基于可食用昆虫蛋白/壳聚糖复合凝聚体的新型β-谷甾醇Pickering乳液构建及稳定性机制研究

　　本研究针对传统乳化剂存在的毒性、风味劣变及稳定性差等问题，创新性地采用三种可食用昆虫蛋白（T. molitor/A. domesticus/L. migratoria）与不同分子量壳聚糖（CS）形成复合凝聚体（IP/CS），成功构建了负载β-谷甾醇的O/W型Pickering乳液体系。通过FT-IR、ζ电位、CLSM等多维表征技术，揭示了静电相互作用和氢键协同稳定机制，证实IP/CS能通过物理包埋油滴显著抑制絮凝，β-谷甾醇保留率最高达91%。该研究为开发清洁标签、高稳定性的功能性乳液递送系统提供了新策略。

　　

在食品和医药领域，乳液系统作为功能性成分递送载体面临重大挑战：传统表面活性剂存在潜在毒性、产生不良风味，且易受pH、离子强度等环境因素影响。更棘手的是，许多具有健康益处的脂溶性生物活性物质（如植物甾醇）存在水溶性差、生物利用度低等问题。Pickering乳液作为一种由固体颗粒稳定的乳液体系，虽能避免传统乳化剂的缺陷，但现有稳定剂仍存在原料可持续性不足、包封效率有限等瓶颈。在此背景下，可食用昆虫蛋白因其高营养价值、低环境足迹和独特功能特性，成为极具潜力的新型生物材料。

为突破这些技术壁垒，中国某研究团队在《Carbohydrate Polymers》发表创新性研究，系统探究了三种可食用昆虫蛋白（黄粉虫T. molitor、家蟋蟀A. domesticus和飞蝗L. migratoria）与不同分子量壳聚糖（低/中/高Mw）形成的复合凝聚体（IP/CS）作为Pickering稳定剂的性能。研究采用盐析/酸沉法提取昆虫蛋白，通过pH调控制备IP/CS复合凝聚体，并利用喷雾干燥技术获得粉末状稳定剂。通过接触角测定、FT-IR光谱、ζ电位分析、FE-SEM和DLS等技术系统表征了稳定剂性质，进而构建负载β-谷甾醇的O/W型Pickering乳液，采用Turbiscan稳定性分析、CLSM显微观察、流变学测试和GC-FID检测等手段综合评价了乳液性能和活性成分保留率。

3.1. IP/CS复合凝聚体作为Pickering稳定剂的特性
通过接触角测量发现所有IP/CS样品均呈现亲水性（θ<90°），其中AD-L、TM-L等配方的接触角达58.4-62.3°，显示出更强的油相亲和力。FT-IR分析证实了氨基（-NH₃
⁺
）与羧酸根（-COO^-
）之间的静电相互作用，以及C-O-C糖苷键的存在，表明成功形成了复合凝聚体。特别值得注意的是，低分子量壳聚糖制备的凝聚体具有更高的α-螺旋/β-折叠比值（1.45-4.72），赋予材料更优的柔韧性。ζ电位测试显示所有样品绝对值>75 mV，预示良好的胶体稳定性。

3.2. 乳液稳定性研究
Turbiscan分析揭示乳液在9天储存期内主要失稳机制为分层现象，其中采用高分子量壳聚糖（如TM-H、LM-H）的配方表现出最优稳定性。CLSM显微观察首次发现油滴被物理嵌入IP/CS基质中的独特稳定机制——被包埋的油滴比游离油滴暴露表面积显著减小，有效抑制了絮凝。流变学测试显示所有乳液均呈现剪切稀化行为（n<1），动态模量分析证实形成了以弹性为主的凝胶网络结构（G'>G"）。

3.3. β-谷甾醇保留性能
GC-FID检测显示β-谷甾醇保留率高达91%，其中中分子量壳聚糖表现出最优的保留能力。研究人员认为这与CS分子链长形成的渗透网络结构密切相关，该结构能有效限制活性成分扩散。

这项研究的重要意义在于：首次系统阐明了昆虫蛋白-壳聚糖复合凝聚体作为Pickering稳定剂的多重稳定机制，包括：（1）通过静电相互作用和氢键形成致密界面层；（2）独特的油滴物理包埋效应；（3）构建粘弹性界面膜。研究开发的乳液系统不仅解决了传统乳化剂的局限性，其高达91%的β-谷甾醇保留率更为功能性食品和药物递送系统开发提供了新思路。特别值得关注的是，选用可食用昆虫蛋白作为原料，响应了全球对可持续蛋白质资源的迫切需求，为未来食品创新提供了环保解决方案。该成果对推动清洁标签食品配料开发和生物活性物质高效递送具有重要指导价值。