Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Biochemistry
Click here for the English version

Biochemistry

In vitro fordøjelse af emulsioner i en enkelt dråbe via multifaseudveksling af simulerede gastrointestinale væsker

Published: November 18, 2022 doi: 10.3791/64158
Automatic Translation
1, 2, 3, 1
1Department of Applied Physics, Faculty of Sciences, Campus de Fuentenueva, University of Granada, 2Department of Physical Chemistry, Faculty of Pharmacy, Campus de Cartuja, University of Granada, 3Department of Software Engineering, School of Computer and Telecommunication Engineering, Campus de Aynadamar, University of Granada

Summary

En pendel drop overflade film balance implementeret med en multi-subfase udveksling, kaldet OCTOPUS, giver mulighed for at efterligne fordøjelsesforholdene ved sekventiel subfase udveksling af den oprindelige bulkopløsning med simulerede gastrointestinale væsker. Den simulerede in vitro-fordøjelse overvåges ved at registrere in situ grænsefladespændingen i det fordøjede grænsefladelag.

Abstract

Emulsioner bruges i øjeblikket til at indkapsle og levere næringsstoffer og lægemidler til at tackle forskellige gastrointestinale tilstande såsom fedme, næringsstofbefæstning, fødevareallergier og fordøjelsessygdomme. En emulsions evne til at tilvejebringe den ønskede funktionalitet, nemlig at nå et bestemt sted i mave-tarmkanalen, hæmme / forsinke lipolyse eller lette fordøjeligheden, afhænger i sidste ende af dets modtagelighed for enzymatisk nedbrydning i mave-tarmkanalen. I olie-i-vand-emulsioner er lipiddråber omgivet af grænsefladelag, hvor emulgatorerne stabiliserer emulsionen og beskytter den indkapslede forbindelse. At opnå en skræddersyet fordøjelighed af emulsioner afhænger af deres oprindelige sammensætning, men kræver også overvågning af udviklingen af disse grænsefladelag, da de udsættes for forskellige faser af gastrointestinal fordøjelse. En pendel drop overflade film balance implementeret med en multi-subfase udveksling gør det muligt at simulere in vitro fordøjelsen af emulsioner i en enkelt vandig dråbe nedsænket i olie ved at anvende en tilpasset statisk fordøjelsesmodel. Transitten gennem mave-tarmkanalen efterlignes ved subfaseudvekslingen af den oprindelige dråbemasseopløsning med kunstige medier, der efterligner de fysiologiske tilstande i hvert rum / trin i mave-tarmkanalen. Den dynamiske udvikling af grænsefladespændingen registreres in situ gennem hele den simulerede gastrointestinale fordøjelse. De mekaniske egenskaber ved fordøjede grænseflader, såsom grænsefladedilatationselasticitet og viskositet, måles efter hver fordøjelsesfase (oral, mave, tyndtarm). Sammensætningen af hvert fordøjelsesmedie kan indstilles til at tage højde for de særlige forhold i fordøjelsesforholdene, herunder gastrointestinale patologier og spædbarns fordøjelsesmedier. De specifikke grænseflademekanismer, der påvirker proteolyse og lipolyse, identificeres, hvilket giver værktøjer til at modulere fordøjelsen ved grænsefladeteknik af emulsioner. De opnåede resultater kan manipuleres til design af nye fødevarematricer med skræddersyede funktionaliteter såsom lav allergenicitet, kontrolleret energiindtag og nedsat fordøjelighed.

Introduction

At forstå, hvordan fedt fordøjes, hvilket involverer emulsionsfordøjelse, er vigtigt for rationelt at designe produkter med skræddersyet funktionalitet1. Substratet til fedtfordøjelse er en emulsion, da fedt emulgeres ved forbrug ved mekanisk virkning og blanding med biosurfactanter i mund og mave. Det meste af det fedt, der forbruges af mennesker, er også allerede emulgeret (såsom mejeriprodukter), og i tilfælde af spædbørn eller nogle ældre mennesker er dette den eneste form for forbrug. Derfor er designet af emulsionsbaserede produkter med specifikke fordøjelsesprofiler meget vigtigt i ernæring1. Desuden kan emulsioner indkapsle og levere næringsstoffer, lægemidler eller lipofile bioaktive stoffer2 for at tackle forskellige gastrointestinale tilstande såsom fedme3, næringsstofbefæstning, fødevareallergier og fordøjelsessygdomme. I olie-i-vand-emulsioner er lipiddråber omgivet af grænsefladelag af emulgatorer, såsom proteiner, overfladeaktive stoffer, polymerer, partikler og blandinger4. Emulgatorernes rolle er todelt: stabilisere emulsionen5 og beskytte / transportere den indkapslede forbindelse til et bestemt sted. At opnå en skræddersyet fordøjelighed af emulsioner afhænger af deres oprindelige sammensætning, men kræver også overvågning af den kontinuerlige udvikling af denne grænseflade under transit gennem mave-tarmkanalen (figur 1).

Figure 1
Figur 1: Anvendelse af grænsefladeteknik af emulsioner til at tackle nogle af de vigtigste gastrointestinale tilstande. Klik her for at se en større version af denne figur.

Lipidfordøjelse er i sidste ende en grænsefladeproces, fordi det kræver adsorption af lipaser (mave eller bugspytkirtel) på olie-vand-grænsefladen af emulgerede lipiddråber gennem grænsefladelaget for at nå og hydrolysere triglycerider indeholdt i olien til frie fedtsyrer og monoacylglycerider6. Dette er skematiseret i figur 2. Gastrisk lipase konkurrerer med pepsin og fosfolipider i maven for olie-vand-grænsefladen (figur 2, gastrisk fordøjelse). Derefter konkurrerer bugspytkirtellipase / colipase med trypsin / chymotrypsin, fosfolipider, galdesalte og fordøjelsesprodukter i tyndtarmen. Proteaser kan ændre grænsefladedækningen, forhindre eller favorisere lipaseadsorption, mens galdesalte er meget overfladeaktive og fortrænger det meste af det resterende emulgator for at fremme lipaseadsorption (figur 2, tarmfordøjelse). Til sidst afhænger hastigheden og omfanget af lipolyse af grænsefladeegenskaberne af den oprindelige / gastriske fordøjede emulsion, såsom tykkelsen, inter / intramolekylære forbindelser og elektrostatiske og steriske interaktioner. Følgelig tilbyder overvågning af udviklingen af grænsefladelaget, når det fordøjes, en eksperimentel platform til at identificere grænseflademekanismer og begivenheder, der påvirker lipaseadsorption og dermed lipidfordøjelse.

