《Food Hydrocolloids》：Anthocyanin-loaded CNC–whey protein complexes: Interfacial stabilization and oxidative challenges in Pickering emulsions
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本研究针对传统Pickering乳液稳定性不足的问题，开发了樱桃秸秆纤维素纳米晶(CS-CNC)与乳清蛋白(WP)复合的新型稳定剂，并负载樱桃渣花青素(AN)。研究发现pH 4.0条件下形成的CS-CNC/WP(1:4)复合物接触角达50.9°，显著改善界面稳定性。意外的是，花青素在酸性环境中表现出促氧化作用，28天储存期内加速脂质氧化。该研究为食品级乳液稳定剂开发提供了新思路，同时揭示了多酚类物质在复杂体系中的双重活性。
在食品工业中，乳液稳定性一直是制约产品品质和货架期的关键难题。传统乳化剂存在安全性争议，而基于固体颗粒的Pickering乳液技术因其更高的物理稳定性备受关注。纤维素纳米晶(CNC)作为天然高分子材料，具有生物可降解性和无毒性优势，但其表面大量羟基导致的强亲水性限制了在油水界面的吸附效率。与此同时，水果加工产生的副产物如樱桃梗和果渣往往被废弃，造成资源浪费和环境污染。如何将这些废弃生物质转化为高值化材料，并应用于食品胶体体系，成为当前食品科学领域的重要研究方向。
针对这一挑战，德国基尔大学材料科学研究所的Eda Yildiz和Zeynep Altintas在《Food Hydrocolloids》发表了创新性研究。他们首次将樱桃梗提取的纤维素纳米晶(CS-CNC)与乳清蛋白(WP)复合，并负载樱桃渣来源的花青素(AN)，构建了三元复合稳定剂系统，深入探讨了其在Pickering乳液中的界面稳定性能和抗氧化特性。
研究团队采用多种关键技术方法：通过碱处理、漂白和酸水解从樱桃梗中提取CS-CNC；采用pH差分法测定花青素含量；利用动态光散射分析颗粒尺寸和zeta电位；通过荧光光谱和傅里叶变换红外光谱(FTIR)表征分子相互作用；采用接触角测量评估表面润湿性；通过激光散射和荧光显微镜观察乳液微观结构；使用流变仪分析乳液流变特性；采用硫氰酸铁法监测脂质氧化过程。
3.1. CS-CNC的表征
研究人员通过系列处理成功从樱桃梗中分离出CS-CNC。透射电镜显示CS-CNC呈球形形态，平均尺寸为160.25±32.05 nm，纵横比为1.15，与传统针状CNC形貌迥异。zeta电位为-42.74 mV，表明胶体稳定性良好。X射线衍射显示结晶度为58.5%，傅里叶变换红外光谱证实了半纤维素和木质素的有效去除。
3.2. CS-CNC/WP复合物的形成与表征
在pH 4.0条件下，CS-CNC(带负电)与WP(带正电)通过静电作用形成复合物。随着WP比例增加，复合物尺寸从602 nm(1:1)增大至684.9 nm(1:4)。接触角测量显示CS-CNC/WP4复合物接触角达50.9°，显著高于单纯CS-CNC的25.5°，表明疏水性增强。荧光光谱中色氨酸残基的荧光淬灭现象证实了CS-CNC与WP之间的强相互作用。
3.3. AN负载的CS-CNC/WP4复合物特性
负载花青素后，复合物的抗氧化活性从WP单独的17.48%提升至65.82%。然而，荧光光谱出现红移(340 nm→351 nm)，接触角降至45.8°，表明花青素的引入增加了体系亲水性。傅里叶变换红外光谱显示氢键作用增强，zeta电位为-19.95 mV，接近稳定性临界值。
3.4. CS-CNC和AN负载CS-CNC/WP4复合物对PE稳定性的影响
单纯CS-CNC或WP均无法稳定Pickering乳液，而CS-CNC/WP4复合物则表现出优异的物理稳定性。乳液液滴尺寸在28天储存期内从3.32 μm缓慢增长至6.17 μm，流变测试显示典型的剪切稀化行为。令人意外的是，花青素的加入反而加速了脂质氧化，过氧化值在储存后期显著高于未加花青素的样品。
本研究创新性地开发了基于樱桃加工副产物的三元复合稳定剂系统，成功实现了Pickering乳液的良好物理稳定性。特别值得注意的是，研究发现花青素在酸性环境下表现出促氧化特性，这一发现对多酚类物质在食品乳液中的应用提供了重要警示。该研究不仅为生物质资源高值化利用提供了新途径，也为食品胶体体系中抗氧化剂的合理应用提供了理论依据。未来研究可进一步探讨不同花青素浓度、pH条件和金属离子对氧化行为的影响机制，为设计更高效的食品乳液稳定系统提供指导。
