乳液静电纺丝技术因其能够同时封装疏水性和亲水性成分而受到关注，所制备的纳米纤维通常具有核壳结构，这种结构可以显著提高封装在核心层的生物活性物质的稳定性。然而，目前的研究中，小分子表面活性剂常被用作乳化剂，这可能会带来生物相容性差、食用安全性低等问题。因此，需要寻求更环保、安全、稳定的乳化剂材料，以实现更稳定的水包油乳液体系在静电纺丝中的构建。

图1：乳液静电纺丝核壳纳米纤维设计和乳液性能

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“乳液静电纺丝制备蛋白核壳纳米纤维，有效减缓油酸的油脂氧化” (Fabrication and characterization of oleic acid sesame protein isolate poly (vinyl) alcohol core-shell nanofibers: Mitigating lipid oxidation by emulsion electrospinning)。浙江大学为第一署名单位，论文第一作者为生物系统工程和食品科学学院博士生陈美玉，通讯作者为张辉教授。研究展示了通过乳液静电纺丝技术制备的核壳纳米纤维薄膜在油酸（OA）的包封和脂质氧化减缓方面的潜力。该研究利用芝麻分离蛋白（SPI）为乳化剂，制备了新型核壳纳米纤维薄膜。这种纳米薄膜不仅实现了对OA的有效包封，还展示了良好的分散均匀性和包封效果，为开发工程化的递送载体提供了可靠易行的新方案。

图2：乳液纳米纤维的结构特性

表面形貌结构的实验结果表明，OA/SPI/PVA乳液纳米纤维膜显示出均匀分布且取向随机的纳米纤维结构，平均直径约为500 nm。透射电子显微镜（TEM）的观察结果揭示了纤维的内核和外壳之间存在明显的边界，这表明纤维具有核壳结构特征。激光共聚焦荧光显微镜（CLSM）的观察结果表明，染色后的OA乳液在纤维中沿纳米纤维内层有明显的轴向分布特性。因此，基于SPI制备的乳液及乳液静电纺丝纤维具有分散均匀、包封良好的结构特性。

图3：乳液核壳纳米纤维的ATR-FTIR光谱和热稳定性

傅里叶变换红外光谱（ATR-FTIR）的分析结果证实，OA通过氢键均匀地包封在乳液电纺纳米纤维中。随着油相体积分数的增加，乳液电纺纳米纤维的热稳定性显著增强。

图4：未包封及包封OA的脂质氧化稳定性

贮藏实验结果表明，核壳纳米纤维包封的OA脂质氧化程度均低于对照组。当OA的包封浓度为10%时，贮藏7天后的 POV和TBARS含量分别降低至对照组的32.04 %和45.72 %，这证实了乳液电纺纳米纤维在抑制脂质氧化方面具有显著的潜力。

这项研究不仅为不饱和脂肪酸的稳定包封和递送载体的开发提供了新颖的设计和制造思路，而且也为食品科学领域提供了一种新的技术手段，实现对油酸等不饱和脂肪酸的有效保护，减少其在加工和储存过程中的脂质氧化，从而保持食品的风味和营养价值。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2024.141349

人物简介：

张辉，浙江大学食品科学与营养系副主任，国家神农青年英才，教授，博士生导师，主要从事粮油食品与功能健康领域的研究工作。2004年6月获吉林大学食品科学与工程专业学士学位，2009年6月获浙江大学食品科学专业博士学位。受德国政府DAAD学术交流中心的资助，2010年10月至2012年8月赴德国University of Hohenheim从事博士后工作。受中国国家留学基金委的资助，2014年8月至2015年8月赴美国University of California Davis作为访问学者开展合作研究。目前担任International Journal of Biological Macromolecules期刊(IF 8.2)副主编，Food Packaging and Shelf Life期刊(IF 8.0)编委、美国油脂化学家协会(AOCS)中国分会理事、中国粮油学会理事、中国生物发酵产业协会生物资源提取分会理事、中国健康管理协会膳食营养健康分会理事、浙江省食品添加剂和配料行业协会专家委员会委员等学术兼职。承担了国家自然科学基金、国家重点研发计划、浙江省自然科学基金杰青项目、浙江省重点研发计划等国家级省部级项目，在Chemical Engineering Journal、Small等期刊发表论文150余篇，授权发明专利20余项，与中粮、益海嘉里等世界500强企业开展合作研究。作为第一完成人，完成的“山茶油提质增效关键技术创新与高值化应用”获2021年浙江省科技进步二等奖。