本文隶属于微射流均质机应用专题，全文共3800 字，阅读大约需要 20 分钟

摘要

本研究系统比较了微射流均质、超声波和转子-定子三种制备技术对高油酸棕榈油（HOPO）纳米脂质体物理稳定性的影响。结果表明，微射流均质技术制备的纳米脂质体具有最优的物理稳定性，其平均粒径最小（100.3±1.7 nm），多分散指数最低（0.13±0.01）；超声波技术制备的样品则表现出最佳的胶体稳定性（Zeta电位-55.9±0.8 mV）。研究还发现HOPO的加入显著提高了纳米脂质体的储存稳定性，在4℃条件下储存35天后，含HOPO样品的粒径增长幅度较对照组降低40%。本研究为食品工业中功能性油脂的高效递送提供了重要的技术参考

关键词：

纳米脂质体；微射流均质；高油酸棕榈油；物理稳定性；Zeta电位；粒径分布；响应面优化食品递送系统

二、整体框架

本篇文章的整体框架如下所示：

三、引言

高油酸棕榈油（HOPO）作为一种富含生物活性成分的功能性油脂，其高含量的β-胡萝卜素（可达500-700 mg/kg）和维生素E等天然抗氧化剂，不仅具有重要的营养功能，更能通过与磷脂分子的协同作用增强脂质体膜的稳定性。

当前纳米脂质体的主要制备技术包括微射流均质、超声波处理和转子-定子分散等。其中，微射流均质技术凭借其高效的粒径控制能力和良好的工艺重复性，在工业化生产中展现出独特优势；超声波技术则以设备简单、成本低廉见长；而转子-定子技术则在处理高黏度体系时具有明显优势。然而，这三种技术在能耗效率、产品稳定性和活性成分保护等方面的比较研究仍显不足。

基于此，本研究采用响应面法系统优化制备工艺参数，重点考察微射流均质、超声波和转子-定子三种技术对HOPO纳米脂质体物理稳定性的影响规律。通过表征粒径分布、Zeta电位和多分散性指数等关键指标，结合储存稳定性实验，建立工艺-结构-性能的构效关系，为功能性油脂纳米载体的工业化应用提供理论依据和技术支持。

四、基本流程

粗脂质体制备

原料混合

• 将大豆卵磷脂（含16%磷脂酰胆碱、14%磷脂酰乙醇胺、10%磷脂酰肌醇、34%甘油三酯）与高油酸棕榈油（HOPO）按实验设计比例混合。

水合过程

• 温度控制：35℃恒温搅拌（1000 rpm，10 min）

• 水相添加：缓慢加入Milli-Q纯水

• 初级均质：高速均质器（Ultra-Turrax T25，20,000 rpm，12 min）

• 产物特征：形成多层囊泡（MLV），粒径范围1-5 μm

微射流均质处理

将粗脂质体样品在微射流均质机中以 75 μm Z 型交互腔进行处理；通过改变压力（500–1500 bar）与循环次数（2–6 次）来调控粒径。整个过程中使用冰水浴将悬浮液温度控制在 < 35 °C。

超声处理

取 80 mL 粗脂质体悬浮液置于 100 mL 烧杯中，使用  超声波（1/2″探头，20 kHz）按表 2 设计的“时间 (min)”与“振幅 (%)”进行超声处理；冰水浴控温 < 35 °C。

转子-定子处理

将粗脂质体悬浮液连续循环通过转子-定子系统，按表 2 的设计调节转速（15000–25000 rpm）与处理时间（0.5–4 min）；2 °C 水循环系统控温 < 35 °C。

五、结果与讨论

1、均质技术对纳米脂质体特性的影响

三种技术均能制备出粒径 ≤ 200 nm 的纳米脂质体。

• 微射流（MF） 得到的粒径最小且分布最集中（最低 100.3 nm，PdI = 0.13），可通过调节压力与循环次数精准控制。

• 超声（US） 可将粒径降至 149.2 nm，但 PdI 稍高（0.20），主要受超声时间和振幅影响。

• 转子-定子（RS） 所得粒径最大，最小为 163.6 nm，PdI 可达 0.25，受转速与处理时间主导。

Zeta 电位稳定性：US（−55.9 mV）＞ RS（−51.6 mV）＞ MF（−46.6 mV）。

对所有技术建立 RSM 模型并进行方差分析（ANOVA）。仅保留 p < 0.05 的显著模型；所有模型的 R² 均 > 0.90，且失拟项 p > 0.05，表明模型拟合良好、可用于预测。

微射流均质对纳米脂质体稳定性的影响

• 粒径：随压力和循环次数的增加而显著减小；最高压力（1500 bar）+ 6 次循环可得到 100.3 nm。油浓度升高会增大粒径（长链油酸插入磷脂双层），而卵磷脂浓度升高则使粒径减小（形成更多囊泡）。

