中国农科院农产品加工研究所王强团队：揭示了基于紫胶纳米颗粒的双连续型Pickering乳液稳定新机制
近日，中国农业科学院农产品加工研究所王强研究员团队在食品领域国际知名学术期刊ACS Applied Materials & Interfaces（中科院1区，IF=10.383）在线发表了题为“Natural Amphiphilic Shellac Nanoparticle-Stabilized Novel Pickering Emulsions with Droplets and Bi-continuous Structures”的最新研究成果，构建的紫胶纳米颗粒具有稳定液滴型和双连续结构Pickering乳液的优异性质，是该团队在天然大分子颗粒稳定Pickering乳液多尺度结构与品质功能调控方面的又一突破。中国农业科学院农产品加工研究所2021级博士研究生刘哲为论文第一作者，王强研究员和石爱民研究员为共同通讯作者。
双连续乳液是油/水（O/W）型乳液与水/油（W/O）型乳液相互转变过程中出现的中间过渡相，其微观结构类似于海绵，两相之间相互渗透内部，却又彼此连通，可用来负载活性成分提高生物利用度、增强释放特性，以及作为催化体系提高催化效率，近年来在高分子领域研究较多，在食品胶体中也被关注。目前用于稳定O/W型乳液或W/O型乳液的固体颗粒的研究较多，而关于可用于稳定双连续Pickering乳液的固体颗粒的报道相对较少；同时，现有双连续乳液多采用一些化学试剂和合成乳化剂来制备，存在稳定性差、制备过程复杂、安全性低等问题，使得其在食品和医药领域中的应用受到限制。因此，开发一种无毒可食、生物相容性好、易操作的生物大分子固体颗粒用于稳定双连续乳液，对于其在食品和医药领域中的应用具有重要意义。
基于团队前期在花生分离蛋白（PnPI）、大豆分离蛋白（SPI）、豌豆分离蛋白（PPI）等植物蛋白原料特性分析与微凝胶颗粒构建（Food Hydrocolloids, 77, 329-335; LWT, 97, 662-667; Journal of Food Engineering, 170, 33-40），及其Pickering乳液和高内相Pickering乳液“3D界面膜”稳定新机理（Angewandte Chemie, 130(30), 9418-9422; Food Hydrocolloids, 109, 106117）、功能因子生物利用度提升机制（Journal of Controlled Release, 259, e172-e173; International Journal of Biological Macromolecules, 87, 55-61）、Janus颗粒在食品和医药中应用综述（Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 1-12）等系列研究成果，近期聚焦于两亲性物质紫胶，采用反溶剂法制备紫胶纳米颗粒（SNPs），并利用SNPs稳定具有液滴型和双连续结构的Pickering乳液。FTIR结果表明：SNPs是通过氢键和疏水作用形成的。SNPs的接触角为122.3°表明疏水性是其主要特征，CLSM观察到SNPs稳定的Pickering乳液具有O/W、双连续和W/O特性，且与油相含量相关；Pickering乳液体系乳化部分的电阻值从1 MΩ（油相含量为10-70%）显著增加到105 MΩ（油相为80-90%）。SNPs稳定的双连续Pickering乳液在油相含量为40%时粘度最高；以双连续Pickering乳液为模板制备的多孔材料微观结构相互连通，吸水和吸油能力强，在食品和生物医药领域有巨大的应用潜力。
项目资助：
本研究得到了中国农业科学院青年创新专项（Y2022QC11）、国家自然科学基金（32172149）和国家农业科技创新工程（CAAS-ASTIP-2020-IFST）资助。
紫胶纳米颗粒稳定液滴型和双连续结构Pickering乳液机制
原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.2c16860
通讯作者简介
王强，二级研究员，博士生导师，国际食品科学院院士，2021年中国工程院院士增选有效候选人，入围“全球前2%顶尖科学家榜单”。现任中国农业科学院植物蛋白结构与功能调控创新团队首席专家、国家花生产业技术体系加工研究室主任、九三学社中央农林委委员。全国优秀科技工作者，全国首批农业科研杰出人才，全国科技助力精准扶贫先进个人，入选国家“百千万人才工程”并获“有突出贡献中青年专家”荣誉称号，享受国务院特殊津贴，农业农村部神农领军人才，中国农业科学院领军人才，中国粮油学会花生食品分会会长，中国食品科学技术学会植物基食品分会副理事长，Journal of Integrative Agriculture食品栏目执行主编、NPJ Science of Food编委、Foods客座主编。
