作为成熟的药物递送载体，胶囊在医疗领域通过实现活性成分的递送和控制释放发挥着关键作用。目前临床使用的胶囊主要是空心明胶胶囊，其原料来源于动物骨骼、皮肤和软骨等结缔组织（Ahmed, Al-Kahtani, Jaswir, AbuTarboush, & Ismail, 2020）。然而，明胶胶囊存在多种局限性，如原料成本高、水分含量波动大以及由于动物来源特性导致的软化温度低（Shaddel et al., 2018）。因此，通过传统生产工艺开发新型环保的淀粉基胶囊以部分或完全替代明胶至关重要（Cata?o et al., 2023; El Bourakadi, Semlali, Hammi, & El Achaby, 2024）。
淀粉是一种可再生的生物质多糖，具有来源广泛、成本低廉和绿色安全的优势。然而，淀粉链之间形成的复杂氢键网络不仅限制了淀粉链段的移动性，还使得淀粉链段的活化能垒高于主链断裂的降解能，严重制约了淀粉基材料的高值应用（Zarski, Bajer, & Kapu?niak, 2021）。因此，需要对淀粉进行化学改性以改善其物理化学性质。引入羟丙基会破坏淀粉内部的氢键并降低糊化温度，同时抑制淀粉浆和凝胶体系中的分子重排和老化现象（Fu et al., 2024）。由于其热稳定性、良好的膨胀性和成膜性，羟丙基淀粉（HPS）可作为淀粉基胶囊的基材。Zhang等人（Zhang et al., 2013）使用羟丙基高直链玉米淀粉作为原料，并与明胶复合制备了新型胶囊材料。羟丙基淀粉与明胶之间的氢键作用抑制了相分离，提高了两者的相容性。Ock等人（Ock, Lim, Park, Lee, & Park, 2020）系统评估了使用不同来源的羟丙基淀粉制备软胶囊的效果，发现所有制备的软胶囊均符合药用辅料的标准。
在实际应用中，淀粉基胶囊具有较高的脆性，机械稳定性不足，容易在运输过程中破损。因此，提高淀粉基胶囊的机械性能是实际应用中的关键挑战。传统的增塑体系已被广泛研究，包括多元醇（甘油）（Ben, Samsudin, & Yhaya, 2022）和多糖（Gao et al., 2019）等。但这些增塑体系仍存在局限性：复合材料的机械性能受水分含量影响；材料在老化和受潮过程中容易发生反塑化（Zhang et al., 2016）。因此，开发一种能与淀粉基体形成更稳定、更强相互作用的新型绿色增塑体系至关重要。深度共晶溶剂（DES）被证明能有效塑化淀粉基材料，是一种环保的替代方案。DES在化学合成（Phan et al., 2023）、能量存储（Deng, Gao, et al., 2024; Hayyan et al., 2023）、药物开发（Oyoun et al., 2023; Zainal-Abidin, Hayyan, Ngoh, Wong, & Looi, 2019）等领域具有重要的应用价值。尽管DES已应用于淀粉基材料，但在药物胶囊中的应用尚未得到充分开发。药物变质会严重影响患者的生命和健康。虽然有些药物在变质后外观变化不明显，但可能会产生碱性气体。本研究创新地将花青素作为智能指示剂直接整合到胶囊壳基质中，利用花青素的pH响应特性，通过颜色变化实时监测药物变质情况（Liu, Gao, et al., 2024）。
我们假设DES作为增塑剂能与淀粉基体形成更强的相互作用，从而提升材料的机械性能。基于花青素在不同pH值下的颜色变化，我们利用其作为指示剂制备了pH响应型淀粉胶囊。研究了DES对复合薄膜机械性能的影响，测试并分析了复合胶囊薄膜的膨胀能力、接触角、水蒸气渗透率（WVP）、溶解度、透光率和细胞毒性；通过傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和差示扫描量热法（DSC）表征了胶囊薄膜的晶体相和形态；测试了制备胶囊的厚度、干燥损失、崩解时间和脆性；分析了紫色玉米芯中花青素的pH响应性；利用密度梯度降低（RDG）和分子间相互作用能研究了DES与复杂淀粉基体之间的相互作用。通过从宏观性能到微观机制的全面研究，为新型绿色智能食品活性成分递送系统的开发奠定了理论和应用基础。
