DOI:10.1016/j.foodhyd.2020.106264
在本文中,采用靜電紡絲技術將丁香酚-γ環糊精(γ-CD)包合物摻入普魯蘭多糖納米纖維中。作為對照樣品,通過靜電紡絲制備了含原始丁香酚的普魯蘭多糖納米纖維。制備的納米纖維網的初始丁香酚含量為12%(w/w),而普魯蘭多糖/丁香酚-γCD納米纖維由于包合作用可保留約93%的揮發性精油化合物。另一方面,在普魯蘭多糖/丁香酚納米纖維中,丁香酚僅保留了約23%。包合作用還為丁香酚提供了增強的熱穩定性,在普魯蘭多糖/丁香酚-γCD納米纖維中,其揮發溫度從約50-190℃轉變為約125-300℃。丁香酚的抗氧化性能不受包合作用的影響,在相同的納米纖維濃度(250μm/mL)下,普魯蘭多糖/丁香酚-γCD和普魯蘭多糖/丁香酚納米纖維的自由基清除活性分別為100%和58%。此外,普魯蘭多糖/丁香酚-γCD納米纖維即使在室溫下(約98%)儲存3個月并在175℃下熱處理1小時(約93%)仍可保持其抗氧化活性。時間依賴性釋放測試表明,與在相同實驗條件下的普魯蘭多糖/丁香酚納米纖維相比,普魯蘭多糖/丁香酚-γCD納米纖維具有相對可控的釋放曲線。在此,使用食用普魯蘭多糖和無毒天然環糊精分子開發了包封有精油化合物的功能性納米纖維網。因此,普魯蘭多糖/丁香酚-γCD納米纖維可以作為一種很有前途的包封和負載基質,用于食品和制藥領域中廣泛使用的揮發油。
圖1.(a)γCD和丁香酚的化學結構。γCD和丁香酚之間包合物形成的示意圖。(b)普魯蘭多糖/丁香酚-γCD納米纖維的靜電紡絲示意圖。
圖2.(i)靜電紡絲溶液和最終納米纖維網的照片,以及(ii)(a)普魯蘭多糖納米纖維(NF),(b)普魯蘭多糖/丁香酚納米纖維(NF)和(c)普魯蘭多糖/丁香酚-γCD納米纖維(NF)的SEM圖像。
圖3.(a)丁香酚、γCD、普魯蘭多糖納米纖維(NF)、普魯蘭多糖/丁香酚-γCD納米纖維(NF)和普魯蘭多糖/丁香酚納米纖維(NF)的全圖和(b-c)擴展范圍的FTIR光譜。
圖4.(a)丁香酚、γCD和普魯蘭多糖的化學結構。(b)(i)丁香酚、(ii)γCD、(iii)普魯蘭多糖納米纖維、(iv)普魯蘭多糖/丁香酚-γCD納米纖維和(v)普魯蘭多糖/丁香酚納米纖維的1H-NMR光譜,通過將樣品溶解在d6-DMSO中進行記錄。
圖5.(a)分別為γCD和丁香酚-γCD包合物的“籠型”和“通道型”晶體堆積的示意圖。(b)XRD圖譜:γCD、普魯蘭多糖納米纖維(NF)、普魯蘭多糖/丁香酚-γCD納米纖維(NF)和普魯蘭多糖/丁香酚納米纖維(NF)。
圖6.(a)丁香酚、γCD、普魯蘭多糖納米纖維(NF)、普魯蘭多糖/丁香酚-γCD納米纖維(NF)和普魯蘭多糖/丁香酚納米纖維(NF)的TGA和(b)DSC熱譜圖。
圖7.普魯蘭多糖/丁香酚-γCD納米纖維(NF)和普魯蘭多糖/丁香酚納米纖維(NF)的時間依賴性釋放曲線。
圖8.(a)普魯蘭多糖/丁香酚-γCD納米纖維(NF)和普魯蘭多糖/丁香酚納米纖維(NF)的濃度依賴性抗氧化劑性能圖和代表性溶液照片。(b)最高樣品濃度為250μm/mL時,長期儲存(3個月)和熱處理(175℃,1小時)前后普魯蘭多糖/丁香酚-γCD納米纖維(NF)和普魯蘭多糖/丁香酚納米纖維的抗氧化劑性能圖。