Figure 2
Figur 2: Skematisk diagram, der illustrerer grænsefladernes rolle i gastrointestinal lipidfordøjelse. Pepsinhydrolyse ændrer grænsefladesammensætningen i gastrisk fase, mens gastrisk lipase hydrolyserer triglycerider. I tyndtarmen hydrolyserer trypsin / chymotrypsin yderligere grænsefladefilmen, mens lipolyse fortsætter ved adsorption af BS / lipaser, hydrolyse af triglycerider og desorption af lipolytiske produkter ved opløselighed i BS-miceller / kompleks. Klik her for at se en større version af denne figur.

Vedhængsdråbeudstyret ved Granada Universitet (UGR) er implementeret med en patenteret teknologi, den koaksiale dobbeltkapillær, der muliggør subfaseudveksling af bulkopløsningen7. Kapillæren, der holder vedhængsdråben, består af et arrangement af to koaksiale kapillærer, der er uafhængigt forbundet med hver kanal i en dobbelt mikroinjektor. Hver mikroinjektor kan fungere uafhængigt, hvilket gør det muligt at udveksle det tabte indhold med gennemstrømning7. Subfaseudvekslingen består således af samtidig injektion af den nye opløsning med den indre kapillær og ekstraktion af bulkopløsningen med den ydre kapillær under anvendelse af samme strømningshastighed. Denne proces tillader udskiftning af bulkopløsningen uden forstyrrelse af grænsefladeområdet eller dråbens volumen. Denne procedure blev senere opgraderet til en multi-subfase udveksling, som tillader op til otte sekventielle underfaseudvekslinger af dråbebulkopløsningen8. Dette muliggør simulering af fordøjelsesprocessen i en enkelt vandig dråbe suspenderet i lipidmedier ved sekventielt at udveksle bulkopløsningen med kunstige medier, der efterligner de forskellige rum (mund, mave, tyndtarm). Hele opsætningen er repræsenteret i figur 3, herunder detaljerne i komponenterne. Sprøjterne i mikroinjektoren er forbundet med de otte viasventiler, der hver forbinder til et mikrocentrifugerør indeholdende den kunstige fordøjelsesvæske med komponenter beskrevet i figur 2.

Figure 3
Figur 3: Generel visning af OCTOPUS med alle komponenter. CCD-kameraet, mikroskopet, mikropositioner, termostabiliseret celle og dobbelt kapillær forbundet uafhængigt til en dobbelt mikroinjektor med to sprøjter forbundet til otte vias-ventiler. Hver sprøjte forbindes med kapillær, fire mikrocentrifugerør med prøve og en udledning. Klik her for at se en større version af denne figur.

Figur 4A viser, hvordan hver af de kunstige fordøjelsesvæsker injiceres i vedhænget dråbe ved underfaseudveksling gennem dobbeltkapillæren. Hver fordøjelsesforbindelse, der er beskrevet i figur 2 , kan påføres samtidigt / sekventielt og simulere passagen gennem mave-tarmkanalen. De kunstige fordøjelsesvæsker indeholder forskellige enzymer og biosurfactanter, som ændrer grænsefladespændingen i den oprindelige emulgator, som skematiseret i figur 4B. Softwaren DINATEN (se Materialetabel), der også er udviklet på UGR, registrerer udviklingen af grænsefladespændingen i realtid, når det oprindelige grænsefladelag fordøjes in vitro. Efter hver fordøjelsesfase beregnes grænsefladelagets dilatationselasticitet også ved at pålægge periodiske svingninger af volumen / grænsefladeområde på det stabiliserede grænsefladelag og registrere reaktionen af grænsefladespændingen. Perioden/frekvensen og amplituden af svingningen kan varieres, og billedbehandling med softwaren CONTACTO giver de dilatationelle reologiske parametre8.

Figure 4
Figur 4: Eksempler på fordøjelsesprofiler . (A) Det oprindelige emulgatorlag udsættes for kunstige fordøjelsesmedier anbragt i mikrocentrifugen ved sekventiel subfaseudveksling af de forskellige opløsninger i vedhængsdråben. (B) Den generelle udvikling af grænsefladespændingen (y-aksen) af den oprindelige emulgator som funktion af tiden (x-aksen), som den fordøjes in vitro af de forskellige enzymer/biosurfactanter i de kunstige medier. En endelig subfaseudveksling med almindelig tarmvæske måler desorptionen af fordøjet lipid ved opløselighed i blandede miceller. Klik her for at se en større version af denne figur.

Denne undersøgelse præsenterer den generelle protokol designet til at måle in vitro fordøjelse af grænsefladelag med vedhængdrop udstyr 9. Det indledende grænsefladelag udsættes sekventielt for forhold, der efterligner passagen gennem mave-tarmkanalen, som afbildet i figur 2. Disse forskellige fordøjelsesmedier injiceres i vedhængsdråben ved subfaseudveksling af de forskellige opløsninger indeholdt i mikrocentrifugerørene (figur 4A). Sammensætningen af disse medier kan tilpasses afhængigt af de gastrointestinale tilstande, der vil blive evalueret, nemlig gastrisk / intestinal proteolyse / lipolyse, hvilket gør det muligt at måle kumulative virkninger og sinergier10. De eksperimentelle betingelser, der bruges til at efterligne fordøjelsesprocessen i hvert rum, følger den internationale konsensusprotokol offentliggjort af INFOGEST, der beskriver pH og mængder af elektrolytter og enzymer11. Den eksperimentelle enhed baseret på vedhængsfald tillader optagelse af grænsefladespændingen in situ gennem hele den simulerede fordøjelsesproces. Den dilatationelle reologi af grænsefladelaget beregnes i slutningen af hvert fordøjelsestrin. På denne måde tilbyder hver emulgator en fordøjelsesprofil, der illustrerer egenskaberne af de fordøjede grænseflader, som afbildet i figur 4B. Dette gør det muligt at udtrække konklusioner vedrørende dets modtagelighed eller modstand mod de forskellige stadier af fordøjelsesprocessen. Generelt indeholder det kunstige fordøjelsesmedie syre / basisk pH, elektrolytter, proteaser (mave og tarm), lipaser (mave og tarm), galdesalte og phospholipider, som opløses i deres respektive fordøjelsesvæsker (mave eller tarm). Figur 4B viser en generisk profil af udviklingen af en emulgators grænsefladespænding, først udsat for proteasevirkning efterfulgt af lipaser. Generelt fremmer proteolyse af grænsefladelaget en stigning i grænsefladespændingen på grund af desorptionen af hydrolyserede peptider9,12, mens lipolyse resulterer i en meget stejl reduktion i grænsefladespændingen på grund af adsorptionen af galdesalte og lipaser 13. En endelig subfaseudveksling med tarmvæske nedbryder bulkopløsningen af uadsorberet / fordøjet materiale og fremmer desorptionen af opløselige forbindelser og opløselsen af fordøjede lipider i blandede miceller. Dette kvantificeres af den registrerede øgede grænsefladespænding (figur 4B).

