体外 通过模拟胃肠液的多亚相交换 在 单个液滴中消化乳液

摘要

通过多亚相交换（绰号OCTOPUS）实现的悬滴表面薄膜平衡允许通过将原始散装溶液与模拟的胃肠道液体进行顺序亚相交换来模拟消化条件。通过原位记录消化界面层的界面张力来监测模拟的体外消化。

摘要

乳液目前正被用于封装和输送营养物质和药物，以解决不同的胃肠道疾病，如肥胖、营养强化、食物过敏和消化系统疾病。乳液提供所需功能的能力，即到达胃肠道内的特定部位，抑制/延缓脂解或促进消化率，最终取决于其在胃肠道中对酶降解的敏感性。在水包油乳液中，脂滴被界面层包围，乳化剂在其中稳定乳液并保护包封的化合物。实现乳液的定制消化率取决于其初始成分，但还需要监测这些界面层的演变，因为它们经历了胃肠道消化的不同阶段。通过多亚相交换实现的悬滴表面膜平衡允许通过应用定制的静态消解模型来模拟浸入油中的单个水滴中乳液的 体外 消解。通过原始液滴散装溶液与人工培养基的亚相交换来模拟通过胃肠道的运输，模拟胃肠道每个隔室/步骤的生理条件。界面张力的动态演变在整个模拟胃肠道消化过程中原 位 记录。在每个消化阶段（口腔、胃、小肠）后测量消化界面的机械性能，例如界面扩张弹性和粘度。可以调整每种消化介质的组成，以解释消化条件的特殊性，包括胃肠道病理和婴儿消化介质。确定了影响蛋白水解和脂肪分解的特定界面机制，为通过乳液的界面工程调节消化提供了工具。获得的结果可用于设计具有定制功能的新型食品基质，例如低过敏性、受控的能量摄入和降低消化率。

引言

了解脂肪的消化方式（涉及乳液消化）对于合理设计具有定制功能的产品非常重要¹.脂肪消化的基质是乳液，因为脂肪在食用时通过机械作用并与口腔和胃中的生物表面活性剂混合而乳化。此外，人类消耗的大部分脂肪已经乳化（例如奶制品），对于婴儿或一些老年人来说，这是唯一的消费形式。因此，具有特定消化特性的乳液基产品的设计在营养^学中非常重要1。此外，乳液可以封装和输送营养素、药物或亲脂性生物活性物质² ，以解决不同的胃肠道疾病，如肥胖³、营养强化、食物过敏和消化系统疾病。在水包油乳液中，脂滴被蛋白质、表面活性剂、聚合物、颗粒和混合物等乳化剂的界面层包围⁴.乳化剂的作用是双重的：稳定乳液⁵ 和保护/运输包封的化合物到特定部位。实现乳液的定制消化率取决于其初始组成，但还需要监测该界面在通过胃肠道的过程中的持续演变（图1）。

研究方案

1. 表面科学实验中使用的所有玻璃器皿的清洁顺序

1. 用稀释在水（10%）中的浓缩清洁溶液（见 材料表）擦洗玻璃器皿。
2. 用一系列自来水、丙醇、蒸馏水和超纯水彻底冲洗。在机舱中干燥并存放在封闭的橱柜中直至使用。

2. 样品制备

1. 根据INFOGEST标准化协议^11，20 制备人工消化培养基（见 材料表）。有关详细信息，请参见表1，并包括对界面工作要求的小调整，以防止表面活性污染和样品稀释（ 1 ：10）¹⁰。
2. 按照以下步骤制备乳化剂溶液。
   1. 准备0.01升（1公斤·L⁻¹）乳化剂或乳化剂混合物（见 材料表）在初始缓冲液（表1）中，并在温和搅拌下保持过夜。
   2. 稀释至0.1公斤·L⁻¹ （或根据需要）使接口饱和;在先前发表的报告²¹之后，在恒定界面区域吸附1小时后，界面张力达到假....

结果

本节展示了使用章鱼测量的消化曲线的不同示例。模拟消解曲线匹配的一般外观如图 4B所示。界面张力通常在消解曲线中随时间表示。所考虑的不同阶段/消化步骤以不同的颜色表示。第一相形成初始层，对应于乳化剂或蛋白质/表面活性剂/聚合物的吸附相，具体取决于每种情况。然后，通过亚相交换将不同的消化液注入含有新培养基的本体溶液中。新的子相在初始乳化剂层?.......

讨论

本文介绍了使用悬垂滴剂设备测量界面层体外消化的通用方案。该方案可以通过调整消化缓冲液的组成来调整实验的具体要求，消化缓冲液基于INFOGEST¹¹，²⁰协调方案^，以便于与文献进行比较。消化酶和生物表面活性剂可以单独、顺序或一起添加。后一种选择需要小心进行，因为界面层的饱和度会通过提供非常低的界面张力来阻碍不同的现象，并?.......

材料

Name	Company	Catalog Number	Comments
Alpha-chymotrypsin from bovine pancreas	Sigma-Aldrich	C4129	Enzyme
Beta-lactoglobulin	Sigma-Aldrich	L0130	Emulsfier
Bovine Serum Albumin	Sigma-Aldrich	9048-46-8	Emulsfier
CaCl2	Sigma-Aldrich	10043-52-4	Electrolyte
Centrifuge	Kronton instruments	Centrikon T-124	For separating oil and resins
Citrus pectin	Sigma-Aldrich	P9135	Emulsfier
co-lipase FROM PORCINE PANCREAS	Sigma	C3028	Enzyme
CONTACTO	University of Granada (UGR)		https://core.ugr.es/dinaten/, last access: 07/18/2022
DINATEN	University of Granada (UGR)		https://core.ugr.es/dinaten/, last access: 07/18/2022
Gastric lipase	Lipolytech	RGE15-1G	Enzyme
Human Serum Albumin	Sigma-Aldrich	70024-90-7	Emulsifier
INFOGEST			http://www.proteomics.ch/IVD/
Lipase from porcine pancreas, type II	Sigma-Aldrich	L33126	Enzyme
Magnesium metasilicate resins	Fluka	1343-88-0	Resins to purify oil
Micro 90	International products	M-9051-04	Cleaner
NaCl	Sigma	7647-14-5	Electrolyte
NaH2PO4	Scharlau	10049-21-5	To prepare buffer
OCTOPUS	Producciones Científicas y Técnicas S.L. (Gójar, Spain)		Pendandt Drop Equipment implemented with multi subphase exchange
Olive oil	Sigma-Aldrich	1514	oil
Pancreatic from porcine pancreas	Sigma	P7545-25 g	Enzyme
Pepsin	Sigma-Aldrich	P6887	Enzyme
Pluronic F127	Sigma	P2443	Emulsifier
Pluronic F68	Sigma	P1300	Emulsfier
Sodium deoxycholate	Sigma		Bile salts
Sodium glycodeoxycholate	Sigma	C9910	Bile salts
Sodium taurocholate	Sigma	86339	Bile salts
Syringe Filter	Millex-DP	SLGP033R	Syringe Filter 0.22 µm pore size polyethersulfone
Trypsin	Sigma-Aldrich	T1426	Enzyme