超声处理椰渣纤维素稳定高内相乳液的界面行为驱动机制及β-胡萝卜素递送研究

《Innovative Food Science & Emerging Technologies》：High internal phase emulsions stabilized by ultrasonicated coconut pomace cellulose: Interfacial behavior-driven stability and β-carotene delivery

本研究创新性地利用超声改性椰渣纤维素（UCPC）作为天然Pickering稳定剂，成功构建了高内相乳液（HIPEs）体系，揭示了其通过界面吸附弹性增强和空间位阻效应提升物理稳定性的机制，并证实其在脂溶性营养素（如β-胡萝卜素）递送中的调控潜力。

　　

Materials

椰子内果渣（椰渣）由海南椰子集团（中国海南）提供。中链甘油三酯（MCT）购自广州盛通贸易有限公司。中性蛋白酶（≥200 kU/g）、β-葡萄糖苷酶（≥100 kU/g）和α-淀粉酶（≥4000 U/g）由索莱宝科技有限公司供应。除特殊说明外，所有化学品均为分析纯。

Preparation of coconut pomace cellulose

椰渣纤维素（CPC）的制备参照先前报道的方法（略）。

FT-IR analysis

傅里叶变换红外光谱（FT-IR）分析表明，UCPC具有显著的分子柔性。与未处理的CPC相比，超声处理使O–H伸缩振动峰向3430 cm^?1移动且强度降低（图1a），UCPC在分子内（3375–3455 cm^?1）和分子间（3310–3200 cm^?1）氢键信号均显著减弱（Zhang et al., 2020）。这种氢键的广泛破坏，尤其是分子内作用力的减弱，通常赋予纤维素更高的界面适应性。

Conclusions

本研究系统评估了不同浓度UCPC稳定的HIPEs的乳液稳定性、界面吸附行为及β-胡萝卜素递送性能。结果表明，UCPC浓度显著影响界面吸附和黏弹性，较高浓度（3.0 %）可形成更致密的界面层并提升乳液完整性。微观流变学分析揭示UCPC与油滴动态相互作用，通过空间位阻和凝胶网络增强稳定性。封装β-胡萝卜素的HIPEs表现出优异的热稳定性和冻融稳定性。体外肠消化表明，UCPC浓度依赖性地抑制脂质消化（FFA释放从62.5 %降至41.4 %）和β-胡萝卜素生物可及性（从31.2 %降至23.3 %），但仍显著优于纯油体系。UCPC通过界面和流变学机制有效调控亲脂性营养素递送，为功能性乳液体系设计提供了新策略。