蛋白质微凝胶稳定水包水乳液自发形成蛋白微胶囊及其应用研究

本研究针对水包水(W/W)乳液稳定性差的问题，创新性地利用蛋白质微凝胶(CMG/WMG)在PEO/DEX界面的自发交联现象，实现了无需酶促反应的快速微胶囊(MC)制备。通过调控pH、盐浓度及添加微量napin蛋白，成功获得尺寸可调(微米至数十微米)、耐受稀释和洗涤的稳定MC，为靶向递送和控释系统提供了绿色高效的解决方案。

　　

在生物材料领域，开发高效、环保的微胶囊制备技术始终是研究热点。传统油包水(O/W)乳液法制备蛋白质微胶囊(MC)需后续除油步骤，而酶促交联过程耗时长达20小时，严重制约应用效率。更棘手的是，水包水(W/W)乳液虽避免有机溶剂，但其热力学不稳定性导致液滴易聚结，亟需新型稳定策略。

法国研究人员在《Journal of Colloid and Interface Science》发表突破性成果，首次利用蛋白质微凝胶在PEO/DEX界面的自发冷凝胶化现象，实现MC的快速制备。团队采用激光共聚焦显微镜(CLSM)动态监测、调控相体积分数和蛋白浓度，发现油菜籽蛋白(CMG)在pH 7-9区间可自发交联形成稳定MC，而乳清蛋白(WMG)需添加微量阳离子napin以削弱静电排斥。该技术将MC制备时间从20小时缩短至即时完成，且产物耐受0.1 M NaCl和宽pH范围(4-9)。

关键技术包括：1) 热诱导制备CMG/WMG微凝胶；2) PEO/DEX双水相体系构建；3) CLSM实时尺寸分析；4) 动态光散射表征微凝胶聚集态。

【Microcapsule formation with cruciferin】
研究发现，0.8 wt%油菜籽蛋白溶液在pH 7-9加热形成的CMG(直径0.4 μm)能高效吸附于W/W界面。通过ΔG = ?πR²
γ_AB
(1?|cosθ|)²
理论计算证实，界面吸附能降低系统自由能。CLSM显示，调节分散相体积分数(5%-20%)可使MC尺寸从数微米增至数十微米。

【结论与意义】
该研究开创性地将冷凝胶化机制应用于W/W乳液稳定化：1) 揭示CMG通过氢键和疏水作用自发交联的分子机制；2) 提出napin调控WMG静电势垒的新策略；3) 建立无需交联剂的MC绿色制备标准。相比传统O/W法，该方法省去除油步骤且效率提升百倍，为食品医药领域载体制备提供全新范式。作者团队特别指出，该方法可延伸至其他植物蛋白体系，但需针对不同蛋白的等电点(pI)优化工艺参数。诺和诺德基金会资助项目(NNF21OC0065495)的这项成果，标志着生物界面工程领域的重要突破。