编辑推荐：
为解决紫玉米芯花青素稳定性差的问题，研究人员开展了紫玉米芯富含花青素提取物（ARE）的封装研究。结果表明，Zein/Gum Arabic（Z/GA）基质能提升封装效率、改善颗粒性质和热稳定性。该研究为开发抗氧化食品提供了新途径。
在健康与美食的紧密联系中，抗氧化物质一直备受关注。人类健康依赖于自由基产生和抗氧化防御的微妙平衡，氧化应激会打破这一平衡，危害健康。而花青素和其他多酚类物质作为强大的抗氧化剂，能有效缓解氧化应激，具有多种生物活性，比如降血脂、抑菌、化学保护、抗癌和抗炎等。它们不仅抗氧化效率可与合成抗氧化剂媲美，还能增强抗氧化酶活性，同时作为天然色素，在食品添加剂领域极具价值。
以往获取花青素主要依赖传统水果和蔬菜，但随着可持续发展理念的兴起，人们开始将目光投向农业副产品。紫玉米芯，这种曾被视为废弃物的材料，如今却被发现是宝贵的花青素来源。然而，紫玉米芯提取物中的花青素和多酚类物质面临诸多挑战。其稳定性受 pH 值影响很大，不同的 pH 环境会使多酚和花青素形成不稳定的离子形式。而且，它们对光和温度极为敏感，这些外部因素会加速其降解，这极大限制了紫玉米芯花青素在食品领域的广泛应用。
为了突破这些困境，来自国外的研究人员开展了一项极具意义的研究，相关成果发表在《Food Hydrocolloids for Health》上。研究人员旨在探究 pH 值和 Zein/Gum Arabic（Z/GA）比例对紫玉米芯富含花青素提取物（ARE）封装效果的影响，评估 GA 对封装效率、颗粒特性和稳定性的作用，分析提取物成分、Z 和 GA 之间的相互作用，以及考察封装产物中花青素的热抗性和抗氧化活性。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先，通过超声辅助固液萃取法从紫玉米芯粉中获取 ARE。然后，运用 Folin - Ciocalteu 法和特定公式分别测定总多酚（TP）和总花青素（TA）含量，并借助 UV - Vis 光谱分析花青素的相关特性。在纳米颗粒制备方面，使用抗溶剂沉淀法将 ARE 封装到 Zein（ARE - Z）和 Zein/Gum Arabic（ARE - Z/GA）基质中。此外，还利用多种仪器分析手段，如 Zetasizer Nano ZS 仪器测定颗粒大小、多分散指数（PDI）和 ζ - 电位，傅里叶变换红外光谱（FT - IR）分析结构，扫描电子显微镜（SEM）观察微观结构，热重分析（TGA）研究热性能，以及通过热稳定性测试评估花青素和抗氧化活性在不同温度下的变化。
在研究结果部分：
- ARE 特性：研究发现，花青素的结构和电荷受 pH 值影响，在不同 pH 条件下呈现不同颜色和离子形式，紫玉米芯 ARE 的表观 pKa 为 3.35。同时，该研究测定出 ARE 中 TA 和 TP 含量分别为 17.58±0.29 mg eq. of C3G/g d.m. 和 48.77±1.63 mg GAE/g d.m. 。
- 封装效率的影响因素：Z 浓度对 ARE 中 TA 和 TP 的封装效率（% EE）影响显著。在不同 pH 值下，% EE 与 Z 浓度的关系各异，在 pH 6 时，花青素和多酚的 % EE 达到峰值，最终确定 7.5 mg/mL 的 Z 浓度适合封装紫玉米芯 ARE。添加 GA 对 % AEE 和 % PEE 影响明显，在不同 pH 值下，由于分子间电荷变化和相互作用不同，% AEE 和 % PEE 呈现不同变化趋势，在 pH 2 时，随着 GA 浓度增加，% AEE 显著提高。
- 颗粒特性：GA 对颗粒大小和 PDI 影响因 pH 值而异。在 pH 3 - 5 时，添加 GA 可改善颗粒大小分布，降低 PDI；但在 pH 2 和 6 时，PDI 会增加。Z/GA 粒子在 pH 2 - 5 时比 Z 粒子小，在 pH 6 时则相反。ζ - 电位方面，Z 粒子在 pH 2 和 3 时带正电，在 pH 3.2 左右电荷转变为负。添加 GA 使 Z/GA 和 ARE - Z/GA 粒子带负电，且即使 ζ - 电位较低，也能防止粒子沉淀。
- 抗氧化活性：紫玉米芯提取物的 DPPH 自由基清除活性比丁基羟基甲苯（BHT）高。随着 pH 值升高，ARE 的抗氧化能力显著增强，Z 粒子抗氧化活性较低且受 pH 值影响较小，在 pH 2 时，较高的 GA 比例能增强 ARE - Z/GA 粒子的抗氧化能力，且在较低 pH（2 - 4）下，ARE - Z/GA 1:2 粒子的抗氧化活性最高。
- 纳米颗粒表征：SEM 图像显示，不同 pH 值下制备的 ARE - Z/GA 纳米颗粒形态和大小不同，pH 值会影响颗粒生长和聚集。FTIR 光谱分析表明，GA 的存在会改变 Z 的特征峰，反映出分子间的相互作用。TGA 分析显示，ARE - Z/GA 在热降解过程中的重量损失比 ARE 和纯 Z、GA 都低，表明其热稳定性更好。
- 热动力学降解：热稳定性测试表明，ARE - Z/GA 中花青素的热抗性显著增强，在 80°C 和 180°C 下，其降解速率常数均显著低于 ARE，半衰期延长。pH 值对花青素降解影响显著，在不同温度下呈现不同趋势。封装后，抗氧化能力在 80°C 时更稳定，在 180°C 时，不同 pH 值下的变化趋势与未封装时不同，且较高的 GA 含量能降低分解速率。
研究结论和讨论部分指出，Z/GA 基质对 ARE 的封装效果显著，在 Z/GA 比例为 1:1 时效果最佳。GA 在酸性 pH 条件下对提高 % AEE 作用显著，还能改善 ARE - Z/GA 纳米颗粒的大小和分布，增强其稳定性。封装在 Z/GA 基质中的花青素热稳定性大幅提升，在 80°C 酸性条件下，半衰期延长至原来的三倍，有效减少了在高温处理过程中的降解，同时保留了抗氧化活性。该研究为开发热稳定、富含抗氧化剂的食品提供了有效方法，不过研究存在一定局限性，如依赖实验室条件，对长期稳定性和与食品基质的相互作用评估有限，未来还需在可扩展性、成本效益和与商业食品系统的兼容性等方面进一步研究。
