南极磷虾水溶性蛋白复合物构建的高内相Pickering乳液：3D打印应用与虾青素稳态递送研究

为解决传统乳化剂安全性与功能性不足的问题，大连工业大学张雪迪团队创新性利用南极磷虾水溶性蛋白复合物(WPAK)构建高内相Pickering乳液(HIPPE80 )。研究发现该乳液具有7?μm的均匀粒径，经离心、盐离子处理和长期储存后仍保持优异稳定性，并能高效负载虾青素(AXT)增强光热稳定性。通过流变学评价证实其弹性固体特性适用于3D打印，为海洋蛋白资源的高值化利用提供了新思路。

　　

在追求健康食品的时代浪潮中，南极磷虾这种富含优质蛋白的海洋生物正成为研究热点。其蛋白质不仅氨基酸组成优于牛奶和牛肉，更蕴含多种生物活性物质。然而，如何突破传统加工技术的局限，实现这类海洋蛋白资源的高值化利用，始终是食品科学领域的重大挑战。与此同时，具有"抗氧化之王"美誉的虾青素(AXT)虽功效显著，却因光热敏感性难以在食品中直接应用。这两个看似独立的问题，在大连工业大学的研究团队手中碰撞出了创新的火花。

研究人员敏锐注意到，高内相Pickering乳液(HIPPE)这种内相体积分数超过74%的特殊乳化体系，既能减少传统表面活性剂的使用，又能通过固体颗粒稳定水油界面，在3D打印和功能因子控释领域展现出巨大潜力。但现有HIPPE构建多采用植物蛋白或哺乳动物蛋白，对海洋蛋白特别是南极磷虾蛋白的乳化行为研究几乎空白。为此，该团队开创性地将南极磷虾水溶性蛋白复合物(WPAK)应用于HIPPE构建，相关成果发表在《Food Research International》。

研究采用高速剪切水提法制备WPAK，通过离心稳定性测试、盐离子耐受实验和体外胃肠消化模拟评估乳液性能。利用激光共聚焦显微镜观察微观结构，流变仪测定机械性能，并结合FTIR分析蛋白结构特征。特别选用中链甘油三酯(MCT)作为油相，以尼罗红/尼罗蓝双染色法追踪乳液行为。

化学结构分析
WPAK冻干粉蛋白含量达15.85%，zeta电位为-10.95?mV。FTIR显示其具有典型蛋白二级结构特征峰，包括酰胺I带(1645?cm^-1
)和II带(1542?cm^-1
)，证实其具备两亲性聚合物特性。

乳液特性研究
构建的HIPPE₈₀
粒径均匀(7?μm)，离心后未出现分层。在5% NaCl溶液中静置7天后仍保持结构完整，优于多数植物蛋白乳液。体外胃消化时因WPAK电负性产生聚集行为，但肠消化后重新分散，显示智能响应特性。

AXT负载性能
AXT包封率达82.6%，紫外照射6小时后保留率比游离AXT提高2.3倍。流变测试显示储能模量(G')始终高于损耗模量(G")，触变恢复率达91%，满足3D打印的挤出性和形状保持需求。

3D打印应用
AXT-HIPPE₈₀
成功打印出复杂三维结构，在25°C放置2小时后形变率仅4.8%。微观结构显示打印后乳液滴仍保持紧密排列，证实WPAK构建的三维网络具有机械稳定性。

该研究首次证实南极磷虾蛋白可作为绿色乳化剂构建HIPPE，突破性地将海洋蛋白应用拓展至3D打印食品领域。其提出的"蛋白结构自适应界面吸附"机制为设计智能递送系统提供新思路，而开发的AXT保护技术则解决了功能性成分加工不稳定的行业难题。这些发现不仅推动南极磷虾资源从初级加工向高附加值产品升级，更为未来个性化营养食品的精准制造提供了关键技术支撑。