Jeli ya emulsheni ya Pickering ni mfumo wa emulsheni ambao awamu za mafuta na maji hutulizwa kwa chembe imara zinazoadsorbiwa kwenye uso wa baina ya awamu badala ya kutumia dutu amilifu za uso za molekuli, na hupata muundo wa kimitambo unaofanana na jeli kutokana na mtandao wa pande tatu unaoundwa na matone pamoja na chembe. Katika utafiti huu, unga wa majani ya Ampelopsis grossedentata wenye flavonoidi nyingi (Ampelopsis grossedentata leaf powder, AGP) ulitumika kama kitulizaji cha chembe imara, huku triglyceride ya mnyororo wa kati (medium-chain triglyceride, MCT) ikitumika kama awamu ya mafuta. Watafiti walibadilisha konsentrasheni ya AGP kati ya %2–4 na sehemu ya ujazo ya awamu ya mafuta kati ya %40–80 ili kuchunguza uundaji wa jeli, muundo wa matone na uthabiti wa kimitambo; pia walijaribu kando ikiwa mifumo iliyochaguliwa ingeweza kulinda luteini wakati wa mfiduo ulioharakishwa wa UV.

Katika picha za SEM za chembe za AGP zilionekana maumbo yasiyo ya kawaida yanayofanana na magamba na vizuizi, mikunjo dhahiri ya uso, muundo mbaya na baadhi ya agregati. Katika uchanganuzi wa ukubwa wa chembe kwa leza, thamani za D₁₀, D₅₀ na D₉₀ zilikuwa mtawalia 2,154; 8,108 na 51,78 µm. Mgawanyo huu mpana unaonyesha kuwa AGP haijaundwa na chembe zinazolingana kwa ukubwa mmoja, bali na chembe za ukubwa tofauti katika skeli ya mikromita.

Kuongezwa kwa AGP kulipunguza mvutano wa baina ya awamu kwenye mpaka wa MCT/maji. Thamani iliyokuwa 32,92 mN/m katika mfumo wa maji safi ilishuka hadi 26,81 mN/m kwa %1 AGP na hadi takribani 25,17 mN/m kwa %2 AGP. Konsentrasheni ya AGP ilipofikia %3 na zaidi, upungufu wa ziada ulikuwa mdogo na hakukuwa na tofauti yenye umuhimu wa kitakwimu kati ya konsentrasheni hizi za juu. Chanzo kinahusisha tabia hii ya kufikia uwanda na kujaa hatua kwa hatua kwa eneo la uso wa baina ya awamu linaloweza kutumika.

Pembe ya mgusano ya AGP iliyoripotiwa katika maandishi ya chanzo ni 70,46°. Uwezo huu wa wastani wa kuloweshwa wa takribani 70° unaendana na uwiano wa hidrofiliki–hidrofobiki unaofaa kwa chembe kukaa kwenye mpaka wa mafuta–maji badala ya kuelekea kabisa kwenye maji pekee au mafuta pekee. Ingawa katika picha ya Figure 3 ya chanzo vipimo vya tanjenti kwenye pande mbili za tone vinaonyeshwa kama 70,46° na 70,61°, maandishi yanaripoti pembe ya jumla ya mgusano kuwa 70,46°.

Majaribio ya kimakroskopiki ya kugeuza vyombo chini-juu yalionyesha kuwa uthabiti wa jeli unategemea kiasi cha AGP pamoja na uwiano wa awamu ya mafuta. Jeli zenye %4 AGP zilidumisha uadilifu wake zilipogeuzwa chini-juu katika kiwango cha %50–70 cha awamu ya mafuta. Kinyume chake, awamu ya mafuta ilipoongezwa hadi %80, muundo unaojisitiri wenyewe ulipotea katika konsentrasheni zote za AGP na utengano wa mafuta unaoonekana ukatokea. Matokeo haya yanaonyesha kuwa ingawa mzigo mkubwa zaidi wa mafuta unaweza kuimarisha msongamano wa matone hadi kiwango fulani, mfumo huvurugika pale uwezo wa kiasi cha chembe zilizopo kufunika uso wa baina ya awamu unapozidiwa.

Awamu ya mafuta ilipowekwa bila kubadilika katika %70, kuongeza AGP kutoka %2 hadi %4 kulipunguza D₅₀ kutoka 21,77 µm hadi 13,32 µm na D₉₀ kutoka 56,11 µm hadi 33,07 µm. Kinyume chake, AGP ilipowekwa katika %4 na awamu ya mafuta ikaongezwa kutoka %50 hadi %70, D₅₀ iliongezeka kutoka 8,34 µm hadi 13,32 µm na D₉₀ kutoka 18,96 µm hadi 33,07 µm. Hivyo, AGP nyingi zaidi ilisaidia kupunguza ukubwa wa matone, ilhali mzigo mkubwa zaidi wa mafuta uliunda muundo wenye matone makubwa zaidi lakini yaliyopangwa kwa msongamano zaidi.

Uimara wa jeli pia uliathiriwa na vigezo hivyo viwili. Awamu ya mafuta ikiwa %70, kuongeza AGP kutoka %2 hadi %4 kuliongeza uimara wa jeli kutoka 3,07 × 10⁻² N hadi 5,04 × 10⁻² N. AGP ikiwa %4, kuongeza uwiano wa mafuta kutoka %50 hadi %70 kuliongeza uimara wa jeli kutoka 3,25 × 10⁻² N hadi 5,04 × 10⁻² N. Kati ya formulesheni zilizochunguzwa, mfumo wa %4 AGP + %70 MCT ulitoa utendaji mkubwa zaidi wa jumla wa kimuundo.

