乳液静电纺丝是一种很有前途的生物活性化合物控释替代技术。它可以成功装载亲水和疏水物质，并保持其结构特性和生物活性。乳液静电纺丝只需要一个喷嘴，通过简单的工艺就可以完成所得到的连续纳米纤维的对准、组装和各种应用。将两种不相溶的液体进行预混，然后将分散相通过均质分散到连续的不相溶相中，形成以乳化为基础的直接包封。在静电纺丝过程中，分散相形成纤维芯，连续相形成覆盖分散相的纳米纤维外壳。该方法制备的纳米纤维具有独特的核壳结构，具有长期释放性能。因此，近年来乳化基静电纺纳米纤维在胶囊化、控释、酶的固定化、食品包装等方面得到了广泛的应用。

近日，浙江大学张辉教授团队在期刊《Food Chemistry》上发表了最新研究成果“Stable encapsulation of camellia oil in core-shell zein nanofibers fabricated by emulsion electrospinning”。该研究以玉米醇溶蛋白稳定的乳液为原料，采用乳液静电纺丝法制备具有核壳结构的纳米纤维，以实现对山茶油的有效包封，为开发核壳静电纺丝纤维包封生物活性物质提供新思路。

图1乳液静电纺丝技术制备核壳纳米纤维示意图。

在1 s^-1~100 s^-1剪切速率范围内，所有玉米醇溶蛋白稳定的山茶油乳液（φ=10%~60%）均表现出典型的非牛顿假塑性流体行为。乳液的流动曲线显示，乳液的表观粘度随着剪切速率的增大而减小，即明显的剪切稀化行为。不同油水比下的玉米醇溶蛋白乳液在1-100 rad/s的频率范围内， 弹性模量高于粘性模量，表明乳液体系中存在凝胶状结构。此外，随着山茶油体积分数的增加，乳液的粒径增大。

图2 不同山茶油体积分数下的玉米醇溶蛋白乳液的乳液特性。

玉米醇溶蛋白静电纺丝纳米纤维呈现均匀的直线型，其平均直径为124.5 nm。φ值的大小会明显影响电纺纤维的形成。玉米醇溶蛋白乳液在φ = 10%时产生的电纺纤维平均直径为177.9 nm，且纤维形态呈现串珠状。由此可以推断，在高压静电场的作用下，射流被拉伸并呈弯曲摆动，油滴具有向流体中心部分聚集的趋势，这有助于油滴被包封在纤维内部。当φ值增加到40%时，电纺纳米纤维的直径增大至286.2 nm，表明可能有更多的山茶油被包裹在纤维中。通过透射电镜观察到了纳米纤维的核壳结构，进一步表明山茶油被成功包封在纳米纤维中。

图3 不同山茶油体积分数下的乳液静电纺丝纳米纤维电镜图。

红外光谱分析表明，玉米蛋白与茶油分子之间存在氢键相互作用。此外，山茶油体积分数的增加提高了静电纺丝纳米纤维膜的热稳定性、疏水性和水稳定性。添加10%、20%、40%和60%山茶油的核壳纳米纤维包封率分别为78.53%、80.25%、84.52%和84.39%，且具有良好的储存稳定性。

图4 不同山茶油体积分数下乳液静电纺丝纳米纤维膜的性能表征。

该纤维膜具有良好的热分解稳定性和存储稳定性，有望作为一种控释运载工具包封热敏或疏水的生物活性化合物。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2023.136860