Sammenfattende giver det eksperimentelle design, der er implementeret i vedhængsdråben for at simulere in vitro-fordøjelsen i en enkelt dråbe, mulighed for at måle kumulative effekter og synergier, når fordøjelsesprocessen påføres sekventielt på det oprindelige grænsefladelag10. Sammensætningen af hvert fordøjelsesmedie kan let indstilles til at tage højde for de særlige forhold i fordøjelsesforholdene, herunder gastrointestinale patologier eller spædbarns fordøjelsesmedier14. Derefter kan identifikation af grænseflademekanismerne, der påvirker proteolyse og lipolyse, bruges til at modulere fordøjelsen ved grænsefladeteknik af emulsioner. De opnåede resultater kan anvendes til design af nye fødevarematricer med skræddersyede funktioner såsom lav allergenicitet, kontrolleret energiindtag og nedsat fordøjelighed 15,16,17,18,19.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Rengøringssekvens for alle glasvarer, der anvendes i overfladevidenskabelige eksperimenter

  1. Skrub glasvarerne med en koncentreret rengøringsopløsning (se Materialetabel) fortyndet i vand (10%).
  2. Skyl grundigt med en sekvens af ledningsvand, propanol, destilleret vand og ultrarent vand. Tør i en kabine og opbevar i et lukket skab indtil brug.

2. Forberedelse af prøver

  1. Forbered kunstige fordøjelsesmedier i henhold til INFOGEST standardiserede protokoller11,20 (se Materialetabel). For nærmere oplysninger henvises til tabel 1, og der er foretaget mindre tilpasninger af kravene til grænsefladearbejdet for at forhindre overfladeaktiv kontaminering og fortynding af prøver (1:10)10.
  2. Forbered emulgatoropløsningen ved at følge nedenstående trin.
    1. Der fremstilles 0,01 liter koncentreret opløsning af (1 kg· L−1) emulgator eller en blanding af emulgatorer (se Materialetabel) i en indledende buffer (tabel 1) og holdes under mild omrøring natten over.
    2. Fortynd til 0,1 kg· L−1 (eller efter behov) for at mætte grænsefladen; nå et pseudoplateau i grænsefladespændingen efter 1 times adsorption ved et konstant grænsefladeområde efter den tidligere offentliggjorte rapport21.
    3. Opbevares under mild omrøring i 15 minutter før brug.
  3. Rens oliefasen.
    1. Forbered en blanding af vegetabilsk olie (solsikke, oliven, triolein osv.) og magnesiummetasilikatharpikser (se Materialetabel) i en andel på 2:1 w/w i et stort bægerglas. Opbevares under mild mekanisk omrøring i mindst 3 timer.
    2. Blandingen centrifugeres ved 8.000 x g i 30 minutter ved stuetemperatur i en kommerciel centrifuge (se Materialetabel).
    3. Olieblandingen filtreres under vakuum med et sprøjtefilter (0,2 μm porestørrelse) (se Materialetabel). Opbevares i rene ravflasker forseglet og boblet med nitrogen indtil brug.

3. Kalibrering og rengøring af OCTOPUS

  1. Skyl alle slanger med ultrarent vand ved at indstille en sekvens af rengøring af både sprøjter og alle ventiler gennem en kapillær (ventiler 6/4) og til den udvendige udgang (ventil 8-blå farve). Udfør dette ved at trykke på knappen rengør i venstre dialog (supplerende figur 1A).
  2. Kontroller overfladespændingen7 af vand ved stuetemperatur ved at danne en vanddråbe og måle i realtid i 5 minutter (supplerende figur 1B, C).
    1. Indstil differentialdensiteten til luft-vand (0,9982 kg· L−1) i venstre dialog, supplerende figur 1B.
  3. Fyld den rene kuvette (optisk glas) med 0,002 liter ren vegetabilsk olie og læg den i kuvetteholderen i termostatcellen (figur 3).
  4. Termostaten indstilles, og der tillades temperaturækvilibrering ved 37 °C.
  5. Kontroller grænsefladespændingen af vandolie ved stuetemperatur7.
    1. Indstil differentialdensiteten til vegetabilsk olie-vand (olivenolie: 0,800 kg· L−1) (supplerende figur 1C).
    2. Injicer 40 μL med en hastighed på 0,5 μL·s-1 , og mål i realtid hvert sekund indtil injektionens afslutning. Dette er en simpel dynamisk proces (supplerende figur 1B, D).
    3. Afbild grænsefladespændingen som en funktion af dråbevolumen i et datablad.
    4. Kontroller, at dråbevolumenområdet giver en værdi for grænsefladespændingen uafhængigt af dråbevolumenet. Afbild grænsefladeområdet som en funktion af dråbevolumen.
    5. Programmere en proces, der indeholder to trin (supplerende figur 1B og supplerende figur 2A) ved at følge nedenstående trin.
      1. Med en indre sprøjte injiceres et volumen indeholdt i dette område med konstant grænsefladespænding.
      2. Hold grænsefladeområdet konstant ved den værdi, der er valgt i trin 3.5.4, og optag grænsefladespændingen i 5 minutter7.

4. Programmering af en eksperimentel proces i DINATEN for hvert fordøjelsestrin

BEMÆRK: For procesparametrene henvises til supplerende figur 1B.

