近日,本团队在国际期刊Food Hydrocolloids(Q1,IF=12.4)发表题为 “From agro-waste to functional emulsifiers: Length-optimized cellulose nanocrystals from jujube seeds enhance curcumin delivery in pickering emulsions” 的文章。第一作者为郜兴晨,通讯作者为桑亚新、杨兵。

一、文章导读
姜黄素是一种兼具抗氧化、抗糖尿病等多种功效的多酚类物质。但它因为具有亲脂性与化学不稳定性,而在食品与营养领域应用受限。与此同时,我国枣加工产业产生的大量枣核废弃物尚未实现高效高值化的利用。因此,本文以枣核农业废弃物为原料,通过酸水解、过硫酸铵氧化结合超声处理,制备出不同长度的纤维素纳米晶(Cellulose Nanocrystals,CNCs)。并将其作为绿色稳定剂用于构建 Pickering 乳液,用于姜黄素包埋与递送。本文系统探究了 CNCs 长度、浓度及油水比对乳液结构、稳定性的影响。同时还进行了体外消化模拟,并且解析了其对姜黄素保留率、脂肪酸释放及生物利用度的调控机制。
结果证实,超声可精准调控 CNCs 长度与疏水性,优化乳液界面结构。其中,0.9% CNCs 浓度、油水比≤50% 的配方可以实现最佳乳液稳定性。并且,较长 CNCs 能强化姜黄素保护,较高油相比例可抑制脂质消化速率,最终实现姜黄素保护与生物利用度的平衡调控。总之,本文既为枣核废弃物资源化提供了新路径,也开发出食品级功能性递送体系,为脂溶性活性成分的高效递送与功能食品研发提供了理论依据与技术支撑。



二、文章结论
1.原料利用与 CNC 制备
成功从枣核农业废弃物中提取出纤维素纳米晶(CNCs),经酸水解、过硫酸铵氧化与超声处理,可制备出不同长度、高结晶度、双亲性的 CNCs;超声处理不改变 CNC 化学结构,但能降低其长度、提升疏水性与分散性,优化界面吸附与网络形成能力。
2.Pickering 乳液稳定性能
枣核CNCs 可高效稳定 O/W 型 Pickering 乳液,乳液具备优异储存稳定性、耐盐性、耐热性与耐酸碱性;CNC 长度、浓度及油水比是调控乳液结构的关键参数:CNC 浓度≥0.9% 时可形成致密三维网络,显著提升乳液稳定性;油水比≤5:5 时乳液可长期稳定,过高油相易导致相分离。
3.CNC 长度对消化与递送的调控
较长 CNCs 形成更致密界面层,更好保护姜黄素、降低脂质消化速率与游离脂肪酸(FFA)释放量,但会降低姜黄素生物利用度;较短 CNCs 界面屏障较弱,脂质消化更快、FFA 释放更多,姜黄素生物利用度更高。
4.油相比例的影响
提高油相比例会增大乳液液滴尺寸、减少酶作用比表面积,抑制 FFA 释放,提升姜黄素储存与消化过程中的保留率。
5.应用价值
通过调控枣核CNC 长度与乳液油相含量,可实现姜黄素的可控释放与生物利用度优化;该技术为枣核废弃物高值化利用、食品功能化递送体系开发提供了可持续策略。



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第一作者

郜兴晨,男,河北农业大学食品科技学院2023级硕士研究生,研究方向为Pickering乳液递送体系研究。目前在Food Hydrocolloids 国际期刊发表SCI论文1篇。

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通讯作者

桑亚新,男,现任河北农业大学副校长、教授、博士生导师,主要研究方向为农产品综合加工利用、食品微生物、益生菌与益生元。兼任教育部食品科学与工程教学指导委员会委员、国家食品安全管理体系审核专家等多项学术职务,任多本中外期刊编委。
主持及主研国家“十四五”“十三五”重点研发计划、公益性行业科研专项等省部级以上项目 20 余项;获省级科技进步一等奖 3 项、国家教学成果二等奖等多项奖励;主编教材专著 10 余部,发表高水平论文 70 余篇,授权国家发明专利 8 项。

杨兵,男,现任河北农业大学食品科技学院副教授、硕士生导师。主要研究方向为天然多糖结构解析及健康功效、食品营养组分的相互作用。
兼任《食品工业科技》审稿专家,目前以第一作者或通讯作者发表SCI论文17篇,申请发明专利3项,主持国家自然科学基金1项(NO.32402070),省部级项目2项。
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