DOI: 10.1016/j.fbio.2022.101759

螺旋藻是一种因其高蛋白质含量和与其抗氧化能力直接相关的生物活性而闻名的微藻。本研究旨在使用无针静电纺丝技术生产基于螺旋藻浓缩蛋白（SPC）和明胶的快速溶解抗氧化纳米纤维。研究了SPC（10%w/w）和明胶（20%w/w）的混合比对静电纺丝溶液的粘度、电导率和表面张力以及所得纳米纤维的直径和形态的影响。增加溶液混合物中的SPC水平会使表观粘度和电导率降低，表面张力几乎稳定（29.25-32.19mN/m），从而导致纳米纤维的直径减小。扫描电子显微镜图像显示，SPC/明胶比为40:60时可产生均匀且无珠的纳米纤维，其平均直径相对较小（208.7±46.5nm）。原子力显微镜图像显示网状、无珠的纤维结构。傅里叶变换红外光谱验证了复合纳米纤维的形成和两种蛋白质之间的分子间相互作用。X射线衍射和热分析表明，与纯材料相比，所制备的SPC/明胶纳米纤维具有更高的非晶态结构和稳定性，有利于形成稳定的快速溶解纤维。DPPH和ABTS自由基清除活性的结果表明，复合纳米纤维的抗氧化活性随着SPC混合比的增加而显著提高（p<0.05）。溶解试验表明，SPC/明胶纳米纤维可以在2s内快速溶解在水性介质中。总体而言，电纺SPC/明胶纳米纤维有望在高湿度条件下用于食品和包装中的营养输送。

图1.研究中使用的无针静电纺丝装置示意图

图2.SPC、明胶和不同混合比例的SPC/明胶溶液的流动曲线

图3.纯SPC（10wt%）、纯明胶（20wt%）以及混合比为60/40、50/50和40/60的SPC/明胶溶液的弹性模量（G',A）、损耗模量（G",B）、损耗角正切（tanδ,C）和复粘度（η*,D）随频率的变化

图4.由明胶（A）、混合比为20/80（B）、40/60（C）、50/50（D）、60/40（E）和80/20（F）的SPC/明胶混合溶液制备的纳米纤维，以及由SPC溶液制备的粒子（G）的SEM图像和直径分布；SPC/明胶纳米纤维的荧光显微镜图像（40/60）

图5.电纺明胶纳米纤维（A）和混合比为40/60的SPC/明胶纳米纤维（B）的AFM表面和3D图像

图6.螺旋藻浓缩蛋白（SPC）、明胶粉和SPC/明胶纳米纤维的FTIR光谱

图7.螺旋藻浓缩蛋白（SPC）、明胶粉和SPC/明胶纳米纤维的XRD图谱

图8.SPC、明胶粉末以及SPC/明胶纳米纤维的热谱图及其一阶导数（A）和差示扫描量热曲线（B）。虚线显示DTG（dm/dT）曲线

图9.SPC/明胶纳米纤维浸入30mL蒸馏水（A）、酸性水溶液（pH=1.5）（B）、碱性水溶液（pH=11）（C）和96%乙醇（D）中的照片