玉米醇溶蛋白与亲水胶体共稳定Pickering乳液的界面特性与稳定性机制研究：电荷分布、乳化能力及流变性能的协同作用

本研究针对玉米醇溶蛋白纳米颗粒(ZNP)单独稳定Pickering乳液时存在的环境敏感性缺陷，系统评估了黄原胶(XG)、阿拉伯胶(GA)和瓜尔胶(GG)三种电荷特性不同的亲水胶体与ZNP的协同稳定机制。通过ζ电位、FTIR和CLSM等技术证实XG通过静电相互作用形成最稳定界面(粒径15.5μm，ζ电位-65.5mV)，GA通过两亲吸附实现中等稳定，GG则依赖空间位阻作用。该研究为食品和医药领域设计环境稳定的Pickering乳液提供了理论依据。

　　

在现代食品和医药领域，乳液系统作为活性成分递送载体发挥着关键作用。传统乳液依赖合成表面活性剂稳定，存在安全性和环境耐受性差的缺陷。Pickering乳液利用固体颗粒稳定界面，其中玉米醇溶蛋白(Zein)纳米颗粒(ZNP)因其两亲性和生物相容性备受关注。然而，单一ZNP稳定的乳液在生理条件下溶解性差，面对pH波动、离子强度和温度变化时稳定性不足。虽然已有研究探索单一多糖-蛋白体系，但不同电荷特性的亲水胶体与ZNP协同稳定乳液的界面行为和功能影响仍不清楚。

为攻克这一难题，研究人员开展了一项创新性研究，系统比较了带强负电的黄原胶(XG)、弱负电的阿拉伯胶(GA)和非离子型的瓜尔胶(GG)与ZNP的协同稳定机制。该研究发表在《Food Research International》期刊，通过多尺度表征揭示了电荷分布对乳液性能的调控规律。

研究采用反溶剂沉淀法制备ZNP，通过高速剪切乳化构建层状结构乳液。主要技术包括：动态光散射测定粒径和ζ电位，傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析分子相互作用，共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)和扫描电镜(SEM)观察界面形貌，流变仪评估粘弹性，多重光散射分析储存稳定性，并系统考察了pH(2-11)、离子强度(0-500mM)和温度(20-80°C)等环境应激的影响。

在ZNP-亲水胶体复合物表征部分，ζ电位分析显示XG使体系电位降至-65.5mV，GA中等调节至-28mV，GG则保持近中性。FTIR证实XG通过静电作用和氢键稳定界面，GA通过两亲吸附和弱静电作用，GG主要依赖空间位阻。SEM观察发现XG形成最致密的界面层，GG界面存在明显空隙。

乳液功能性能研究表明，XG稳定乳液呈现最优的流变特性，储能模量(G′)显著高于损耗模量(G″)，形成弹性凝胶网络。在10:4(ZNP:亲水胶体)配比下，XG乳液粒径最小(15.5μm)，界面蛋白浓度(Γ)达66.7mg/m²，吸附蛋白比例(A_p)达82%。储存7天后，XG乳液的Turbiscan稳定性指数(TSI)最低(4.71)，表现出卓越的长期稳定性。

环境应激测试结果凸显电荷特性的关键作用：在pH2-11范围内，XG乳液始终保持最小粒径变化(16.4-30.2μm)；高离子强度(500mM)下，XG乳液粒径增幅(24.4→45.1μm)显著小于GG体系(46.5→66.6μm)；80°C热处理后，XG乳液TSI仅1.8，而GG体系达2.0，显示XG优异的耐热性。

研究结论部分强调，XG通过强静电相互作用构建稳固界面，GA依靠两亲性和中等电荷实现平衡稳定，GG则通过空间位阻和粘度增强发挥作用。该研究首次系统比较了不同电荷特性亲水胶体与ZNP的协同机制，建立了"电荷密度-界面结构-功能性能"的构效关系模型，为设计食品和医药用Pickering乳液提供了理论指导和技术方案。特别是XG稳定的乳液展现出的环境鲁棒性，在功能性食品开发和药物递送系统设计中具有重要应用前景。