  1. Udfør den indledende kontrol.
    1. Til dråbedannelse injiceres 10 μL (±5 μL) emulgatoropløsning i kapillæren (ventil 6) (supplerende figur 2A).
    2. adsorptionen registreres ved et konstant grænsefladeområde 21 på 20 mm 2 (±10 mm2) i 1 time (supplerende figur 2B).
    3. Den dilatationellereologi 8 (supplerende figur 2C registreres).
      1. Indstil amplituden af svingning til 1, 25 μL, periode 10 s.
      2. Adsorptionen registreres i det valgte grænsefladeområde (trin 4.1.2) i 10 s.
      3. Gentag trin 4.1.3 i forskellige perioder: 5 s, 20 s, 50 s og 100 s.
  2. Optag gastrisk fordøjelse.
    1. Optag adsorption21 i det valgte grænsefladeområde i 10 s.
    2. Subfaseudveksling7 med væske i ventil 2 (sSGF) og gastriske enzymer (tabel 1) (supplerende figur 2D).
      1. Fyld den venstre sprøjte fra ventil 2. Injicer 125 μL i ventil 6-kapillær med venstre sprøjte ved 5 μL·s−1.
      2. Ekstrahers 125 μL fra kapillæren med den højre sprøjte ved 5 μL·s−1. Aflæs den rigtige sprøjte til udgangsventilen 8. Gentag trin 4.2.2.1-4.2.2.2 10 gange for at sikre fuldstændig udveksling.
    3. Adsorptionen21 i det valgte grænsefladeområde registreres i trin 4.1.2 i 1 time (supplerende figur 2B).
    4. Den dilatationellereologi 8 (supplerende figur 2C registreres).
      1. Indstil amplituden af svingning til 1, 25 μL, periode 10 s.
      2. Adsorptionen af det valgte grænsefladeområde registreres i trin 4.1.2 i 10 s. Gentag i forskellige perioder: 5 s, 20 s, 50 s, 100 s.
  3. Optag tarmfordøjelsen.
    1. Adsorptionen21 registreres i det valgte grænsefladeområde i trin 4.1.2 for 10 s (supplerende figur 2B).
    2. Subfaseudveksling7 med væske i ventil 3 (sSIF) og tarmenzymer/galdesalte/phospholipider (tabel 1) (supplerende figur 2D).
      1. Fyld den venstre sprøjte fra ventil 2. Injicer 125 μL i ventil 6-kapillær med venstre sprøjte ved 5 μL·s−1. Ekstrahers 125 μL fra kapillæren med den højre sprøjte ved 5 μL·s−1.
      2. Aflæs den rigtige sprøjte til udgangsventilen 8. Gentag trin 4.3.2.1-4.3.2.2 10 gange for at sikre fuldstændig udveksling.
    3. Adsorptionen21 registreres i det valgte grænsefladeområde i trin 4.1.2 i 1 time.
    4. Den dilatationellereologi 8 (supplerende figur 2C registreres).
      1. Indstil amplituden af svingning til 1, 25 μL, periode 10 s.
      2. Adsorptionen registreres i det valgte grænsefladeområde i trin 4.1.2 i 10 s.
      3. Gentag i forskellige perioder: 5 s, 20 s, 50 s, 100 s.
  4. Optag desorptionen ved at følge nedenstående trin.
    1. Adsorptionen21 registreres i det valgte grænsefladeområde i trin 4.1.2 for 10 s (supplerende figur 2B).
    2. Subfaseudveksling7 med væske i ventil 5 (sSIF) (tabel 1, supplerende figur 2D).
      1. Fyld den venstre sprøjte fra ventil 5. Injicer 125 μL i ventil 5-kapillær med venstre sprøjte ved 5 μL·s−1.
      2. Ekstrahers 125 μL fra kapillæren med den højre sprøjte ved 5 μL·s−1. Aflæs den rigtige sprøjte til udgangsventilen 8. Gentag trin 4.4.2.1-4.4.2.2 10 gange for at sikre fuldstændig udveksling.
    3. Adsorptionen21 i det valgte grænsefladeområde registreres i trin 4.1.2 i 1 time (supplerende figur 2B).
    4. Den dilatationellereologi 8 (supplerende figur 2C registreres).
      1. Oprethold amplituden på 1, 25 μL, periode 10 s.
      2. Adsorptionen registreres i det valgte grænsefladeområde i trin 4.1.2 i 10 s.
      3. Gentag trin 4.4.4 i forskellige perioder: 5 s, 20 s, 50 s, 100 s.

5. Opsætning af eksperimentet

  1. Fyld mikrocentrifugerørene med det kunstige fordøjelsesmedie, og tilslut hver af dem til den respektive ventil med den tilsvarende slange.
  2. Slange fyldes i ventiler 2-5 ved rengøring fra ventil 2, ventil 3, ventil 4 og ventil 5 til den udvendige udgang (ventil 8) (supplerende figur 1A).
  3. Fyld slangen i ventil 1 ved rengøring fra ventil 1 til ventil 6-kapillær 5 gange.
  4. Placer kapillæren i oliefasen. Læg den venstre sprøjte med ventil 1 (oprindelig opløsning, tabel 1).
  5. Start sekventiel behandling af trin 4.1-initial, trin 4.2-gastrisk, trin 4.3-tarme og trin 4.4-desorption, og gem dataene i slutningen af hver proces.

6. Beregning af de dilatationelle reologiske parametre med billedbehandlingssoftwaren CONTACTO8

BEMÆRK: For detaljer, se Maldonado-Valderrama et al.8.

  1. Indlæs billederne svarende til områdesvingningen ved en given frekvens og amplitude (supplerende figur 3A).
  2. Tryk på Rheology (supplerende figur 3B) og opnå dilatationsparametrene (supplerende figur 3C).
  3. Kopiér og indsæt resultaterne i dataregnearket.

