湿法搅拌介质研磨制备玉米淀粉纳米颗粒的结构表征及其在油水界面的界面活性研究

本研究针对传统化学水解法获取淀粉纳米颗粒的局限性，采用湿法搅拌介质研磨(WSMM)技术，结合不同浓度十二烷基硫酸钠(SDS)作为稳定剂，成功制备出具有优异界面活性的玉米淀粉纳米颗粒。通过X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)证实研磨导致结晶度降低，形成的淀粉-SDS复合物显著提升了颗粒润湿性、再分散性和Pickering乳液的短期稳定性，为开发无溶剂多糖基纳米颗粒提供了新思路。

　　

论文解读

在食品工业和营养科学领域，淀粉作为重要的多糖类物质，其纳米颗粒因具有独特的界面稳定性能而备受关注。传统制备淀粉纳米颗粒的酸水解法存在腐蚀性强、耗时长等问题，而物理法中的湿法搅拌介质研磨(WSMM)技术因其高效、低污染的特点成为潜在替代方案。然而，该技术对淀粉结构的影响机制及其在Pickering乳液中的应用效果尚不明确。阿根廷科尔多瓦国立大学等机构的研究团队在《International Journal of Biological Macromolecules》发表的研究，系统揭示了WSMM工艺参数与淀粉纳米颗粒性能的构效关系。

研究采用WSMM技术处理初始粒径14.08±0.08 μm的玉米淀粉，通过动态光散射(DLS)监测颗粒尺寸变化，结合XRD和FTIR分析结晶结构，并利用界面流变仪测定油水(O/W)界面行为。重点考察了不同SDS浓度(0-1% w/v)对纳米颗粒稳定性和乳液性能的影响。

表征母体玉米淀粉纳米悬浮液
研究发现添加1% SDS的样品研磨后悬浮液稳定性最佳，储存1个月后粒径仅增至289 nm。XRD显示研磨使结晶度从天然淀粉的15.8%降至9.3%，FTIR证实形成了具有两亲特性的直链淀粉-SDS复合物，这解释了颗粒润湿性提升和界面吸附能力增强的现象。

Pickering乳液的物理稳定性
以富含α-亚麻酸的奇亚籽油为分散相制备的乳液，1% SDS组液滴粒径在1个月内稳定在292 nm。界面扩张流变测试表明，淀粉-SDS复合物在界面形成高弹性膜，弹性模量达35 mN/m，显著抑制了奥斯特瓦尔德熟化(Ostwald ripening)。

体外消化行为
模拟胃肠消化实验显示，纳米颗粒稳定的乳液能延缓脂质水解，游离脂肪酸释放率比传统乳液降低28%，表明其具有调控脂肪摄入的应用潜力。

结论与意义
该研究首次阐明了WSMM过程中机械力化学作用与SDS协同调控淀粉纳米结构的作用机制：1）微流体动力学模型优化的研磨强度因子F有效破碎淀粉颗粒；2）形成的直链淀粉-SDS复合物赋予颗粒优异的两亲性；3）低结晶度结构增强了界面吸附能力。这些发现为开发无溶剂、绿色高效的淀粉纳米颗粒制备工艺提供了理论依据，对功能性脂质递送系统的设计具有重要指导价值。研究团队指出，未来将进一步探究该技术在其他多糖纳米颗粒制备中的普适性，并评估乳液的长期氧化稳定性。