长期从事粮油加工与营养健康领域科学研究，首次构建了花生加工适宜性评价技术，筛选出加工专用品种，解决了我国花生混收混用、产品品质差的瓶颈问题；颠覆了传统压榨技术与方法，建立了国内第一条花生低温制油与蛋白联产生产线，开发出高品质系列新产品，推动了花生加工业的高质量发展；在国际上首次提出高水分挤压过程中蛋白纤维结构形成的“分层叠变”新理论，创建了基于高水分挤压的植物基肉制品颠覆性加工技术，革新设计了智能化加工装备和可视化平台，引领了产业发展方向。主持“十三五”国家重点研发计划专项（基础研究类）、国家自然科学基金、863、公益性农业行业科研专项等国家项目40余项。以第一完成人获得2014年国家技术发明二等奖、2013和2019中华农业科技奖一等奖、2015年中华农业科技奖“优秀创新团队类”、2012年ICC最高学术奖、2014年中国专利优秀奖、2017年中国商业联合会科学技术奖特等奖、2019年中国农业农村十大新装备，主笔撰写的《关于大力发展新疆花生产业夯实新疆长治久安基础的建议》、《关于“大力推动我国花生产业高质量发展”的建议》分别得到中共中央领导和国务院领导的批示。授权发明专利90余项（其中国际专利12项），软件著作权12项，制修订国家和行业标准9项，出版著作12部（英文专著3部），发表学术论文330余篇，其中SCI 论文120篇、JCR一区57篇、ESI全球前1%高被引论文2篇、F5000高被引论文1篇，总影响因子792，被引近3000次，培养硕博研究生、博士后及外国留学生100多人。
石爱民，博士，研究员，硕士生导师，美国明尼苏达大学公派联合培养博士，植物蛋白结构与功能调控创新团队秘书。获全国粮食行业青年拔尖人才、入选中国科协青年人才托举工程、中国农科院“青年创新”专项、中国农科院加工所珠峰计划A类人才，现任中国粮油学会粮油营养分会理事、《Frontier in Nutrition》副主编、《Foods》编委。主要从事植物蛋白基Pickering乳液结构与品质功能调控研究及应用，先后主持国家自然科学基金面上/青年、十三五国家重点研发计划项目子课题、中国博士后科学基金面上/特助、国家“948”项目课题、中国农科院青年创新专项等项目课题10余项，纵向经费400多万元；参与中国农科院创新工程等项目多项，以项目联系人/技术骨干负责横向项目4项（380余万元）。研究成果曾被选为“十三五”国家科技创新成就展参展成果，获中国粮油学会第一届青年科技奖（第1）、神农中华农业科技奖一等奖（第3）、中国商业联合会科学技术特等奖（第2）等省部级、社会力量奖5项，在Angew. Chem. Int. Edit. (IF:16.823)、Food Hydrocolloids (IF:11.504)、ACS Applied Materials and Interface (IF:10.383)、Journal of Controlled Release (IF:11.467)等期刊发表论文110余篇，其中第一和通讯作者33篇（IF>10论文14篇，ESI前1%高被引论文2篇、封面论文2篇），Google学术引用超2100次，h指数23，授权美国等国际发明专利8项、中国发明专利34项，副主编著作2部、参编英文著作3部。
第一作者简介
刘哲，中国农业科学院农产品加工研究所2021级博士研究生，曾获得2020年国家奖学金、省研究生创新成果展、互联网+银奖等多项荣誉。主要研究方向为植物蛋白基Janus颗粒构筑与品质功能调控，参与国家重点研发计划专项、国家自然科学基金、中国农科院青年创新专项等课题5项。近五年，以第一作者在ACS Applied Materials & Interfaces（1篇，IF:10.383）、Critical Reviews in Food Science and Nutrition（1篇，IF:11.208）、Food Hydrocolloids（3篇，IF:11.504）、International Journal of Biological Macromolecules（2篇，IF:8.025）、Food Packaging and Shelf Life（1篇，IF:8.749）等食品科学与工程领域知名期刊发表SCI/EI收录论文8篇，申请国家发明专利5项。
