摘要
天然活性物质对人体健康有益，在食品、药品和化妆品中得到了广泛应用。然而，许多活性物质的稳定性较差，易在生产和储存过程中失去活性。微胶囊因其特殊的核壳结构，能有效保护活性物质免受外界环境影响，因此被广泛应用于活性物质的保护。目前存在多种制备微胶囊的方法，其中乳液模板法具有过程简单、易于调控微胶囊的结构和形貌等优点。与表面活性剂稳定的乳液相比，利用胶体颗粒制备的Pickering乳液更具稳定性和生物相容性。此外，为了符合绿色和可持续发展的理念，选择合适的微胶囊壁材亦尤为重要。玉米醇溶蛋白（Zein）是玉米胚乳中主要的贮藏蛋白，被普遍认为具有安全性。然而，其独特的溶解性使其可以溶于特定浓度的乙醇水溶液，而不溶于水。因此，研究醇基Pickering乳液的制备，以发展基于这种乳液模板的微胶囊制备方法具有重要的理论意义和实用价值。综上所述，本论文以醇基Pickering乳液作为模板，发展了一种简单、可控且符合可持续发展要求的玉米醇溶蛋白基微胶囊制备方法，同时探究了这些微胶囊在活性物质保护方面的应用。主要研究内容如下： （1）醇基Pickering乳液的制备与稳定机制 使用不同疏水性的气相SiO2纳米颗粒作为乳化剂，本章探究了不同浓度乙醇水溶液（0~100vol%）对醇基Pickering乳液形成和稳定性的影响。以中度疏水性SiO2纳米颗粒（R974）作为乳化剂，随着乙醇浓度的增加，乳液从油包乙醇-水（AE/O）转变为乙醇-水包油包乙醇-水（AE/O/AE），最终过渡为乙醇-水包油（O/AE）。研究表明，当在水中加入一定体积的乙醇时，R974更容易被AE润湿，并且导致AE/O和O/AE乳液在相反转点附近稳定性最高。在乙醇浓度为中等水平时，AE/O/AE乳液的稳定性得到显著改善。然而，随着乙醇浓度的增加，油相和AE之间的界面张力的变化与乳液稳定性的变化并不一致。当使用较为亲水性SiO2纳米颗粒（R816）作为乳化剂时，随着乙醇浓度的增加，乳液类型表现出了类似的变化。此外，过于亲水（A200）或过于疏水（R202）SiO2颗粒稳定的乳液难以发生相反转。当采用A200作为乳化剂时，无论乙醇浓度如何，所得到的乳液类型均为O/AE。另外，由于R202比R974更疏水，因此更高的乙醇浓度才能够使乳液从油连续相转变为AE连续相。 （2）SiO2/Zein杂化微胶囊（SZC）的制备与应用 本章基于利用SiO2纳米颗粒稳定的O/AE型Pickering乳液作为模板，并结合反溶剂过程，成功制备了SZC。该制备方法首先将预制的乳液模板与Zein溶液混合，其中乳液连续相含有与Zein溶液相同浓度的乙醇；随后，通过向上述混合物中逐渐加入水，诱发反溶剂过程，导致Zein逐渐析出并沉积在模板液滴表面，最终形成了包埋油核的微胶囊。研究结果表明，SZC的壳层由SiO2纳米颗粒与Zein混合而成。调节SiO2添加量和Zein浓度可以控制SZC的形貌和尺寸。此外，通过用具有相似溶解性质的乙基纤维素（EC）替代Zein，成功制备了SiO2/EC杂化微胶囊，证实了该制备方法的普适性。在应用方面，以β-胡萝卜素（β-C）为模型活性成分，制备了负载β-C的SZC，并展现了高效的包封率。 （3）SiO2/TA/Zein杂化微胶囊（STZC）的制备与应用 本章研究发现，在制备模板乳液过程中引入单宁酸（TA）后，可以观察到Zein在模板液滴表面的沉积得到改善，从而成功制备出具有更优异形态、更好分散性以及具备抗氧化功能的STZC。实验结果揭示了TA与SiO2纳米颗粒混合后能够改变SiO2纳米颗粒的表面特性，提高其乳化能力，并改善模板乳液的稳定性；在液/液界面上，TA与Zein之间发生氢键和静电作用，有利于Zein在模板液滴表面的均匀沉积，显著改善了微胶囊的形貌和分散性。STZC的外壳由SiO2纳米颗粒、TA和Zein混合而成。调节Zein浓度、SiO2纳米颗粒和TA的添加量可以控制STZC的形貌和尺寸。在活性物的保护方面，以β-C为模型活性成分，评价了微胶囊对其在紫外照射和60℃高温下的保护效果。相比于SZC，STZC中TA的加入赋予微胶囊额外的紫外屏蔽和抗氧化性能，表现出更好的活性物保护特性。
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