Katika vipimo vya mikrorheolojia pasivu, kielezo cha unyumbufu (Elasticity Index, EI) na kielezo cha mnato wa kimakroskopiki (Macroscopic Viscosity Index, MVI) viliongezeka kwa kasi mwanzoni na kisha vikakaribia thamani tulivu zaidi. Kuongeza AGP kutoka %2 hadi %4 na, chini ya hali ya %4 AGP, kuongeza uwiano wa mafuta kutoka %50 hadi %70 kuliongeza thamani za EI na MVI. Chanzo kinasisitiza kwamba hakuna kizingiti cha jumla cha “nzuri/mbaya” kwa vigezo hivi; EI na MVI zilitumika katika utafiti huu kulinganisha formulesheni ndani ya mfumo huohuo.

Katika jaribio la ulinzi wa luteini, luteini iliandaliwa ndani ya MCT kwa 2,0 mg/mL na jeli zikawekwa katika umbali wa 15 cm kutoka taa ya 6 W UV, kwa 30 °C. Mwishoni mwa siku ya saba, katika udhibiti wa MCT usio na chembe, ni %14,9 tu ya luteini iliyobaki, huku jeli ya emulsheni yenye %4 AGP na %70 awamu ya mafuta ikionyesha %55,9 uhifadhi wa luteini. Chanzo kinahusisha athari ya kinga na kizuizi cha kimwili cha baina ya awamu kinachoundwa na chembe pamoja na mchango unaowezekana wa kiantioksidanti wa flavonoidi zinazopatikana kwa asili katika AGP. Hata hivyo, utafiti haukutenganisha kwa kiasi michango hii miwili kwa kutumia vikundi tofauti vya udhibiti.

Kikomo kikuu cha tafsiri: Utafiti huu unaonyesha kuwa AGP ina matumaini kama kitulizaji cha jeli ya emulsheni ya Pickering na kama matriksi ya kubeba luteini katika skeli ya maabara. Hata hivyo, jaribio linategemea mfiduo wa UV ulioharakishwa wa siku 7; mmeng’enyo, upatikanaji wa kibayolojia, matriksi halisi ya chakula, uhifadhi wa kibiashara wa muda mrefu au ufanisi wa kibayolojia katika matumizi ya binadamu havikutathminiwa. Kauli “jukwaa la kijani” au “jukwaa endelevu” inaeleza uwezekano; uchanganuzi wa mzunguko wa maisha haukufanywa katika utafiti.

Tatizo kuu ambalo utafiti unataka kutatua ni lipi?

Michanganyiko hai ya kibayolojia ya lipofili kama luteini ina mvuto mkubwa kwa mazingira ya mafuta lakini usambazaji wake ndani ya maji ni mdogo. Aidha, athari za mazingira kama oksijeni, mwanga na joto zinaweza kuharakisha uharibifu wa michanganyiko hii. Hali hii hufanya matumizi ya michanganyiko ya lipofili katika vyakula tendaji au mifumo ya kubeba kuwa magumu zaidi.

Emulsheni za mafuta-maji zinaweza kutumika kusambaza michanganyiko ya lipofili katika mazingira ya maji. Hata hivyo, katika emulsheni za kawaida, uso wa baina ya awamu mara nyingi hutulizwa na dutu amilifu za uso zenye uzito mdogo wa molekuli au protini. Tabaka hizi za baina ya awamu zinapodhoofika kwa muda, matone ya mafuta yanaweza kuungana na dutu hai iliyofungashwa inaweza kupotea kwa kasi zaidi.

Katika emulsheni za Pickering, mpaka wa mafuta-maji hutulizwa na chembe imara. Kwa kuwa kuondoa chembe imara kutoka kwenye uso wa baina ya awamu kunaweza kuwa kugumu kwa upande wa nishati, chembe zinazofaa zinaweza kuunda tabaka linalostahimili zaidi kimitambo kuzunguka matone. Ikiwa chembe huingiliana zenyewe au na matone jirani katika awamu endelevu na kuunda mtandao wa pande tatu, emulsheni inaweza kupata tabia inayofanana na jeli.

Mbinu ya kipekee ya utafiti ni kutumia moja kwa moja unga wa majani ya Ampelopsis grossedentata badala ya kiambato kimoja kama dihydromyricetin iliyosafishwa. Chanzo kinajadili kwamba AGP hubeba kwa pamoja vipengele tofauti kama polisakaridi, protini, nyuzinyuzi za lishe na michanganyiko ya fenoli, na kwamba muundo huu changamano unaweza kuathiri sifa za uso, uwezo wa kuloweshwa na tabia ya baina ya awamu.

Jeli ya Emulsheni ya Pickering ni Nini?

Jeli ya emulsheni ya Pickering ni muundo wa emulsheni ambapo matone ya mafuta hutulizwa na chembe imara zinazoadsorbiwa kwenye mpaka wa mafuta–maji, na mwingiliano wa tone/chembe huunda mtandao endelevu wa pande tatu unaoupa mfumo tabia ya kujisitiri inayofanana na jeli; katika utafiti huu, kitulizaji imara ni AGP na awamu ya mafuta ni MCT.

Kwa nini AGP ilitumika moja kwa moja kama unga wa majani?

Majani ya Ampelopsis grossedentata ni nyenzo ya mimea ambayo pia hutajwa katika chanzo kama “Tengcha tea” na huhusishwa na flavonoidi, ikiwemo dihydromyricetin. Kupata dihydromyricetin safi huhitaji hatua za ziada kama ekstraksheni, utenganishaji na usafishaji. Badala yake, watafiti walitathmini AGP inayobeba pamoja vipengele vya kimuundo na kikemikali vya mmea moja kwa moja kama kitulizaji cha chembe.

Maudhui ya unyevu ya AGP iliyotumika katika utafiti huu ni %7,70 ± 0,43. Hata hivyo, utafiti haukupima kwa kiasi, kando, konsentrasheni za flavonoidi jumla, dihydromyricetin au dutu binafsi za fenoli katika kundi la AGP lililotumika. Kwa hiyo, hitimisho la kiasi kama “sehemu hii ya athari ya kinga ya AGP ilitokana na DMY” haliwezi kufanywa.

