基于茯苓残渣β-葡聚糖物理交联的凝胶微球制备及其粉末特性研究

本研究针对传统β-葡聚糖微球制备中组分复杂、化学修饰毒性等问题，以茯苓残渣提取的高纯度β-葡聚糖（PCPA）为原料，通过乳化法氢键物理交联构建粒径8-26 μm的凝胶微球（PCPA-MS）。研究优化了制备条件（1 mol/L HCl，10 mg/mL PCPA等），所得微球具有优异稳定性、吸水性/吸油性及黏附性能，为食品、化妆品及医药领域提供了绿色经济的微球构建方案。

　　

在生物医学领域，多糖基凝胶微球因其优异的生物相容性和可降解性备受关注。β-葡聚糖作为一种具有抗肿瘤和免疫调节活性的生物活性多糖，在微球制备中展现出巨大潜力。然而，现有β-葡聚糖微球通常面临组分复杂、制备工艺繁琐或需要有毒化学修饰等问题。与此同时，中药茯苓（Poria cocos）在传统中医中广泛应用，其残渣中含有高达70%-90%的多糖，但这一宝贵资源长期被忽视。如何实现茯苓残渣的高值化利用，同时开发绿色经济的β-葡聚糖微球制备方法，成为研究者亟待解决的问题。

针对这一挑战，来自中国的研究团队在《Carbohydrate Research》发表了一项创新研究。他们从茯苓残渣中提取出水不溶性β-葡聚糖（PCPA，得率59%），通过乳化法利用氢键物理交联成功构建了纯PCPA组成的凝胶微球（PCPA-MS）。研究采用单因素实验优化了盐酸浓度、PCPA浓度、乳化剂比例等关键参数，并通过扫描电镜、流变学测试等技术系统评价了微球的理化性质。

材料与试剂
研究使用碱提法从茯苓菌核残渣中提取PCPA（纯度98.8%），主要试剂包括Span85、Tween85等乳化剂，以异辛烷为油相构建W/O乳液体系。

微球构建影响因素
通过系统优化发现：1 mol/L盐酸可有效促进PCPA分子链展开；10 mg/mL PCPA浓度平衡了黏度与交联密度；Span85:PCPA=1:5（m/v）的乳化剂比例能形成稳定乳液；500 rpm搅拌速度确保粒径均匀（8-26 μm）。电镜显示微球呈多孔结构，比表面积显著增加。

粉末特性分析
PCPA-MS展现出优异的性能：

• 稳定性：室温储存30天粒径无显著变化
• 吸水性（4.8 g/g）和吸油性（3.2 g/g）优于市售滑石粉
• 黏附率（92.5%）和遮盖力（89.7%）满足化妆品应用需求

结论与意义
该研究首次实现了纯β-葡聚糖微球的绿色制备，其创新性体现在：

1. 资源循环：将茯苓残渣多糖得率从传统水提法的1.38%提升至59%
2. 工艺革新：仅依赖氢键物理交联，避免化学交联剂使用
3. 性能优势：微球兼具生物活性与优良粉末特性

这项工作为中药废弃物高值化利用提供了示范，所开发的PCPA-MS在功能性食品、缓释给药系统和医用敷料等领域具有广阔应用前景。研究团队Yicun Ao和Cheng Hu等人强调，该方法符合绿色化学原则，为多糖基微球的工业化生产提供了新思路。