纤维素纳米晶稳定姜黄素Pickering乳液的流变特性、物理稳定性及降解行为研究

本研究针对姜黄素(CUR)水溶性差、生物利用度低的问题，通过纤维素纳米晶(CNC)构建排斥型Pickering乳液(CUR-PEs)递送体系。系统探究了油相含量(5-20% v/v)、CNC浓度(1-2 wt%)和pH(2/7)对乳液物理稳定性、包封效率及流变行为的影响。结果表明：2 wt% CNC和20%油相在pH 7时CUR降解率最低(34.06%)，pH 2则导致98.9%降解；振幅扫描显示pH 7体系呈粘性主导(G″>G′)，pH 2呈现弹性特征(G′>G″)。该研究为优化Pickering乳液递送系统提供了重要参数依据。

　　

姜黄素作为姜黄根茎的主要活性成分，凭借其抗氧化、抗炎和抗癌等特性在医药领域备受关注。然而，这种明星分子却面临水溶性差、生物利用度低的困境——口服后因快速代谢和系统清除，其血药浓度往往难以达到治疗阈值。传统增溶策略如油水乳液虽有一定效果，但界面稳定性不足易导致活性成分泄漏。此时，由固体颗粒稳定的Pickering乳液(PEs)展现出独特优势：纤维素纳米晶(CNC)通过不可逆吸附在油水界面形成机械屏障，其表面负电荷还能产生静电排斥防止液滴聚并。然而现有研究多聚焦于包封率和释放行为，对决定产品加工性能和应用稳定性的流变学特性却鲜有探讨。

为此，来自伊朗的研究团队在《Journal of Molecular Liquids》发表研究，首次系统考察了CNC浓度(1/2 wt%)、油相体积分数(5/10/20% v/v)和pH(2/7)对姜黄素Pickering乳液(CUR-PEs)多维度特性的影响。通过动态光散射(DLS)、光学显微镜和流变仪等表征手段，发现pH 7条件下2 wt% CNC与20%油相组合的乳液不仅表现出最小粒径(631 nm)和最优包封率，其两周CUR保留率(65.94%)更是显著高于pH 2组(1.1%)。振幅扫描实验揭示pH 2体系因CNC聚集形成三维网络呈现弹性主导行为(G′>G″)，而pH 7体系则显示典型流体特征(G″>G′)。频率扫描进一步证实所有样品均具有剪切稀化和触变特性，其流动曲线最适配Carreau模型。

关键技术方法包括：通过硫酸水解棉纤维制备CNC，FTIR验证其结构完整性；动态光散射(DLS)测定乳液粒径分布；光学显微镜观察液滴形态；物理稳定性分析采用离心加速实验；使用旋转流变仪进行振幅扫描(0.01-1000%应变)和频率扫描(0.1-100 rad/s)测试流变特性；UV-Vis分光光度法测定CUR包封率和降解动力学。

【CNC characterizations】
傅里叶变换红外光谱(FTIR)显示CNC保留纤维素特征峰：3270 cm^-1处O-H伸缩振动和2899 cm^-1处C-H振动，证实酸水解未破坏其化学结构。

【Particle size, zeta potential, and optical microscopy analysis】
DLS数据显示pH 7时5%油相乳液粒径最小(610-631 nm)，20%油相则增至1225 nm；pH 2因静电屏蔽效应导致CNC聚集，粒径显著增大。显微镜观察证实低pH样品存在明显絮凝现象。

【Oscillatory shear measurements: amplitude-sweep】
应变扫描揭示关键流变学差异：pH 7体系G″始终高于G′，表现为粘性流体；而pH 2样品在1 wt% CNC时即出现G′>G″的弹性响应，2 wt% CNC更使线性黏弹区扩大10倍，表明形成更强网络结构。

【Conclusion】
该研究首次建立CNC-PEs流变特性与CUR稳定性的构效关系：高CNC负载(2 wt%)通过多层屏障作用延缓降解，低pH(2)虽增强机械强度却加速CUR分解。20%油相与中性pH组合实现最佳平衡，其34.06%降解率显著低于常规乳液体系。研究不仅为设计pH响应型递送系统提供新思路，更填补了Pickering乳液加工流变学数据库的空白，对化妆品、食品和医药领域的功能性乳液开发具有重要指导价值。