高稳定性豌豆蛋白基维生素D3乳液凝胶3D打印递送系统的开发与优化及其在吞咽障碍营养干预中的应用研究

本研究创新性地开发了一种基于豌豆蛋白（PP）的高稳定性乳液凝胶系统，通过优化油相比例（80%）和添加海藻酸钙（CA）实现卓越的3D打印精度（88.34%）和维生素D3保留率（86.35%）。其质地特性符合国际吞咽障碍饮食标准（IDDSI）4-5级，为吞咽障碍患者提供了兼具营养强化与吞咽安全性的个性化解决方案。

　　

Main experimental materials

豌豆蛋白（PP）的组成包括蛋白质（85%）、碳水化合物（8–12%，含豌豆淀粉与膳食纤维）、水分（2–4%）、灰分（1–2%，主要为钾/镁/磷等矿物质）及微量脂质（<1%）。实验采购自烟台双塔食品有限公司，海藻酸钙（CA）购自山东福生舜誉生物科技有限公司，维生素D₃粉末（食品级FG）及大豆油（食品级）均来自市售渠道。

Analysis of emulsion flow properties and stability

乳液的流动性反映其内部分子运动状态。高流动性会加速分子扩散，不利于后续凝胶形成。图1A显示不同油相比率乳液的流动效果：非最优比率（70%与85%）的乳液流动性显著高于75%与80%油相组，表现为更广的流动范围和更快的流速。

Conclusion

本研究成功开发并表征了一种新型豌豆蛋白基乳液凝胶系统，其在维生素D₃高稳定性和吞咽障碍定向3D打印应用中均表现卓越。系统性研究表明，80%油相比率可制备出最小液滴尺寸（D[4,3]＝19.55μm）、零分层指数和优异乳化特性（EAI＝6.95m²/g；ESI＝445.25min）的基础乳液。添加1.0%海藻酸钙（CA）后，体系呈现理想的剪切稀化行为与机械强度，打印精度达88.34%且形状保持性优异。3D打印凝胶维生素D₃保留率高达86.35%，质地参数（硬度：191.56g；咀嚼性：13.15N·s）符合IDDSI 4–5级标准，保障吞咽安全。机制分析表明PP与CA间的离子交联形成稳定三维网络，有效保护维生素D₃并抑制液滴 coalescence。本研究为构建面向吞咽障碍个性化营养的植物蛋白递送系统提供了可行策略。