藻蓝蛋白微胶囊化工艺优化：材料配比、pH及交联剂浓度对稳定性和效率的提升研究

本文系统研究了羧甲基壳聚糖(CMCN)与乳清分离蛋白(WPI)复合包埋藻蓝蛋白(PC)的最佳工艺参数。通过优化材料配比(1:1)、pH值(5.5)和CaCl2交联剂浓度(0.6 mg/mL)，使封装效率达78.39%，显著提升了PC在食品化妆品应用中的热稳定性与光稳定性。研究为天然色素的高效包埋技术提供了重要理论依据和实践方案。

　　

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Materials

实验采用从小球藻提取的高纯度藻蓝蛋白(PC)(纯度99%，The Little Herbalist)、乳清分离蛋白(WPI)(纯度99%，分子量约20 kDa，PT. Chari Makmur Indonesia)和脱乙酰度94%的羧甲基壳聚糖(CMCN)(CV. ChiMultiguna)。使用蒸馏水(Tri Sigma)进行溶液配制，氯化钙(CaCl₂)(Merck)作为交联剂。

Effect of ratio, pH, and CaCl₂ concentration on encapsulation efficiency

封装效率(EE)是衡量包埋效果的关键指标，反映核心材料被包埋剂有效包裹的比例(de Souza et al., 2018)。首轮实验在固定pH 5.5和CaCl₂浓度0.6 mg/mL条件下，评估CMCN与WPI质量比(4:1至1:4)对EE的影响。当CMCN:WPI比例为1:1时获得最高EE值78.39%，此时两种聚合物通过静电相互作用形成最稳定的复合结构。pH实验显示，当pH接近WPI等电点(4.7-5.3)时，CMCN与WPI的电荷互补性最强，有利于形成致密包埋层。交联剂浓度优化表明，0.6 mg/mL CaCl₂能通过离子交联增强网络结构稳定性，过量则会导致颗粒聚集。

Conclusion

藻蓝蛋白经CMCN-WPI复合包埋后，其封装效率和稳定性均得到显著提升。在CMCN:WPI比例1:1、pH 5.5、CaCl₂浓度0.6 mg/mL的最优条件下，静电相互作用有效保持了藻蓝蛋白的色价和结构完整性。该包埋技术为拓展藻蓝蛋白在功能性食品和化妆品领域的应用提供了新策略。