双交联羧甲基壳聚糖-多酚水凝胶构建高稳定抗氧化高内相Pickering乳液

《Food Hydrocolloids》：Dual-Crosslinked Carboxymethyl Chitosan-Polyphenol Hydrogel for Stable, Antioxidant High Internal Phase Pickering Emulsions

本文创新性地利用肉桂醛(CA)共价交联羧甲基壳聚糖(CMCS)与多酚(TP/DI/NA)，构建双网络水凝胶(PCGs)作为连续相稳定高内相Pickering乳液(HIPPEs)。通过Schiff碱/Michael加成共价键和氢键协同作用，实现乳液弹性模量(G′~4000 Pa)、液滴尺寸(5-20 μm)精准调控，在75%油相占比下保持190天稳定性，并保留>14%的DPPH自由基清除能力，为功能性食品和药物递送系统提供新策略。

　　

Highlight

本研究首次证实肉桂醛(CA)介导的羧甲基壳聚糖(CMCS)-多酚双交联水凝胶(PCGs)能稳定高内相Pickering乳液(HIPPEs)并保持长效功能。通过共价交联(Schiff碱/Michael加成)和非共价作用(氢键)构建的可调3D网络，赋予75%油相HIPPEs卓越的弹性(G′高达~4000 Pa)、可控液滴尺寸(5-20 μm)及耐热/剪切性能。

Materials

实验材料：羧甲基壳聚糖(CMCS)、茶多酚(TP)、二氢槲皮素(DI)、柚皮苷(NA)、肉桂醛(CA)、DPPH自由基、玉米油等均购自上海麦克林生化科技有限公司。

Preparation of PCGs

PCGs制备：将CMCS(1.5 g, 2.7 mmol)溶于100 mL去离子水，与多酚/CA共价交联。仅当三者共存时才形成凝胶，证实三组分强相互作用。

Synthesis and characterization of PCGs

如图1a所示，PCGs(G-NA/G-DI/G-TP)的形成涉及共价交联(Schiff碱、Michael加成、酚醛缩合)和非共价作用。多酚分子结构(酚羟基数量/位阻效应)显著影响凝胶强度，其中茶多酚(TP)因高反应性酚羟基形成最致密网络。

Conclusion

该CA介导的双交联策略为功能性食品、3D打印和氧化敏感生物活性物质包埋提供了创新平台，其独特的流变-抗氧化双功能设计突破了传统多糖-多酚复合物的稳定性瓶颈。