7. Plotning af de eksperimentelle resultater

  1. Genberegne tidskolonnen i hvert af trinene i fordøjelsesprocessen ved at tilføje de sidste data for tidspunktet for det forrige trin.
  2. Plot grænsefladespændingen versus additivtiden for hvert af trinene i den anvendte fordøjelsesproces.
  3. Afbild den endelige grænsefladespænding / dilatationselasticitet og viskositet opnået i slutningen af hvert trin versus fordøjelsesfasen: indledende, gastrisk fordøjelse, duodenal fordøjelse og desorption.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Dette afsnit viser forskellige eksempler på fordøjelsesprofiler målt med OCTOPUS. Det generelle udseende af de simulerede fordøjelsesprofilmatch er vist i figur 4B. Grænsefladespændingen er normalt repræsenteret mod tiden i fordøjelsesprofilen. De forskellige faser/fordøjelsestrin, der overvejes, er repræsenteret i forskellige farver. Den første fase danner det indledende lag og svarer til adsorptionsfasen af emulgatoren eller proteinet / overfladeaktivt stof / polymer, afhængigt af hvert enkelt tilfælde. Derefter injiceres de forskellige fordøjelsesvæsker ved subfaseudveksling i en bulkopløsning indeholdende det nye medie. Den nye underfase frembringer ændringer i grænsefladespændingen i det oprindelige emulgatorlag og i den dilatationelle reologi målt i slutningen af hvert fordøjelsestrin. Fordøjelsesprocessen kan maksimalt omfatte otte fordøjelsestrin.

Figure 5
Figur 5: Eksempel på gastrisk fordøjelsesprofil . (A) Gastrisk proteolyse af humant serumalbumin. Fordøjelsesmedier påføres ved subfaseudveksling med opløsninger, der er beskrevet i forsøgsafsnittet ved T = 37 °C. Blå: indledende buffer med protein, rød: sSGF med pepsin. Genoptrykt med tilladelse fra del Castillo-Santaella et al.12. B) Gastrisk lipolyse af citruspektin. Fordøjelsesmedier påføres ved subfaseudveksling med opløsninger, der er beskrevet i forsøgsafsnittet ved T = 37 °C. Blå: indledende buffer med citruspektin, gul: sSGF med gastrisk lipase, grå: sSGF. Genoptrykt med tilladelse fra Infantes-Garcia et al.17. Klik her for at se en større version af denne figur.

Figur 5 viser nogle eksperimentelle resultater opnået for gastrisk fordøjelse af emulgatorer. I figur 5A adsorberes humant serumalbumin (HSA)12 først på olivenolie-vand-grænsefladen, hvilket reducerer grænsefladespændingen for at nå et plateau efter 1 time. Ved afslutningen af denne fase måles reologien ved 0, 1 Hz (10 s) frekvens (periode). I det andet trin tilføjes sSGF med pepsin ved subfaseudveksling. Dette består i at indføre et volumen med den ene sprøjte, mens den samme mængde ekstraheres med den anden sprøjte. På denne måde ændres dråbens område ikke og opretholder de irreversibelt adsorberede komponenter ved olie-vand-grænsefladen. Udvekslingen gentages mellem 10-15 gange. Under subfaseudveksling med sSGF og pepsin øges grænsefladespændingen på grund af hydrolyse af proteinet, som fortynder det oprindelige proteinlag (figur 5A). I figur 5B adsorberer citruspektin (CP)17 på triglyceridolievandet i 40 minutter efterfulgt af dilatationel reologi ved 0,1 Hz. I det andet trin injiceres sSGF med gastrisk lipase i størstedelen af dråben; Omvendt til proteolyse resulterer lipolyse i adsorption af lipase og dannelse af fedtsyrer, som forbliver ved grænsefladen, hvilket reducerer grænsefladespændingen. Desorptionsfasen er det tredje trin, som vurderer produktionen af hydrofil eller opløselsen af lipofile produkter af lipolyse. Figur 5B viser, at subfaseudveksling med sSGF giver et nulrespons af grænsefladespændingen. Dette kan fortolkes som produktion af lipofile fordøjelsesprodukter, som adsorberer irreversibelt og ikke opløses, forbliver forankret i grænsefladen. Fraværet af galdesalte i mavefasen er ansvarlig for manglen på opløselighed. Graden af lipolyse kan kvalitativt analyseres ved værdien af grænsefladespænding nået.

Figure 6
Figur 6: Eksempel på tarmfordøjelsesprofiler . (A) Adsorptionsdesorptionsprofiler af galdesalte (sorte firkanter), lipase (grå trekanter) og lipase + galdesalte (orange rhomboider) i sSIF ved 37 °C. Genoptrykt med tilladelse fra Macierzanka et al.13. (B) Adsorption af galdesalte + lipase på tidligere adsorberet F68 (mørkegrøn) og F127 (lysegrøn), adsorption af galdesalte (gul) i sSIF. Desorption: subfaseudveksling med sSIF på galdesalte (orange), F68 (mørk lilla) og F127 (lys lilla). Genoptrykt med tilladelse fra Torcello-Gómez et al.19. Klik her for at se en større version af denne figur.

Figur 6 viser de eksperimentelle resultater opnået for tarmfordøjelsen af emulgatorer. I modsætning til gastrisk fordøjelse tilbyder tilstedeværelsen af galdesalte i tyndtarmen forskellige desorptionsprofiler ved subfaseudveksling med sSIF og udtømning af bulkopløsningen. Figur 6A viser de opnåede desorptionsprofiler for rene galdesalte, ren lipase og blandede lipase/galdesalte 8,9,10,13. Galdesalte adsorberer reversibelt på olie-vand-grænsefladen, og derfor desorberes de fuldstændigt ved subfaseudveksling med sSIF, som det fremgår af stigningen i grænsefladespændingen for at nå værdien af grænsefladen mellem olie og vand 8,13. Omvendt adsorberer lipase irreversibelt, som givet ved den konstante værdi af grænsefladespænding efter subfaseudveksling af sSIF. Blandingen lipase og galdesalte tilvejebringer en mellemliggende desorptionsprofil kvantificeret ved en begrænset stigning i grænsefladespænding ved subfaseudveksling med sSIF til en mellemværdi. Det resterende grænsefladelag indeholder lipase og frie fedtsyrer. Galdesaltene desorberede muligvis fra grænsefladen og opløste nogle af de frie fedtsyrer, der blev dannet i lipolysen. Figur 6B viser udviklingen af grænsefladespændingen ved lipolyse af to varianter af pluronic: F127 og F6819. Figur 6B viser et kraftigt fald i grænsefladespændinger på grund af adsorptionen af lipase og galdesalte og produktionen af frie fedtsyrer på tidligere dannede grænsefladefilm af F68 og F127 ved olie-vand-grænsefladen. Desorptionstrinnet viser den øgede grænsefladespænding forårsaget af subfaseudveksling med sSIF, som kvantificerer opløseligheden af lipolytiske produkter.

