藻蓝蛋白与奇亚籽胶双生物聚合物协同稳定水包油乳液的界面流变学机制及应用研究

本研究针对微藻油中维生素D/E和omega-3脂肪酸的稳定性难题，创新性地采用藻蓝蛋白(PC)与奇亚籽胶(CM)双生物聚合物体系稳定乳液。通过界面剪切流变学发现PC形成粘弹性界面膜而CM快速稳定界面，混合体系(50:50)实现1.5-4.4 μm可控液滴尺寸，CM显著提升粘度(k=0.174 Pa·sn ,n=0.37)并抑制分层达14天，为功能性食品/药妆品开发提供新策略。

　　

微藻油富含维生素D、E和omega-3多不饱和脂肪酸(LC-PUFAs)，对女性激素周期关键阶段的骨骼、心血管和认知健康具有重要作用。然而这些活性成分易受氧化影响，导致生物利用度和稳定性下降。传统乳液稳定剂多采用单一蛋白质或多糖，难以兼顾界面稳定性和连续相粘度调控。藻蓝蛋白(Phycocyanin, PC)作为螺旋藻提取的藻胆蛋白具有乳化性和抗氧化活性，而奇亚籽胶(Chia mucilage, CM)作为多糖可形成粘弹性网络，但二者协同机制尚不明确。

塞维利亚大学研究人员在《Journal of Industrial and Engineering Chemistry》发表研究，首次系统评估PC-CM(50:50)混合体系对Schizochytrium sp.微藻油乳液的稳定作用。采用转子-定子高速剪切与超声联用技术制备乳液，通过界面剪切流变学、动态光散射和流变分析揭示：PC主导界面形成但受CM空间位阻延缓，单独PC乳液液滴最小(1.5 μm)而CM乳液最大(4.4 μm)，混合体系呈中间尺寸(2.4 μm)。CM使体系呈现显著弹性(G'>G'')且粘度提升4倍(k=0.174 vs 0.043 Pa·sⁿ
)，PC则主导粘性响应(n=0.69)。稳定性测试显示CM可抑制乳析达14天。

关键方法

1. 界面流变学分析PC/CM吸附动力学
2. 高剪切-超声联用制备乳液
3. 激光衍射测定液滴尺寸分布
4. 振荡剪切测试粘弹性模量
5. 加速稳定性实验

结果与讨论
Abstract
研究发现PC随时间形成粘弹性界面膜，CM则快速吸附但模量较低。混合体系中PC主导界面但成膜延迟，液滴尺寸呈梯度分布(1.5-4.4 μm)。CM显著提升粘度并赋予弹性行为，而PC体系呈粘性主导。

Introduction
强调PC(蛋白)与CM(多糖)的互补性：PC通过降低界面张力稳定乳液，CM通过连续相增粘抑制液滴迁移。指出传统单一稳定剂研究的局限性，提出需阐明二者在高级加工条件下的相互作用。

Results and discussion
小振幅振荡剪切(SAOS)显示G'与G''存在瞬态演变，500秒后G'占优。CM使损耗角正切(tanδ)降至0.3，表明弹性增强。PC单独稳定时n=0.69反映粘性流动，CM则使n降至0.37呈现剪切稀化。

Conclusions
证实PC-CM协同作用：PC优化液滴尺寸而CM增强连续相流变特性。混合体系平衡了短期界面稳定与长期抗分层能力，为设计负载LC-PUFAs的纳米乳胶(nanoemulgels)提供新思路。

该研究首次阐明PC-CM在油水界面的竞争吸附机制与协同稳定规律，为开发兼具营养功能和货架稳定性的递送系统奠定理论基础。特别是通过调控生物聚合物比例可实现液滴尺寸与流变特性的精确控制，这对功能性食品、营养补充剂和药妆品开发具有重要指导价值。