Mofolojia na ukubwa wa chembe za AGP

Unga wa AGP ulichunguzwa kwa darubini elektroni ya skanning Quattra S. Unga ulisambazwa kwenye mkanda unaopitisha umeme, ukafunikwa na dhahabu chini ya utupu na picha zikachukuliwa kwa volteji ya kuongeza kasi ya 5,0 kV.

Katika picha ya SEM ya chanzo, chembe zina maumbo yasiyo ya kawaida yanayofanana na magamba na vizuizi, mikunjo dhahiri na nyuso mbaya. Pia inaonekana kwamba baadhi ya chembe zimeshikamana na kuunda agregati. Chanzo kinajadili kwamba nyuso hizi mbaya zinaweza kuongeza eneo la mgusano na mpaka wa mafuta-maji na kuchangia kushikamana kwa kimitambo katika uso wa baina ya awamu; tafsiri hii si kipimo cha moja kwa moja cha kushikamana kwa chembe moja kilichoonyeshwa kwenye uso wa baina ya awamu.

Ukubwa wa chembe uliamuliwa kwa analizeta ya leza ya ukubwa wa chembe BT-9300H. Kabla ya kipimo, AGP ilisambazwa katika maji yaliyotolewa ioni kwa ultrasoniki na thamani ya obscuration ikawekwa %15–16. Fahirisi ya mwonekano wa maji ilitumiwa kama 1,33.

Tofauti kubwa kati ya D₁₀ na D₉₀ inaonyesha kwamba AGP ina mgawanyo mpana kiasi wa ukubwa wa chembe. Chanzo kinapendekeza kwamba chembe ndogo zinaweza kujaza nafasi kati ya chembe kubwa na kuchangia katika mpangilio wa chembe ulio kompakt zaidi. Hata hivyo, mgawanyo wa ukubwa wa chembe pekee hauthibitishi uwiano halisi wa kufunikwa kwa uso wa baina ya awamu ya mafuta-maji na chembe.

Kwa nini mvutano wa baina ya awamu ulipimwa?

Mvutano wa baina ya awamu ni kiasi kinachohusiana na nishati huru inayohitajika kupanua mpaka kati ya awamu mbili zisizochanganyika. Mvutano mdogo wa baina ya awamu kati ya MCT na maji unaonyesha kuwa vipengele amilifu vya uso kutoka kwenye usambazaji wa AGP vinaweza kuingiliana na mpaka wa mafuta-maji.

AGP ilisambazwa katika maji ultrapure, ikasonikishwa kwa dakika 10 katika halijoto ya chumba na kisha ikazungushwa kwa sentrifuji katika 8500 rpm kwa dakika 15. Mvutano wa baina ya awamu wa awamu ya juu dhidi ya MCT ulipimwa kwa analizeta ya macho ya pembe ya mgusano Theta Lite kwa kutumia njia ya pendant-drop, na wasifu wa tone ukalinganishwa na mkabala wa Young–Laplace. Maji ultrapure yasiyo na AGP yalitumika kama udhibiti.

Jambo muhimu hapa ni kwamba mvutano wa baina ya awamu hauendelei kupungua bila kikomo kadiri konsentrasheni ya AGP inavyoongezeka. Katika konsentrasheni ya %3 na zaidi, uwanda ulijitokeza. Chanzo kinaeleza hili kwa kusema kwamba baada ya uso wa baina ya awamu kukaliwa vya kutosha na chembe, chembe za ziada hubaki zaidi katika awamu endelevu.

Kwa Nini Pembe ya Mgusano ya Takribani 70° ni Muhimu?

Pembe ya mgusano ya 70,46° iliyoripotiwa katika maandishi ya chanzo kwa AGP inaashiria kwamba chembe haionyeshi tabia ya hidrofiliki kabisa wala hidrofobiki kabisa na ina uwezo wa wastani wa kuloweshwa unaofaa kwa kukaa kwenye mpaka wa MCT–maji; thamani hii peke yake haithibitishi uthabiti wa emulsheni, lakini pamoja na matokeo ya mvutano wa baina ya awamu na jeli hutoa ushahidi wa kimwili unaounga mkono uthabiti wa Pickering.

Katika kipimo cha pembe ya mgusano, AGP ilibanwa kuwa pellet ya silinda yenye takribani 20 mm kwa kipenyo na 3 mm kwa urefu, ikawekwa kwenye seli ya quartz iliyojaa MCT na tone la 12 µL la maji ultrapure likawekwa kwenye uso. Umbo la tone lilirekodiwa kwa sekunde 20 na kulinganishwa na modeli ya Young–Laplace kwa kutumia programu OneAttension 3.0.

Katika Figure 3 ya chanzo, pembe za tanjenti za 70,46° na 70,61° zinaonekana kwenye kingo mbili za tone. Kwa kuwa maandishi yanaripoti pembe ya mgusano ya AGP kama 70,46°, Verianla huhifadhi thamani ya 70,46° katika maandishi ya chanzo kama thamani kuu ya nambari; kipimo cha pande mbili katika picha pia kinabainishwa kama maelezo ya ndani ya chanzo.

Jeli za emulsheni ya Pickering zilitayarishwaje?

Sehemu ya molekuli ya AGP \(w\) ilibadilishwa kati ya %2,0–4,0, huku sehemu ya ujazo ya awamu ya mafuta \(\varphi\) ikibadilishwa kati ya %40–80. Kiasi kilichowekwa awali cha MCT kiliongezwa kwenye usambazaji wa maji wa AGP na mchanganyiko ukachakatwa katika homogenizer ya kasi ya juu Ultra-Turrax T18 kwa 15.000 rpm, dakika 3 katika halijoto ya chumba.

Jeli zilizotayarishwa zilihifadhiwa katika halijoto ya chumba hadi uchanganuzi uliofuata.

Jaribio la kimakroskopiki la jeli lilionyesha nini?

