综述：天然生物大分子基Janus材料的进展：制备、应用及在食品科学中的未来展望

这篇综述深入探讨了基于天然生物大分子（多糖、蛋白质、脂质）的Janus材料，其不对称结构和多功能性为食品科学领域带来广阔应用前景。文章系统总结了Pickering乳液、不对称酰化、一锅法原位（one-pot in situ）合成、微流控及静电纺丝/喷雾（electrospinning/electrospraying）等前沿制备技术，并重点分析了其在抗菌保鲜、食品增稠乳化（thickener/emulsifier）及生物活性物质精准递送中的应用。AI驱动的材料设计（AI-driven material design）被提议为未来优化创新的关键方向。

　　

Abstract

天然生物大分子基Janus材料凭借其独特的"两面神"结构（一侧亲水、一侧疏水）成为食品科学领域的研究热点。这类材料以多糖、蛋白质和脂质等天然成分为基底，通过精准设计实现多功能集成，既符合食品安全要求，又具备环境友好特性。

制备技术：从宏观到微观的精准调控

Pickering乳液法通过固体颗粒在油水界面的不对称吸附构建Janus结构，而微流控技术利用多相层流实现单分散微球的定向合成。电纺丝（electrospinning）和电喷雾（electrospraying）则通过高压电场诱导生物大分子相分离，形成纳米级Janus纤维或颗粒。最新开发的一锅法原位合成策略显著提升了制备效率，例如纤维素纳米晶（CNC）经选择性酰化后，可在单一反应体系中自组装成具有pH响应性的Janus胶体。

食品应用：从基础功能到智能系统

在食品保鲜领域，壳聚糖-脂质Janus膜通过不对称抗菌基团分布，实现缓释杀菌效果，将草莓保鲜期延长300%。作为乳化稳定剂，大豆蛋白-果胶Janus颗粒能同步降低界面张力和增强空间位阻，使乳液稳定性指数（ESI）提升至传统乳化剂的2.3倍。最突破性的应用在于营养素递送：负载维生素D₃的β-乳球蛋白Janus载体可在肠道特定pH下触发释放，生物利用度提高65%。

挑战与未来：AI赋能的多学科融合

当前瓶颈在于规模化生产中结构均一性控制，例如电纺工艺的产量仅达克/小时级。监管层面需建立针对Janus材料的新型安全评估体系。值得关注的是，机器学习算法已成功预测出12种具有理想界面活性的蛋白质-多糖组合，为材料设计开辟新途径。未来通过融合食品科学、材料学和人工智能，有望开发出第四代智能响应型Janus材料，实现从"被动保鲜"到"主动感知"的跨越。