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释发挥着关键作用。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，明胶胶囊存在多个局限性，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，严重限制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增强其物理化学性质。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返凝现象（Fu et al., 2024）。由于其热稳定性、良好的膨胀性和成膜性能，羟丙基淀粉（HPS）可作为淀粉基胶囊的基材。张等人（Zhang et al., 2013）使用羟丙基高直链玉米淀粉作为原料，并将其与明胶复合开发了一种新型胶囊材料。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情况，发现制备的软胶囊均符合药用辅料标准。
在实际应用中，淀粉基胶囊存在较高的脆性，其机械稳定性不足，易在运输过程中破裂。因此，提升淀粉基胶囊的机械性能是实际应用中的关键挑战。传统增塑体系（如多元醇（甘油）（Ben, Samsudin, & Yhaya, 2022）、多糖（Gao et al., 2019）等）已得到系统研究。但这些增塑体系仍存在局限性：复合材料的机械性能随水分含量变化；材料在老化和受潮过程中容易发生逆向塑化（Zhang et al., 2016）。因此，开发一种能与淀粉基质形成更稳定、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）被有效用于淀粉基材料的塑化，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）等领域显示出重要应用价值。尽管DES已应用于淀粉基材料，但在药物胶囊中的应用尚未开发。药物变质会严重影响患者的生命和健康。虽然某些药物在变质时外观可能无明显变化，但会产生碱性气体。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质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，我们利用花青素制备了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相和形态；测试了制备胶囊的厚度、干燥失重、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分析了DES与复合淀粉基质之间的相互作用。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。
