前沿应用|低场核磁共振技术在亚麻籽油包封检测中的应用

应用背景

亚麻籽油是最近几年市场上最热销的食用油，是从亚麻种子中提取出的天然油脂，食用油中不饱和脂肪酸和各种营养成分的含量都特别高。

亚麻籽油除了其营养价值之外，还具有大量的活性成分：α-亚麻酸，有研究表明人体急需的EPA、DHA都是由α-亚麻酸转变而来[1]。具有高度保护视力、高度增强智力、抑制过敏反应、抑制癌症的发生和转移、促胰岛素分泌，延长降糖效果，抑制并发症等各种有益效果，因此亚麻籽油被认为是一种重要的功能性食物，越来越受到人们的青睐，市场前景广阔[2]。

另一项有趣的研究表明，亚麻籽油的使用增强了嗜酸杆菌的生长，提高了它的耐受性，这是一种体外测试，评估菌株在具有类似于人类小肠的胆汁盐的培养基中存活的能力，这种测试是益生菌被纳入食品和饮料的一个重要标准。

经常食用亚麻籽油这种功能性食物对人体大有裨益，无论是新鲜的形式，还是纳入其他食物，如面包、饼干、蛋糕和乳制品等。当涉及到其他食品中的物质纳入时，可以使用微型或纳米封装，以保持纳入物质的活性[3]。

纳米或微封装

纳米或微封装包括在微观或纳米尺寸范围内将生物活性包裹在胶囊中，以保护它们免受环境条件造成的恶化，如高温、氧气、光、pH值变化以及与其他物质的不必要的相互作用等。将含有聚合物和活性物的有机溶液乳化成水溶液。然后，通过搅拌去除有机溶剂，这个过程可以形成纳米颗粒。

这种技术的基础涉及到在水相中加入有机相，溶剂相往往有扩散效应，而聚合物则自动倾向于塌陷，形成可以包裹活性成分的微颗粒或纳米颗粒。

为了分析在提取和封装后获得的物质或材料，可以使用核磁共振技术。核磁共振光谱主要用于表征固液态样品，在最近的核磁技术发展中，可以进行一维、二维和多维实验，提供结构、成分、纯度、分子动力学等信息[4]。

应用介绍

本案例带来的目的是利用纳米沉淀技术在PCL中提取、表征和微包覆亚麻籽油。使用低场核磁共振技术对包封的亚麻籽油进行了包封性的验证。

检测样品信息：

一份包封后的亚麻籽油成品，以及一份原料亚麻籽油（由苏州本地一家实验室购买，确保包封的亚麻籽油与原料亚麻籽油是同一批次）。通过低场核磁共振设备检测，其弛豫时间相关谱如下：

图 包封后的亚麻籽油成品和原料亚麻籽油的弛豫谱

结论

由以上包封的亚麻籽油成品与原料亚麻籽油的低场核磁T2弛豫谱对比，得出以下结论：

亚麻籽油成品的弛豫时间在坐标轴上相比亚麻籽油原料弛豫时间明显发生了向左迁移，这表明油的分子运动性由于受到包封的影响，其运动发生受限，低场核磁技术验证了成品中的亚麻籽油被包封。

低场核磁共振技术除了可以应用在食品领域的包封性检测，还可以应用在医药、化妆品等其他领域的不同材料之间的包封性检测。

参考资料

[1] Zeev C W.1H LF‐NMR Energy Relaxation Time Characterization of the Chemical and Morphological Structure of PUFA‐Rich Linseed Oil During Oxidation With and Without Antioxidants[J].European Journal of Lipid Science and Technology, 2019, 121(9).

[2]Juan Francisco Nieto Alarcón, Santiago E V, Susana Hernández López.Determination of the Number of Epoxides Groups by FTIR-HATR and Its Correlation with 1 H NMR, in Epoxidized Linseed Oil[J].Scientific & Academic Publishing, 2021(1).

[3] Su Y, Zhang S, Chen Y,et al. One-step synthesis of novel renewable multi-functional linseed oil-based acrylate prepolymers and its application in UV-curable coatings[J].Progress in Organic Coatings, 2020, 148:105820.

[4] Resende M T, Linder C, Wiesman Z.1 H LF㎞MR Energy Relaxation Time Characterization of the Chemical and Morphological Structure of PUFA‐rich Linseed oil during Oxidation with and without Antioxidants[J]. European Journal of Lipid Science and Technology, 2019.