微流控技术精准构建食品级Pickering乳液滴与微球及其功能特性研究

【编辑推荐】针对传统方法制备的乳液滴与微球单分散性差、尺寸分布宽等问题，研究人员采用微流控技术构建食品级Pickering乳液滴（CV<4.5%）和藻酸钠（SA）交联微球（|ACR-1|<0.035），实现高均匀性与可控性，为功能性食品精准递送系统提供新策略。

　　

在食品科学与营养领域，乳液滴和微球作为生物活性成分的载体，其尺寸均一性和结构稳定性直接决定功能发挥。然而，传统高剪切乳化或膜乳化技术存在单分散性差、包封率低等瓶颈，制约了精准营养递送系统的开发。针对这一挑战，中国某高校研究团队在《Food Chemistry》发表论文，通过微流控技术实现了食品级Pickering乳液滴与微球的可控制备，为功能性食品设计提供了新思路。

研究采用微流控芯片技术，以纤维素纳米晶（CNC）和乳清蛋白纤维（WPIF）作为Pickering稳定剂，结合藻酸钠（SA）-Ca²⁺
交联体系，系统考察了液滴形成频率（410-860滴/分钟）、尺寸调控（25-150 μm）及微球机械性能。关键技术包括：1）透射电镜（TEM）表征纳米颗粒形貌；2）两相气压比调控液滴尺寸；3）流变仪测定微球弹性模量；4）图像分析评估球形度（ACR指标）。

【研究结果】

1. 形态控制：微流控生成的Pickering乳液滴尺寸变异系数（CV）低于4.5%，CNC稳定液滴平均直径达92.23±4.62 μm，显著优于传统方法。
2. 机械性能：SA-Ca²⁺
   交联微球兼具抗变形硬度（弹性模量>10 kPa）与弹性支撑特性，球形偏差|ACR-1|<0.035。
3. 稳定机制：刚性CNC通过界面吸附形成致密屏障，柔性WPIF则依赖纤维网络增强连续相稳定性，二者协同提升乳液长期稳定性。

【结论与意义】该研究首次将微流控技术应用于食品级Pickering系统的精准构建，突破传统技术难以兼顾尺寸均一性与结构功能的局限。所开发的CNC/WPIF-SA微球体系为维生素、益生菌等敏感成分的肠道靶向递送提供了新载体，其AI驱动的千通道芯片设计思路（引用Nisisako等专利）更预示工业化应用潜力。论文由Xiangying Wei等作者完成，获国家自然科学基金资助，为功能性食品的智能结构设计奠定理论基础。