Figure 7
Figur 7: Eksempel på komplette dynamiske gastrointestinale fordøjelsesprofiler . (A) In vitro fordøjelsesprofil for AS-48 adsorberet film ved luft-vand-grænsefladen. Fordøjelsesmedier påføres ved subfaseudveksling med opløsninger, der er beskrevet i forsøgsafsnittet ved T = 37 °C. Kontrol: indledende buffer med AS-48, pepsin: sSGF med pepsin, trypsin: sSIF med trypsin + chymotrypsin, desorption: sSIF. Genoptrykt med tilladelse fra del Castillo-Santaella et al.18. B) In vitro-fordøjelsesprofil for adsorberet film af humant serum og kvæg ved grænsefladen mellem olivenolie og vand. Fordøjelsesmedier påføres ved subfaseudveksling med opløsninger, der er beskrevet i forsøgsafsnittet ved T = 37 °C. Kontrol: indledende buffer med HSA/BSA, pepsin: sSGF med pepsin, trypsin: sSIF med trypsin + chymotrypsin, lipolyse: sSIF med lipase og galdesalte, desorption: sSIF. Afbildede kurver er repræsentative eksperimenter med afvigelser <5%. Klik her for at se en større version af denne figur.

Figur 7 viser eksempler på komplette simulerede fordøjelsesprofiler. Figur 7A viser fordøjelsesprofilen for fødevarebiokonserveringsmiddel AS-48 adsorberet ved luft-vand-grænsefladen18. Fordøjelsesprocessen blev designet til at fokusere på proteolysen af dette peptid, mens lipolysen af olie ikke var nødvendig, idet den var ved luft-vand-grænsefladen. Derfor består den simulerede fordøjelse i figur 7A af fem trin: kontrol/startfilm, pepsinolyse, trypsinolyse og desorption. De eksperimentelle resultater viste, at denne bakteriocin er resistent over for både pepsin og trypsinhydrolyse, da overfladespændingen forblev uændret. Derfor blev AS-48 betragtet som et godt biokonserveringsmiddel til fødevarer, der var resistent over for in vitro-fordøjelsen . Figur 7B sammenligner in vitro-fordøjelsesprofilerne for adsorberede lag af humane serumalbuminer adsorberet ved grænsefladen mellem olie og vand22. Denne simulering var designet til at efterligne fordøjeligheden af emulsioner stabiliseret af disse to proteiner23 og evaluere indkapslingen af curcumin4. Derfor blev den simulerede fordøjelse tilpasset bestående af fem trin: kontrol / initial, pepsinolyse, trypsinolyse, lipolyse og desorption. De eksperimentelle resultater viste øget grænsefladespænding efter pepsinfordøjelsen, hvilket indikerer øget modtagelighed for pepsinolyse. Dette blev tilskrevet øget udfoldelse af kvægvarianten ved adsorption, der udsatte pepsin-modtagelige steder. Derefter tilvejebragte trypsinolyse og lipolyse fuldstændig ens fordøjelsesprofiler (figur 7B).

Figure 8
Figur 8: Eksempel på endelige værdier af gastrointestinal fordøjelse. (A) Grænsefladespænding, (B) dilatationselasticitet, (C) dilatationel viskositet af in vitro-fordøjelse af β-lactoglobulin adsorberet film ved olivenolie-vand-grænsefladen. Dilatationsparametrene blev målt ved 1 Hz, 0,1 Hz og 0,01 Hz, efter at den fordøjede grænseflade var ækvilibreret i hvert trin. Fordøjelsesmedier påføres ved subfaseudveksling med opløsninger, der er beskrevet i forsøgsafsnittet ved T = 37 °C. Kontrol: indledende buffer med protein, pepsin: sSGF med pepsin, trypsin: sSIF med trypsin + chymotrypsin, lipolyse: sSIF med lipase og galdesalte, desorption: sSIF. Klik her for at se en større version af denne figur.

For at evaluere og sammenligne arten af forskellige fordøjede grænsefladelag afbildes generelt den endelige grænsefladespænding og den dilatationselasticitet/viskositet, der opnås for fordøjede grænseflader, for hvert af de trin, der overvejes i den udformede fordøjelsesproces. Figur 8 viser grænsefladespændingen (figur 8A), dilatationselasticiteten (figur 8B) og dilatationsviskositeten (figur 8C) målt ved frekvenser på 1 Hz, 0,1 Hz og 0,01 Hz. De afbildede værdier blev opnået efter hvert fordøjelsestrin af β-lactoglobulin adsorberet ved olie-vand-grænsefladen16. Figur 8A viser, at proteolyse (pepsin og trypsin) producerer små stigninger i grænsefladespændingen, mens lipolyse reducerer denne værdi, og desorption øges igen. Med hensyn til dilatationselasticitet danner proteinet elastiske og sammenkoblede film ved olie-vand-grænsefladen. Tilstedeværelsen af galdesalte producerer meget mobile og flydende grænsefladefilm med lav elasticitet. Endelig kan de resterende lipolytiske produkter ikke udvikle en sammenhængende elastisk film efter desorption. Dilatationselasticiteten stiger lidt med svingningsfrekvensen (figur 8B). Endelig kan dilatationsviskositeten af grænsefladefilmene vist i figur 8C kun påvises ved den lavere frekvens og detekterer eksistensen af flerlag, aggregater eller andre dissipative strukturer ved grænsefladen. Sammenligning af fordøjelsesprofilen for β-lactoglobulin med fordøjelsesprofilen opnået for pulsbehandlet β-lactoglobulin viste forbedret fordøjelighed af proteiner udsat for denne type fysisk behandling16.

Indledende buffer 0,00113 mol L-1 NaH2PO4, pH 7,0
Forenklet simuleret mavevæske (sSGF) [NaH2PO4] = 0,00113 mol L-1, [NaCl] = 0,15 mol L-1, pH 3,0
Forenklet simuleret tarmvæske (sSIF) [NaH2PO4] =0,00113 mol L-1, [NaCl] = 0,15 mol L-1, [CaCl2] = 0,003 mol L-1, pH 7,0
Gastriske enzymer pepsin (50 ∙ 10 3 U L-1), gastrisk lipase (0,5 ∙ 103 U L-1)
Tarmenzymer trypsin (2,5 ∙ 10 3 U L-1), chymotrypsin (0,625 ∙ 10 3 U L-1), bugspytkirtellipase (50∙ 10 3 U L-1), co-lipase (150 ∙ 10 3 U L-1)
Galdesalte blanding 0,01 mol L-1 M. Galdesaltblanding: Natriumtauracholat og natriumdeoxycholat (50/50) eller natriumtauracholat og natriumglycodeoxycholat (50/50)

Tabel 1: Sammensætning af det kunstige fordøjelsesmedie.