• Zeta 电位：范围为 −32.1 ~ −46.6 mV，处于高稳定区间。压力与循环次数的增加会削弱电位，可能因氧化或空气混入。提高油浓度可维持更负的电位，推测与其抗氧化成分协同卵磷脂有关。

• PdI：0.13–0.28，均 < 0.3，表明体系高度均一；循环次数增加可明显降低 PdI。

超声波对纳米脂质体稳定性的影响

• 粒径：随超声时间延长和振幅增大而减小；10 min、100 % 振幅下可获得 149.2 nm。油浓度升高同样增大粒径。

• Zeta 电位：整体在 −32.4 ~ −55.9 mV 之间，处于高稳定区。长时间超声使电位绝对值减小，可能与空化产生的自由基促进磷脂水解/氧化有关。

• PdI：随超声时间和振幅增加而降低；更长的处理时间和更高振幅带来的强空化作用有助于粒径均匀化。

转子-定子因子对纳米脂质体稳定性的影响

• 粒径：随转速和处理时间增加而减小；最高转速（25000 rpm）+ 4 min 可将粒径降至 163.6 nm。油浓度和卵磷脂浓度对粒径的影响趋势与上述两种技术一致。

• Zeta 电位：范围 −27.3 ~ −51.6 mV，整体仍属高稳定。

• PdI：0.25–0.56，明显高于前两种技术，说明粒径分布较宽；提高转速和时间可在一定程度上改善均一性。

纳米脂质体的优化及贮藏物理稳定性

通过 RSM 分别对三种技术进行二次优化：

• 以粒径、Zeta 电位绝对值和 PdI 最小化为目标；

• 在此基础上，进一步最大化 HOPO 载量以考察其对稳定性的影响。

将所得最优配方于 4 °C 贮藏 35 d，每 7 d 取样测定粒径、Zeta 电位及 PdI（表 6）。

粒径变化：

• MF 与 US 制备的样品在整个贮藏期内粒径均 < 200 nm。

• 高油载量 US 样品的粒径增幅最小（仅 2.7 %），而 RS 高油样品增幅最大（15.2 %）。

  
  

Zeta 电位变化：

• 高油载量 MF 样品电位绝对值下降较大（18.9 %）；US 与 RS 样品下降幅度更小（≤ 26 %），表明高油浓度可在一定程度上提高电位稳定性。

PdI 变化：

• MF 与 US 样品的 PdI 仍 < 0.3，保持高度均一；RS 样品在高油载量时 PdI 升至 0.35，分布趋于不均。

透射电镜（TEM）观察

最优条件下制备的纳米脂质体呈球形单层囊泡结构，粒径与 DLS 结果一致，进一步验证三种技术均可获得纳米级脂质体

MicrographinTEM:A.Microfluidization,B.Ultrasound,C.Rotor-Statorall theimagespresentsphericalgeometrieswiththepresenceofmonolayer lipo somes.

MF 与 US 最优脂质体中 β-胡萝卜素的含量

β-胡萝卜素易受热降解。

HPLC 结果显示： 粗脂质体悬浮液中 β-胡萝卜素含量为 6.49 × 10⁻³ mg mL⁻¹。 经微射流处理后保留率 92.9 %（下降 7.09 %）； 经超声处理后保留率 61.2 %（下降 38.83 %）。

表明微射流技术对 β-胡萝卜素的破坏最小，可能与超声局部瞬时高温有关。

六、结论

采用响应面法（RSM）对三种均质技术——微射流（MF）、超声（US）和转子-定子（RS）——在包埋高油酸棕榈油（HOPO）纳米脂质体制备中的工艺与配方进行了系统优化。

• 微射流技术 在所考察范围内综合表现最优，可获得最小粒径（≈ 100 nm）和最低多分散指数（PdI < 0.15），体系均一性最好。

• 三种技术均能制备粒径 < 200 nm 的纳米脂质体，均符合“纳米脂质体”定义。

通过优化 HOPO 载量发现，提高油含量可显著提升脂质体在 4 °C、35 d 贮藏过程中的物理稳定性：

• 微射流与超声条件下，高油样品的粒径增长、Zeta 电位绝对值下降及 PdI 增幅均低于低油样品。

• 结果表明HOPO 中的抗氧化成分（如 β-胡萝卜素）与磷脂双分子层存在协同抗氧化作用，从而延缓脂质体聚集与氧化降解。

微射流均质处理整体解决方案

参考文献

[1]Juan David Beltrán, Ricaurte L , Estrada K B ,et al.Effect of homogenization methods on the physical stability of nutrition grade nanoliposomes used for encapsulating high oleic palm oil[J].LWT, 118[2025-08-09].DOI:10.1016/j.lwt.2019.108801.