$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Эмульсии представляют собой гетерогенные системы, состоящие из двух несмешивающихся жидкостей, где одна жидкость диспергируется в виде капель внутри другой. Эти системы повсеместно используются в различных отраслях промышленности, включая пищевую,фармацевтическую1, косметическую и нефтехимическую промышленность. Стабильность и функциональность эмульсий в решающей степени зависят от взаимодействия между каплями, на которое могут влиять различные факторы, такие как химический состав поверхности, условия окружающей среды и присутствиеферментов2.
Во многих областях применения, особенно в пищевой науке и доставке лекарств, эмульсии подвергаются воздействию ферментативных сред 3,4. Например, в пищеварительной системе человека употребляемые в пищу продукты и лекарства на основе эмульсии сталкиваются с различными ферментами, которые могут изменить их структуру и функцию. Понимание динамики взаимодействия капель во время ферментативного сбраживания имеет решающее значение для разработки стабильных и эффективных продуктов на основе эмульсий 5,6.
Традиционные методы изучения стабильности эмульсии 2,7, такие как рассеяние света или реологические измерения, предоставляют ценную объемную информацию, но не могут непосредственно наблюдать и количественно оценивать взаимодействия между отдельными каплями8. Это ограничение затрудняет понимание микромасштабных процессов, происходящих во время ферментативного расщепления эмульсий.
Оптический пинцет стал мощным инструментом для манипулирования микроскопическими объектами и измерения сил на микро- инаномасштабах. Используя импульс света, оптический пинцет может улавливать и перемещать отдельные капли с исключительной точностью. Эта возможность открывает новые возможности для изучения взаимодействия капель-капель в сложных средах10,11.
Этот протокол представляет собой уникальный метод, который сочетает в себе двойной оптический пинцет с измерением силы в режиме реального времени для исследования взаимодействия между каплями эмульсии во время ферментативного разложения. В качестве репрезентативного примера способ продемонстрирован с использованием эмульсионной системы, состоящей из рапсового масла или одной жирной капли, стабилизированной сывороточным белком, подвергающимся расщеплению трипсином. Эта модельная система особенно актуальна для науки о продуктах питания и питании, поскольку она имитирует обычные пищевые эмульсии и их поведение в пищеварительном тракте.
Этот подход позволяет осуществлять прямое наблюдение и количественную оценку сил между отдельными каплями при их ферментативном распаде, обеспечивая беспрецедентное понимание динамики стабильности эмульсии в условиях пищеварения. Метод использует систему оптического пинцета, современную установку оптического пинцета с двумя ловушками, для манипулирования каплями эмульсии и измерения межкапельных сил с высокойточностью13.
Этот экспериментальный метод устраняет разрыв между исследованиями объемных эмульсий и исследованиями на молекулярном уровне, предлагая уникальный взгляд на поведение эмульсий во время ферментативного разложения. Знания, полученные с помощью этого метода, имеют далеко идущие последствия для различных областей, включая пищевую инженерию, фармацевтические рецептуры и фундаментальную коллоидную науку. В то время как в качестве примера используется конкретная система нефть-белок-ферменты, представленная здесь методология может быть адаптирована для изучения широкого спектра органических эмульсионных систем и пищеварительных ферментов в различных отраслях промышленности.