Supplerende figur 1: Grundlæggende betjening af computergrænsefladen DINATEN. (A) Edb-grænsefladens generelle udseende DINATEN; Den venstre dialog viser de to sprøjter, der er forbundet til alle ventiler, og styrer injektionen/udsugningen og rengøringen. Den centrale dialog indeholder kommandoen, slipbilledet og tabellen med resultater. (B) Realtidsberegningen giver automatisk måling som funktion af tiden. (C) Venstre kommando til at inkludere differentialdensiteten. (D) En simpel dynamisk proces styrer injektions-/ekstraktionsvolumen, hastighed og indfangningstider. Klik her for at downloade denne fil.

Supplerende figur 2: Grænsefladen til programmering af hvert fordøjelsestrin (proces). (A) Dråbedannelse med en venstre sprøjte med fast volumen og fast injektionshastighed. (B) Adsorption ved konstant grænsefladeområde: kontrol. (C) Reologi med en fast amplitude, periode og antal cyklusser. D) Subfaseudveksling: injiceres og ekstraheres med begge sprøjter med samme hastighed. Klik her for at downloade denne fil.

Supplerende figur 3: Beregning af dilatationsparametrene med softwaren til billedanalyse CONTACTO. (A) Analyse af de billeder, der svarer til svingningen i en bestemt periode. (B) Beregning af dilatationsparametrene for grænsefladelaget af de valgte billeder. (C) Dialog, der viser resultaterne fra dilatationsanalysen. Klik her for at downloade denne fil.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Denne artikel beskriver en generaliseret protokol til måling af in vitro fordøjelse af grænsefladelag ved hjælp af vedhængsdråbeudstyr. Protokollen kan justeres til eksperimentets specifikke krav ved at indstille sammensætningen af fordøjelsesbufferne, som er baseret på INFOGEST11,20 harmoniseret protokol for at lette sammenligning med litteratur. Fordøjelsesenzymerne og biosurfactanterne kan tilsættes individuelt, sekventielt eller sammen. Denne sidstnævnte mulighed skal udføres med omhu, da mætningen af grænsefladelaget ville hindre de forskellige fænomener ved blot at give en meget lav grænsefladespænding og kunne få dråben til at falde. For at kunne analysere effekten af hver fordøjelseskomponent tilsættes de forskellige fordøjelsesenzymer sekventielt og i forskellige koncentrationer. På denne måde kan virkningerne af hver komponent analyseres og systematiseres, og synergierne evalueres ved sekventiel tilføjelse. For at forhindre dråber i at falde, fortyndes nogle koncentrationer9. De opnåede resultater kan ikke ekstrapoleres direkte til emulgerede systemer, da betingelserne justeres for at tage højde for et forenklet system. Udviklingen af grænsefladespændingen viser imidlertid udviklingen af grænsefladedækningen, da grænsefladelaget fordøjes10. På samme måde giver udviklingen af den dilatationelle reologi nogle oplysninger om grænsefladens mekaniske egenskaber, når fordøjelsen fortsætter9. Disse resultater indeholder nyttige oplysninger, der kan tilpasses og omhyggeligt fortolkes til at blive anvendt på emulgerede systemer.

Vedhængsdråbeudstyret gør det muligt at evaluere in situ-begivenheder , der forekommer specifikt i grænsefladelaget, som afbildet i figur 2. Først dannes et indledende grænsefladelag, der repræsenterer en enkelt emulsionsdråbe. Dette indledende lag udsættes for forskellige fordøjelsesforhold og ændrer dets sammensætning sekventielt på grund af tilstedeværelsen af de forskellige komponenter i den vandige fase. Lipaser skal også overvinde dette grænsefladelag for at få adgang til oliefasen og hydrolysere fedtet. Disse grænsefladebegivenheder skal evalueres i det samme grænsefladelag, der oprindeligt blev oprettet. Hvis en emulsion underkastes in vitro-fordøjelse , vil det være muligt at udtage prøver på forskellige tidspunkter og evaluere ændringerne i emulsionen, efterhånden som den fordøjes (dråbestørrelse, zetapotentiale), men det vil ikke tillade in situ-evaluering af grænsefladelaget omkring hver emulsionsdråbe. Derfor omfatter vedhængsfaldsudstyret implementeret med multi-subfaseudveksling en komplementær teknik til at fokusere på grænsefladeteknik af emulsioner14.

Den første begrænsning af denne metode er netop relateret til mætningen af grænsefladelaget med forskellige produkter, som skal fortyndes for at forhindre, at dråben falder. Et andet eksperimentelt problem er afgasning af alle de kunstige medier for at undgå kimdannelse af bobler, hvilket også kan forårsage dråbeløsrivelse fra kapillæren. Det er også vigtigt at overveje det større olie-vand-forhold sammenlignet med emulsionssystemer, når man ekstrapolerer til emulgerede systemer. Endelig, selvom den dilatationelle reologi indeholder information om de inter- og intramolekylære foreninger inden for grænsefladelaget, dannet og forstyrret af fordøjelsesenzymer, er det vanskeligt at fortolke og ekstrapolere til emulsionsstabilitet. Alt i alt er vedhængsdråben implementeret med en multi-subfaseudvekslingsanordning et nyttigt udstyr til at supplere in vitro fordøjelsesundersøgelser af emulsioner12, der følger udviklingen af dråbestørrelsesfordeling og zetapotentialet for proteinfordøjelse med elektroforese22. Ændringer af fordøjelseskanalen for at tage højde for kønsvariation, spædbarnsfordøjelse eller fordøjelsesproblemer omfatter fremtidige anvendelser af den eksperimentelle procedure.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne erklærer, at de ikke har nogen kendte konkurrerende økonomiske interesser eller personlige forhold, der kunne have påvirket det arbejde, der er rapporteret i dette papir.

