下形成的杜仲纳米乳液进行质量评价和稳定性分析。
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