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中国农业科学院生物基材料绿色加工创新团队创建了壳聚糖-褐藻多酚共稳定Pickering制备关键技术并揭示形成机理

放大字体  缩小字体 发布日期:2023-07-31  来源:中国农业科学院农产品加工研究所
核心提示:本研究优化了逐层静电沉积技术制备壳聚糖与褐藻多酚共稳定Pickering乳液的工艺参数。与仅由壳聚糖稳定的Pickering乳液相比,壳聚糖与褐藻多酚共稳定Pickering乳液的稳定性显著提高;多酚的加入使界面层具有更强的双重润湿性和抗氧化活性,能够更好的保护被包封生物活性成分,防止生物活性成分被氧化降解。
  近年来,水土流失和气候变化等环境问题对人类的威胁日益加重。与陆生植物相比,不需要土地和淡水即可进行养殖的海洋褐藻被认为更具可持续性。中国是褐藻的最大生产国,然而,大多数褐藻仅仅作为食品直接食用或藻酸盐的提取来源,其精深加工和高值化利用是目前褐藻工业中亟需解决的问题。在未被广泛利用的生物质中,褐藻多酚是一种具有众多生物活性的天然物质,但较差的水溶性限制了其开发利用,然而这种性质可能有助于其作为Pickering乳液稳定剂。目前,对于褐藻多酚作为Pickering乳液稳定剂的研究在世界范围内仍为空白,亟需进一步探索。
 
  逐层静电沉积是一种常见的乳液制备方法,通常使用两种带有相反电荷的稳定剂沉积在乳液的油水界面上,形成稳定的液滴以封装生物活性成分。壳聚糖因其阳离子特性、成本效益、生物相容性和生物可降解性等优点成为最受瞩目的Pickering乳液稳定剂之一。天然多酚通常带负电荷,可以与带正电荷的壳聚糖形成复合物以稳定乳液。开发基于壳聚糖与褐藻多酚共稳定的Pickering乳液,并将其进一步应用于脂溶性生物活性成分递送系统,有助于拓宽其在营养保健品和功能性食品行业的用途。
 
  本研究优化了逐层静电沉积技术制备壳聚糖与褐藻多酚共稳定Pickering乳液的工艺参数。与仅由壳聚糖稳定的Pickering乳液相比,壳聚糖与褐藻多酚共稳定Pickering乳液的稳定性显著提高;多酚的加入使界面层具有更强的双重润湿性和抗氧化活性,能够更好的保护被包封生物活性成分,防止生物活性成分被氧化降解。此外,傅里叶变换红外光谱、ζ-电位、共聚焦激光扫描显微镜、扫描电子显微镜、原子力显微镜的结果表明,壳聚糖与褐藻多酚通过静电相互作用和氢键紧密结合,形成更加致密且稳定的界面层以抵抗不同外界环境因素的影响。
 
  该研究成果发表在化学领域国际顶级期刊《Carbohydrate Polymers》(JCR一区,TOP,IF=11.2)上,并被遴选为ESI高被引论文。中国农业科学院农产品加工研究所与爱尔兰都柏林大学2020级联合培养博士研究生孟维昊为论文第一作者,木泰华研究员、孙红男研究员和Marco Garcia-Vaquero教授为论文共同通讯作者。该研究得到了中国农业科学院科技创新工程(CAAS-ASTIP-202X-IFST)等项目的资助。
 
 
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