Acknowledgments

Denne forskning blev finansieret af projekter RTI2018-101309-B-C21 og PID2020-631-116615RAI00, finansieret af MCIN/AEI/10.13039/501100011033 og af "EFRU A way of making Europe". Dette arbejde blev (delvist) støttet af Biocolloid and Fluid Physics Group (ref. PAI-FQM115) ved Granada Universitet (Spanien).

Materials

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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. McClements, D. J. The biophysics of digestion: Lipids. Current Opinion in Food Science. 21, 1-6 (2018).
  2. McClements, D. J., Li, Y. Structured emulsion-based delivery systems: Controlling the digestion and release of lipophilic food components. Advances in Colloid and Interface Science. 159 (2), 213-228 (2010).
  3. Corstens, M. N., et al. Food-grade micro-encapsulation systems that may induce satiety via delayed lipolysis: A review. Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 57 (10), 2218-2244 (2017).
  4. Aguilera-Garrido, A., del Castillo-Santaella, T., Galisteo-González, F., Gálvez-Ruiz, M. J., Maldonado-Valderrama, J. Investigating the role of hyaluronic acid in improving curcumin bioaccessibility from nanoemulsions. Food Chemistry. 351, 129301 (2021).
  5. Rodríguez Patino, J. M., Carrera Sánchez, C., Rodríguez Niño, M. R. Implications of interfacial characteristics of food foaming agents in foam formulations. Advances in Colloid and Interface Science. 140 (2), 95-113 (2008).
  6. Wilde, P. J., Chu, B. S. Interfacial & colloidal aspects of lipid digestion. Advances in Colloid and Interface Science. 165 (1), 14-22 (2011).
  7. Cabrerizo-Vílchez, M. A., Wege, H. A., Holgado-Terriza, J. A., Neumann, A. W. Axisymmetric drop shape analysis as penetration Langmuir balance. Review of Scientific Instruments. 70 (5), 2438-2444 (1999).
  8. Maldonado-Valderrama, J., Muros-Cobos, J. L., Holgado-Terriza, J. A., Cabrerizo-Vílchez, M. A. Bile salts at the air-water interface: Adsorption and desorption. Colloids and surfaces B: Biointerfaces. 120, 176-183 (2014).
  9. Maldonado-Valderrama, J., Terriza, J. A. H., Torcello-Gómez, A., Cabrerizo-Vílchez, M. A. In vitro digestion of interfacial protein structures. Soft Matter. 9, 1043-1053 (2013).
  10. Maldonado-Valderrama, J. Probing in vitro digestion at oil-water interfaces. Current Opinion in Colloid and Interface Science. 39, 51-60 (2019).
  11. Brodkorb, A., et al. INFOGEST static in vitro simulation of gastrointestinal food digestion. Nature Protocols. 14 (4), 991-1014 (2019).
  12. del Castillo-Santaella, T., Maldonado-Valderrama, J., Molina-Bolivar, J. A., Galisteo-Gonzalez, F. Effect of cross-linker glutaraldehyde on gastric digestion of emulsified albumin. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. 145, 899-905 (2016).
  13. Macierzanka, A., Torcello-Gómez, A., Jungnickel, C., Maldonado-Valderrama, J. Bile salts in digestion and transport of lipids. Advances in Colloid and Interface Science. 274, 102045 (2019).
  14. Maldonado-Valderrama, J., Torcello-Gómez, A., del Castillo-Santaella, T., Holgado-Terriza, J. A., Cabrerizo-Vílchez, M. A. Subphase exchange experiments with the pendant drop technique. Advances in Colloid and Interface Science. 222, 488-501 (2015).
  15. Bellesi, F. A., Ruiz-Henestrosa, V. M. P., Maldonado-Valderrama, J., Del Castillo Santaella, T., Pilosof, A. M. R. Comparative interfacial in vitro digestion of protein and polysaccharide oil/water films. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. 161, 547-554 (2018).
  16. Del Castillo-Santaella, T., Sanmartín, E., Cabrerizo-Vílchez, M. A., Arboleya, J. C., Maldonado-Valderrama, J. Improved digestibility of β-lactoglobulin by pulsed light processing: A dilatational and shear study. Soft Matter. 10 (48), 9702-9714 (2014).
  17. Infantes-Garcia, M. R., et al. In vitro gastric lipid digestion of emulsions with mixed emulsifiers: Correlation between lipolysis kinetics and interfacial characteristics. Food Hydrocolloids. 128, 107576 (2022).
  18. del Castillo-Santaella, T., Cebrián, R., Maqueda, M., Gálvez-Ruiz, M. J., Maldonado-Valderrama, J. Assessing in vitro digestibility of food biopreservative AS-48. Food Chemistry. 246, 249-257 (2018).
  19. Torcello-Gómez, A., Maldonado-Valderrama, J., Jódar-Reyes, A. B., Cabrerizo-Vílchez, M. A., Martín-Rodríguez, A. Pluronic-covered oil-water interfaces under simulated duodenal conditions. Food Hydrocolloids. 34, 54-61 (2014).
  20. Minekus, M., et al. A standardised static in vitro digestion method suitable for food - an international consensus. Food & Function. 5 (6), 1113-1124 (2014).
  21. Wege, H. A., Holgado-Terriza, J. A., Cabrerizo-Vílchez, M. A. Development of a constant surface pressure penetration langmuir balance based on axisymmetric drop shape analysis. Journal of Colloid and Interface Science. 249 (2), 263-273 (2002).
  22. del Castillo-Santaella, T., et al. Hyaluronic acid and human/bovine serum albumin shelled nanocapsules: Interaction with mucins and in vitro digestibility of interfacial films. Food Chemistry. 383, 132330 (2022).
  23. Aguilera-Garrido, A., et al. Applications of serum albumins in delivery systems: Differences in interfacial behaviour and interacting abilities with polysaccharides. Advances in Colloid and Interface Science. 290 (5), 102365 (2021).

Tags

Biokemi udgave 189
<em>In vitro</em> fordøjelse af emulsioner i en enkelt dråbe <em>via</em> multifaseudveksling af simulerede gastrointestinale væsker
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Maldonado-Valderrama, J., del… More

Maldonado-Valderrama, J., del Castillo Santaella, T., Holgado-Terriza, J. A., Cabrerizo-Vílchez, M. Á. In vitro Digestion of Emulsions in a Single Droplet via Multi Subphase Exchange of Simulated Gastrointestinal Fluids. J. Vis. Exp. (189), e64158, doi:10.3791/64158 (2022).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter