羧甲基植物糖原/ε-聚赖氨酸复合物的结构表征与高物理稳定性的抗菌潜力研究

本研究针对传统Pickering高内相乳液(HIPEs)依赖静电相互作用导致的环境敏感性问题，创新性地利用同带负电荷的辛烯基琥珀酸酐修饰β-环糊精(OCD1)与紫胶纳米颗粒(SH)构建OCDS复合物。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和分子对接证实其通过主客体包合及多重非共价相互作用形成稳定结构，所制备的HIPEs在50°C以下保持热稳定性，酸性条件(pH 3)和适度离子强度(200-300 mM NaCl)下展现更优3D打印精度，为食品级个性化制造提供了新策略。

　　

在食品工业个性化制造浪潮中，3D打印技术正掀起一场革命。然而传统高内相乳液(HIPEs)稳定剂面临严峻挑战——依赖正负电荷吸引的静电组装策略，在复杂食品环境中极易因pH或离子强度变化而解体。更棘手的是，食品法规严格限制化学修饰程度（如辛烯基琥珀酸酐OSA添加量需<3%），这使得开发环境耐受性强、符合安全标准的食品级稳定剂成为行业痛点。

华南理工大学的研究团队独辟蹊径，选择两个"不可能组合"的同带负电材料——OSA修饰β-环糊精(OCD1)与紫胶纳米颗粒(SH)，通过创新性的非静电相互作用机制，成功构建出物理稳定性卓越的OCDS复合物。这项发表在《Food Hydrocolloids》的研究，揭示了多重分子作用力协同稳定的新范式。

研究团队运用傅里叶变换红外光谱追踪分子指纹区变化，结合X射线衍射分析晶体结构转变，通过分子对接模拟预测相互作用位点。界面张力仪定量表征乳化活性，流变仪系统测定温度/剪切速率依赖性，并采用挤压式3D打印机评估成型精度。

FTIR与XRD表征
光谱分析显示OCDS复合物中紫胶特征峰(2865 cm^-1的-CH₂伸缩振动)强度与SH添加量正相关，证实其完整掺入。XRD图谱中OCD1的20.3°特征峰消失，出现新的宽弥散峰，表明非晶态复合物形成。

流变学特性
当SH占比达40%时，HIPEs储能模量(G')提升3.8倍，归因于界面交联网络增强。温度扫描显示50°C前模量保持稳定，超越60°C后因紫胶熔融导致结构坍塌。

环境响应性
酸性环境(pH 3)下乳液滴径最小(18.6±1.2 μm)，中性条件(pH 7)增大至31.4±3.8 μm。200-300 mM NaCl浓度区间形成最致密网络，归功于静电屏蔽促进疏水作用主导。

3D打印性能
优化配方打印的蜂巢结构在4°C储存7天后形变率<5%，显著优于传统静电稳定乳液(>15%)。打印线条分辨率达0.4 mm，满足食品精细造型需求。

这项研究突破了"异性相吸"的传统认知，证明同电荷组分通过精细调控疏水作用、氢键和静电排斥的平衡，同样能构建超稳定食品胶体体系。所开发的OCDS复合物不仅规避了蛋白质基稳定剂的过敏风险，其pH响应特性更可拓展至肠道靶向递送系统。该成果为特殊医学用途食品、功能性成分包埋及个性化营养制品开发提供了全新材料工具箱，标志着食品胶体科学向智能设计迈出关键一步。