Jeli zilizotayarishwa zilichunguzwa kwanza wakati wa kusubiri tuli, kisha muundo wa kujisitiri ulijaribiwa kwa kugeuza vyombo chini-juu. Jaribio hili rahisi hutathmini kwa kuona ikiwa sampuli inatiririka au inadumisha umbo lake inapogeuzwa chini-juu.

Kwa %2 AGP, sampuli zenye %40 na %50 mafuta zilionyesha mtiririko dhahiri zilipogeuzwa chini-juu. Katika sampuli yenye %60 mafuta, uhamaji ulikuwa mdogo zaidi. AGP ilipoongezwa hadi %3 na %4, ustahimilivu wa jumla wa kimuundo uliongezeka; hata hivyo, baadhi ya sampuli zenye %40 mafuta bado zilionyesha mgeuko wa umbo.

Jeli zenye %4 AGP pamoja na %50, %60 na %70 mafuta zilidumisha uadilifu wake katika hali ya kugeuzwa chini-juu. Lakini awamu ya mafuta ilipoongezwa hadi %80, utengano wa mafuta ulitokea katika konsentrasheni zote za AGP na sampuli zikapoteza tabia yake ya kujisitiri.

Baada ya uchunguzi huu wa awali, mfululizo miwili ulichaguliwa kwa majaribio ya kina: mafuta yakiwa %70 bila kubadilika, AGP %2, %3 na %4; AGP ikiwa %4 bila kubadilika, awamu ya mafuta %50, %60 na %70.

Ukubwa wa matone ulipimwaje?

Jeli za emulsheni zilipunguzwa kwa kiasi kinachofaa kwa maji yaliyotolewa ioni kabla ya kipimo, zikahamishiwa kwenye analizeta ya leza ya ukubwa wa chembe na obscuration ikawekwa %15–16. Kifaa kilihesabu kiotomatiki vigezo vya mgawanyo, ikiwemo D₁₀, D₅₀ na D₉₀.

Herufi tofauti za juu katika jedwali la chanzo zinaonyesha tofauti za kitakwimu ndani ya safu wima ileile; ulinganisho ulifanywa kwa ANOVA ya mwelekeo mmoja na jaribio la masafa mengi la Duncan, na p < 0,05 ilichukuliwa kuwa yenye umuhimu. Jedwali hapa linahifadhi thamani za chanzo kwa urahisi wa kusoma, lakini halirudii herufi hizo za juu.

Mafuta yalipowekwa %70 bila kubadilika, kuongezeka kwa AGP kulisababisha kupungua katika percentili zote kuu za kipenyo. Hii inaendana na uwezekano kwamba chembe nyingi zaidi zinaweza kufunika matone ya mafuta na kuzuia kuungana.

AGP ilipowekwa %4 bila kubadilika na uwiano wa mafuta ukaongezeka kutoka %50 hadi %70, vipimo vyote kuu vya kipenyo viliongezeka. Kwa kuwa kiasi kilekile cha chembe kinahitaji kufunika eneo kubwa zaidi la uso wa baina ya awamu ya mafuta-maji, msongamano wa chembe kwa kila tone unaweza kupungua. Wakati huohuo, uwiano mkubwa zaidi wa mafuta uliyaleta matone karibu zaidi na kuunda muundo uliopangwa kwa msongamano.

Mikroskopi ya macho iliongeza nini?

Sampuli ya 20 µL kutoka jeli mpya iliwekwa kwenye slaidi, ikafunikwa kwa coverslip na kuchunguzwa mara moja katika darubini ya macho BH200P.

AGP ilipowekwa %4 bila kubadilika na uwiano wa mafuta ukaongezwa kutoka %50 hadi %60, idadi ya matone iliongezeka lakini mengi yaliendelea kuwa ya duara na yenye ukubwa unaofanana kiasi. Katika %70 mafuta, sehemu ya matone makubwa zaidi iliongezeka, umbali kati ya matone ukapungua na mara kwa mara mgusano au agregesheni nyepesi ikaonekana.

Mafuta yalipowekwa %70 bila kubadilika na AGP ikaongezwa kutoka %2 hadi %4, sehemu ya matone makubwa ilipungua na mgawanyo ukawa wenye usawa na msongamano zaidi. Kwa kuwa picha halisi za mikroskopi ni uchunguzi wa msingi wa majaribio katika utafiti huu, Verianla haikuziunda upya kama mikrografu bandia.

Uimara wa jeli ulipimwaje?

Jeli zilihamishwa kwenye vyombo vya silinda vya 20 mL ili kuunda urefu wa sampuli wa 15 mm. Analizeta ya tekstura TA.XT plus na probe P0.5 zilitumika katika modi ya GMIA Gelation.

Uimara wa jeli unawakilisha upinzani wa kimitambo unaokabili probe inapopenya katika mtandao wa jeli. Thamani ya juu inaendana na muundo wa ndani wa mtandao wenye ustahimilivu na nguvu zaidi chini ya hali zilezile za jaribio.

Chanzo katika Figure 6 kinaonyesha pia vikundi vya kati kwa grafu ya nguzo; hata hivyo, maandishi makuu yanatoa kwa nambari thamani za mwisho pekee. Kwa hiyo, Verianla haikukadiria thamani za kati kutoka kwenye grafu kama vipimo kamili.

Kwa Nini %4 AGP na %70 MCT Zilichaguliwa kama Fomulesheni Bora Zaidi ya Kimuundo?

Kati ya hali zilizochunguzwa, mchanganyiko wa %4 AGP + %70 MCT ulionyesha kwa pamoja uimara wa juu zaidi wa jeli ulioripotiwa, 5,04 × 10⁻² N, majibu ya juu ya mikrorheolojia ya EI/MVI na uadilifu wa jeli uliodumishwa wakati wa kugeuzwa chini-juu; hata hivyo, kuvurugika kwa formulesheni zote katika %80 awamu ya mafuta kunaonyesha kwamba optimum hii inatumika tu ndani ya anuwai ya formulesheni zilizojaribiwa.

EI na MVI ni nini?

Mikrorheolojia ilifanywa kwa mikrorheometa ya macho Rheolaser Master. Sampuli ya 20 mL iliwekwa kwenye vial maalumu ya kupimia na kupimwa bila kutumia mgeuko wa kimitambo kutoka nje. Mfumo ulifuatilia mwendo wa Brown wa chembe za asili zinazotawanya mwanga ndani ya sampuli kwa detekta ya CCD kwa sekunde 15.000 katika 25 °C.

Kielezo cha unyumbufu (EI) kinahusiana na ukuzaji wa miundo yenye unyumbufu katika jeli ya emulsheni na tabia ya muundo kujirejesha baada ya mgeuko mdogo. Kielezo cha mnato wa kimakroskopiki (MVI) kinawakilisha kwa kulinganisha kiwango ambacho mwendo wa matone umezuiliwa na upinzani wa mnato wa mfumo.

Chanzo kinaweka kikomo muhimu: hakuna mipaka ya jumla ya kikritiki ya EI na MVI inayoweza kutumika kwa jeli zote za emulsheni ya Pickering. Thamani hizi hutegemea sifa za chembe, formulesheni, uwiano wa awamu iliyotawanywa na hali za kipimo. Kwa hiyo, katika utafiti huu hakukutumiwa kizingiti cha jumla kama “EI ikizidi thamani hii, jeli ni thabiti”.

Vielezo vyote viwili viliongezeka haraka mwanzoni na kisha vikakaribia tabia tulivu zaidi. Mafuta yakiwa %70 bila kubadilika, EI na MVI ziliongezeka AGP ilipopanda kwa mpangilio %2 → %3 → %4. AGP ikiwa %4 bila kubadilika, EI na MVI pia ziliongezeka mafuta yalipopanda kwa mpangilio %50 → %60 → %70.

Matokeo haya yalionyesha mwelekeo uleule wa jumla kama vipimo vya uimara wa jeli: AGP nyingi zaidi zilichangia kuimarika kwa mtandao wa chembe ndani ya anuwai iliyochunguzwa; awamu ya mafuta iliyo juu zaidi kwa kiwango kinachofaa ilichangia matone kupangwa kwa msongamano zaidi na kupunguza mwendo wake.

Je, kubanana kwa matone pekee kunaeleza uundaji wa jeli?

Chanzo kinakubali kwamba katika emulsheni mnene za Pickering, droplet jamming, yaani kubanana kwa matone, kunaweza kuchangia tabia inayofanana na jeli. Hata hivyo, ukweli kwamba uimara wa jeli pamoja na EI/MVI huongezeka konsentrasheni ya AGP inapoongezeka unaashiria kwamba si kubanana kwa kijiometri kwa matone pekee, bali pia kuimarishwa kwa uso wa baina ya awamu na chembe za AGP na mtandao wa awamu endelevu ni muhimu.

Jaribio la ulinzi wa luteini lilifanywaje?

Luteini iliyeyushwa kwanza katika MCT kwa konsentrasheni ya 2,0 mg/mL. Jeli za emulsheni ya Pickering zilitayarishwa kwa kutumia awamu hii ya mafuta ya MCT iliyobeba luteini.

Sampuli zilihamishwa kwenye vial za glasi za 10 mL zenye vifuniko vya skrubu na kuwekwa chini ya mionzi ya UV katika umbali wa 15 cm kutoka taa ya 6 W UV, kwa 30 °C. Takribani kila baada ya siku mbili, 100 mg ya sampuli ilichukuliwa.

Sampuli iliyochukuliwa iliekstraktiwa kwa 10 mL ya mchanganyiko wa ethanol/n-hexane kwa uwiano wa ujazo 1:1, ikavorteksiwa mara tatu kwa sekunde 10 na kusentrifujishwa katika 8000 rpm kwa dakika 10. Awamu ya juu ilipunguzwa ipasavyo na absorbansi ikapimwa katika 446 nm kwa spektrofotometa ya UV-Vis. Kiasi cha luteini kilihesabiwa kwa kutumia mkunjo wa kalibresheni uliotayarishwa awali.

Mfumo wa MCT wenye konsentrasheni ileile ya luteini lakini usio na chembe za AGP ulitumika kama udhibiti.

Mlinganyo (1) huhesabu asilimia ya luteini ya mwanzo iliyobaki katika sampuli baada ya muda fulani wa mfiduo wa UV.

• \(C_1\): kiasi cha luteini cha mwanzo katika sampuli.
• \(C_2\): kiasi cha luteini kilichobaki baada ya muda fulani wa mfiduo wa UV.
• \(C_2/C_1\): uwiano usio na vipimo unaoonyesha sehemu iliyobaki.
• ×100%: hubadilisha sehemu hiyo kuwa asilimia ya uhifadhi.

Kwa mfano, kadiri thamani ya asilimia inavyopungua, sehemu kubwa zaidi ya luteini ya mwanzo imepotea chini ya hali za jaribio. Uhifadhi wa juu unaonyesha tu kuwa luteini imelindwa zaidi chini ya hali hizi za mfiduo wa UV; haupimi upatikanaji wa kibayolojia baada ya mmeng’enyo wala ufanisi wake katika mwili wa binadamu.

%55,9 ya Uhifadhi wa Luteini Siku ya Saba Ina Maana Gani?

%55,9 ya uhifadhi wa luteini ina maana kwamba katika jeli ya Pickering yenye %4 AGP na %70 MCT, %55,9 ya luteini ya mwanzo iliendelea kupimika mwishoni mwa mfiduo ulioharakishwa wa siku saba kwa mwanga wa 6 W UV katika 30 °C; katika jaribio lilelile, udhibiti wa MCT usio na chembe ulibaki katika %14,9, lakini matokeo haya si ushahidi wa moja kwa moja wa muda wa rafu katika uhifadhi wa kawaida wa kibiashara wala wa upatikanaji wa kibayolojia kwa binadamu.

Kulingana na mwelekeo wa jumla wa Figure 8 ya chanzo, luteini ilipungua kwa muda katika sampuli zote. Mifumo yote yenye AGP katika awamu ya mafuta ya %70 ilikuwa na uhifadhi mkubwa zaidi kuliko udhibiti wa MCT. Vikundi vya %3 na %4 AGP vilifikia thamani zinazokaribiana siku ya saba, huku %4 AGP ikionyesha ulinzi ulio juu kidogo katika kipindi cha mapema cha mfiduo.

AGP ilipowekwa %4 bila kubadilika, kuongeza awamu ya mafuta kutoka %50 hadi %70 pia kuliongeza uhifadhi wa luteini na mfumo wa %70 mafuta ulionyesha uthabiti wa juu zaidi katika kipindi chote cha kipimo. Chanzo kinaeleza hili kwa uwezekano kwamba mpangilio mnene zaidi wa matone unaweza kuzuia difusheni ya oksijeni na uoksidishaji unaosababishwa na mwanga. Utaratibu huu wa difusheni ya molekuli haukujaribiwa moja kwa moja katika utafiti kwa kipimo cha upenyezaji wa oksijeni.

Kizuizi cha kimwili na mchango wa antioksidanti vinapaswa kutenganishwaje?

Chanzo kinatafsiri ulinzi wa AGP kwa maelezo ya vipengele viwili: tabaka la chembe kuzunguka matone ya mafuta na mtandao wa jeli vinaweza kutoa ulinzi wa kimwili; flavonoidi za asili za AGP zinaweza kuchangia ulinzi wa kikemikali wa antioksidanti.

Hata hivyo, utafiti haukutumia AGP iliyondolewa flavonoidi, chembe iliyosafishwa isiyo na flavonoidi, au udhibiti usio na antioksidanti wenye muundo sawa wa kimitambo. Kwa hiyo, haiwezekani kutenganisha kwa majaribio ni sehemu gani ya matokeo ya %55,9 ilitokana na kizuizi cha kimwili na sehemu gani ilitokana na kemia ya flavonoidi.

Matokeo yanayoungwa mkono na utafiti

• AGP ina chembe za mimea zenye uso mbaya, za skeli ya mikromita na mgawanyo mpana wa ukubwa.
• Usambazaji wa AGP ulipunguza kwa kiasi kikubwa mvutano wa baina ya awamu wa MCT/maji ikilinganishwa na udhibiti wa maji.
• Pembe ya mgusano ya takribani 70° iliyoripotiwa katika chanzo inaendana na uwezo wa wastani wa kuloweshwa unaofaa kwa uthabiti wa Pickering.
• %4 AGP ilionyesha uthabiti mkubwa wa kugeuzwa chini-juu katika kiwango cha %50–70 cha awamu ya mafuta.
• %80 awamu ya mafuta ilizidi uwezo wa uthabiti katika viwango vyote vya AGP.
• Mafuta yakiwa %70 bila kubadilika, kuongezeka kwa AGP kulipunguza vipenyo vya matone.
• AGP ikiwa %4 bila kubadilika, kuongeza awamu ya mafuta kutoka %50 hadi %70 kuliongeza vipenyo vya matone na msongamano wa mpangilio wa matone.
• %4 AGP + %70 MCT ilitoa uimara wa juu zaidi wa jumla wa jeli na jibu linalofaa la mikrorheolojia chini ya hali zilizochunguzwa.
• Jeli zenye AGP zililinda luteini vizuri zaidi kuliko udhibiti wa MCT katika jaribio la UV lililoharakishwa.
• Jeli ya %4 AGP + %70 MCT ilionyesha %55,9 uhifadhi wa luteini mwishoni mwa siku ya 7.

Matokeo yasiyoungwa mkono na utafiti

• Haiwezi kusemwa kwamba uthabiti wa kimuundo huongezeka bila kikomo kadiri uwiano wa mafuta unavyoongezeka; mfumo ulivurugika katika %80 mafuta.
• Haiwezi kusemwa kwamba %4 AGP ndiyo optimum ya kimataifa kati ya konsentrasheni zote zinazowezekana; utafiti haukuchunguza kwa utaratibu viwango vya juu zaidi au vya kati vya AGP.
• Uwiano halisi wa kufunikwa kwa uso wa baina ya awamu na chembe za AGP haukupimwa moja kwa moja kwa kiasi.
• Kiasi cha flavonoidi jumla au dihydromyricetin katika kundi hili la AGP hakikuripotiwa kwa kiasi katika jaribio hili.
• Ukubwa wa mchango wa kizuizi cha kimwili na mchango wa kikemikali wa antioksidanti haukuamuliwa kando.
• Jaribio la UV la siku 7 si jaribio la kawaida la muda wa rafu wa kibiashara.
• Upatikanaji wa kibayolojia wa luteini baada ya mmeng’enyo au ufanisi wake wa kibayolojia haukutathminiwa.
• Utendaji katika matriksi halisi ya chakula haukuthibitishwa na jaribio hili.
• Kauli “jukwaa endelevu/kijani” si matokeo ya uchanganuzi wa mzunguko wa maisha.
• Afya ya binadamu au manufaa ya kliniki hayakujaribiwa na utafiti huu.

Mbinu na Matokeo ya Utafiti

1. Nyenzo

Maudhui ya unyevu ya AGP ni %7,70 ± 0,43 na ilipatikana kutoka Enshi Zhiyi Tea Co., Ltd. MCT na kiwango sanifu cha luteini chenye usafi wa ≥%98 vilinunuliwa kutoka Shanghai Yuanye Bio-Technology Co., Ltd. Kemikali nyingine zilitumika katika daraja la uchanganuzi na maji yaliyotolewa ioni yalitumika katika majaribio yote.

2. Uchanganuzi wa SEM wa AGP

AGP ilichunguzwa kwa kifaa cha Quattra S SEM. Unga ulisambazwa kwenye mkanda wa kushikiza unaopitisha umeme, ukafunikwa na dhahabu kwa njia ya vacuum sputter na kupigwa picha kwa volteji ya kuongeza kasi ya 5,0 kV. Picha zilionyesha mofolojia yenye uso mbaya, isiyo ya kawaida na yenye agregesheni katika baadhi ya maeneo.

3. Ukubwa wa chembe za AGP

Analizeta ya leza ya ukubwa wa chembe BT-9300H ilitumika. Sampuli ilisambazwa katika maji yaliyotolewa ioni kwa ultrasoniki, obscuration ikawekwa %15–16 na fahirisi ya mwonekano wa maji 1,33 ikatumika. D₁₀ = 2,154 µm, D₅₀ = 8,108 µm na D₉₀ = 51,78 µm.

4. Mvutano wa baina ya awamu

AGP ilisambazwa katika maji ultrapure, ikasonikishwa kwa dakika 10 na kusentrifujishwa katika 8500 rpm kwa dakika 15. Awamu ya juu ilipimwa dhidi ya MCT kwa njia ya pendant-drop katika analizeta ya macho ya pembe ya mgusano Theta Lite, na wasifu wa tone ukalinganishwa na mkabala wa Young–Laplace.

Maji safi yalitoa 32,92 mN/m, %1 AGP 26,81 mN/m na %2 AGP takribani 25,17 mN/m. Hakukuwa na tofauti yenye umuhimu kati ya vikundi vya %3 au zaidi vya AGP.

5. Pembe ya mgusano

Pellet za AGP zenye takribani 20 mm kwa kipenyo na 3 mm kwa urefu ziliwekwa ndani ya MCT, tone la 12 µL la maji ultrapure likawekwa kwenye uso na umbo la tone likarekodiwa kwa sekunde 20. Maandishi ya chanzo yanaripoti pembe ya mgusano kuwa 70,46°.

6. Utayarishaji wa jeli ya emulsheni ya Pickering

Sehemu ya molekuli ya AGP ilibadilishwa kati ya %2–4 na sehemu ya ujazo ya MCT kati ya %40–80. Michanganyiko ilihomogenishwa kwa Ultra-Turrax T18 katika 15.000 rpm kwa dakika 3 kwenye halijoto ya chumba.

7. Uchunguzi wa kimakroskopiki

Sampuli zilichunguzwa kwa kusubiri tuli na jaribio la kugeuza chini-juu. Katika %80 awamu ya mafuta, utengano wa mafuta ulionekana katika formulesheni zote. %4 AGP na %50–70 awamu ya mafuta zilidumisha uadilifu wake katika hali ya kugeuzwa chini-juu.

8. Ukubwa wa matone

Jeli zilipunguzwa kwa maji yaliyotolewa ioni na kuchanganuliwa katika analizeta ya leza ya ukubwa wa chembe chini ya hali ya obscuration ya %15–16. Thamani zote kuu za Table 1 ya chanzo zimehamishwa kwenye jedwali lililo hapo juu.

9. Mikroskopi ya macho

Sampuli mpya ya 20 µL ilichunguzwa katika darubini ya macho BH200P. Katika %70 mafuta, ongezeko la AGP liliunda matone madogo na yenye usawa zaidi; katika %4 AGP, ongezeko la mafuta liliunda muundo wenye msongamano zaidi na matone makubwa zaidi.

10. Uimara wa jeli

Mfumo wa TA.XT plus/P0.5 ulitumika pamoja na kasi ya probe ya 1,0 mm/s, nguvu ya kuanzisha ya 3,0 g na umbali wa kupenya wa 4 mm. Mfumo wa %4 AGP + %70 mafuta ulifikia uimara wa juu zaidi wa jeli kati ya vikundi vilivyochunguzwa, 5,04 × 10⁻² N.

11. Mikrorheolojia pasivu

Katika kifaa cha Rheolaser Master, sampuli ya 20 mL ilifuatiliwa kwa sekunde 15.000 katika 25 °C bila kutumia mgeuko kutoka nje. Mwendo wa Brown ulirekodiwa kwa detekta ya CCD na EI pamoja na MVI zikahesabiwa na Rheosoft Master 1.4.0.0.

Kadiri konsentrasheni ya AGP na awamu ya mafuta katika anuwai inayofaa zilivyoongezeka, vielezo vyote viwili viliongezeka. Chanzo kinasema kwamba hakuna mipaka ya jumla ya kikritiki ya EI/MVI.

12. Uthabiti wa luteini dhidi ya mwanga

Luteini iliandaliwa katika MCT kwa 2,0 mg/mL. Sampuli ziliwekwa kwenye vial za glasi za 10 mL zenye vifuniko vya skrubu katika umbali wa 15 cm kutoka taa ya 6 W UV, kwa 30 °C. Takribani 100 mg ya sampuli ilichukuliwa kila baada ya siku mbili.

Ekstraksheni ilifanywa kwa 10 mL ya mchanganyiko wa ethanol/n-hexane 1:1 (v/v), sampuli ikavorteksiwa mara tatu kwa sekunde 10 na kusentrifujishwa katika 8000 rpm kwa dakika 10. Absorbansi ilipimwa katika 446 nm na kiasi cha luteini kikaamuliwa kwa mkunjo wa kalibresheni.

Siku ya saba: udhibiti wa MCT %14,9; mfumo wa %4 AGP + %70 mafuta ulihifadhi %55,9 ya luteini.

13. Uchanganuzi wa kitakwimu

Data zilipatikana kutoka marudio matatu huru ya majaribio na zikaripotiwa kama wastani ± mkengeuko sanifu. IBM SPSS Statistics 26.0 ilitumika. Tofauti za vikundi zilitathminiwa kwa uchanganuzi wa variansi wa mwelekeo mmoja (one-way ANOVA), na ulinganisho wa post hoc kwa jaribio la masafa mengi la Duncan. Kizingiti cha umuhimu kilikuwa p < 0,05. Uchakataji wa data na utayarishaji wa vielelezo ulifanywa kwa OriginPro 2024.

14. Vikwazo vikuu vya kimbinu vya utafiti

• Uwiano halisi wa kufunikwa kwa uso wa baina ya awamu na AGP haukupimwa moja kwa moja kwa kiasi.
• Wasifu wa kina wa kikemikali wa fenoli/flavonoidi wa kundi la AGP lililotumika haukupimwa katika makala hii.
• Kizuizi cha kimwili na ulinzi wa kikemikali wa antioksidanti havikutenganishwa kwa kutumia mifumo tofauti ya udhibiti.
• Uchunguzi wa formulesheni uliwekewa mipaka ya %2–4 kwa AGP na %40–80 kwa awamu ya mafuta.
• Jaribio la ulinzi wa luteini ni mfiduo wa UV ulioharakishwa.
• Tabia ya luteini katika matriksi halisi ya chakula, mmeng’enyo wa njia ya chakula au upatikanaji wa kibayolojia haikujaribiwa.
• Utafiti haukufanya upanuzi wa kiwango cha viwandani wala tathmini ya mzunguko wa maisha.

Maelezo ya Chanzo na Mbinu

Utafiti asilia: Fabrication and Characterization of Ampelopsis grossedentata Leaf Powder-Stabilized Pickering Emulsion Gels

Waandishi: Si Chen; Yanyu Li; Benguo Liu.

Mpangilio wa waandishi: Mpangilio katika PDF ya chanzo umehifadhiwa kama ulivyo.

Mchango sawa: Hakuna taarifa ya uandishi wa kwanza wa pamoja au mchango sawa inayoonekana katika chanzo.

Mwandishi wa mawasiliano: Benguo Liu.

Taasisi: School of Food Science, Henan Institute of Science and Technology, Xinxiang 453003, China.

Jarida: Foods.

Mchapishaji: MDPI, Basel, Switzerland.

Juzuu / toleo / nambari ya makala: 15 / 17 / 3086.

DOI: 10.3390/foods15173086.

Utambulisho rasmi wa uchapishaji: Foods 2026, 15(17), 3086.

Kuwasilishwa: 20 Julai 2026.

Marekebisho: 16 Agosti 2026.

Kukubaliwa: 29 Agosti 2026.

Kuchapishwa: 31 Agosti 2026.

Mhariri wa kitaaluma: Like Mao.

Aina ya chanzo: Utafiti wa majaribio wa kolloidi za chakula katika skeli ya maabara, jeli ya emulsheni ya Pickering na ubebaji wa dutu hai ya lipofili.

Hali ya mapitio ya wenzao: version of record iliyochapishwa katika jarida la kisayansi lenye mapitio ya wenzao.

Hali ya preprint: PDF ya chanzo haitoi kitambulisho tofauti cha preprint.

Leseni: Creative Commons Attribution (CC BY).

Ufadhili: Zhongyuan Talent Program—Science and Technology Innovation Leading Project of Henan Province of China (No. 264200510026); National Natural Science Foundation of China (No. 32472288); Natural Science Foundation of Henan Province of China (No. 262300421265); Program for Innovative Research Team (in Science and Technology) in University of Henan Province of China (No. 25IRTSTHN026); Scientific and Technological Project in Henan Province of China (No. 242102110131).

Kamati ya maadili: Haitumiki.

Ridhaa iliyoarifiwa: Haitumiki.

Upatikanaji wa data: Chanzo kinaeleza kwamba data zote zimo ndani ya makala na kwamba data za utafiti zinaweza pia kuombwa kutoka kwa mwandishi wa mawasiliano.

Mgongano wa maslahi: Waandishi wametangaza kuwa hakuna mgongano wa maslahi.

Michango ya waandishi: Uundaji wa dhana Benguo Liu; mbinu Si Chen, Yanyu Li na Benguo Liu; programu Si Chen na Yanyu Li; uthibitishaji Si Chen na Yanyu Li; uchanganuzi rasmi Si Chen na Yanyu Li; utafiti Si Chen, Yanyu Li na Benguo Liu; rasilimali Benguo Liu; uratibu wa data Si Chen na Yanyu Li; rasimu ya kwanza Si Chen, Yanyu Li na Benguo Liu; mapitio/uhariri Si Chen, Yanyu Li na Benguo Liu; uoneshaji Si Chen na Yanyu Li; usimamizi, usimamizi wa mradi na upatikanaji wa ufadhili Benguo Liu.

Dokezo la uripoti wa pembe ya mgusano: Maandishi ya chanzo yanatoa pembe ya mgusano ya AGP kuwa 70,46°. Katika Figure 3, alama za tanjenti kwenye pande mbili za tone zinaonekana kama 70,46° na 70,61°. Thamani ya 70,46° katika maandishi makuu imehifadhiwa kama ripoti ya chanzo.

Kikomo cha tafsiri ya baina ya awamu: Pembe ya mgusano, mvutano wa baina ya awamu na tabia ya jeli vinaunga mkono kwamba AGP ni kitulizaji kinachofaa cha Pickering; uwiano halisi wa kufunikwa kwa uso wa baina ya awamu na chembe haukupimwa moja kwa moja.

Kikomo cha utaratibu wa antioksidanti: Chanzo kinajadili kwamba flavonoidi zinaweza kuchangia ulinzi wa luteini; kizuizi cha kimwili na athari ya antioksidanti ya flavonoidi havikutenganishwa kwa kiasi kwa kutumia vikundi tofauti vya majaribio.

Kikomo cha uhifadhi: Jaribio la luteini si hali ya kawaida ya muda wa rafu, bali ni jaribio la uthabiti dhidi ya mwanga lililoharakishwa lililofanywa katika 30 °C chini ya 6 W UV.

Kikomo cha optimum: %4 AGP + %70 MCT ilionyesha utendaji bora zaidi wa jumla wa kimuundo miongoni mwa formulesheni zilizojaribiwa pekee. Haijaonyeshwa kwamba uwiano huu ni optimum ya jumla kwa formulesheni zote zinazowezekana.