高粱醇溶蛋白–壳聚糖复合精油载体的性能研究

高粱醇溶蛋白(Kaf)是一种植物蛋白，可溶解于一定浓度的乙醇水溶液中。借助其独特的溶解性，可以通过反溶剂的方法在水中自组装形成纳米粒子，常用于包封生物活性物质以形成缓释效果。本论文以高粱粉为原料，通过超声波–微波辅助法提取出Kaf，并通过溶胶–凝胶法生成壳聚糖(CS)/Kaf复合载体。为了进一步研究复合载体对精油的负载、缓释性能，引入了植物精油L-薄荷醇(Mel)作为抑菌剂，最后通过真空冷冻干燥工艺制备了CS/Kaf/Mel复合气凝胶。利用SEM、FTIR来表征复合气凝胶的微观形貌和组成；利用万能试验机测试了气凝胶的力学性能；利用GC-MS和气凝胶释放性能实验等测试了复合气凝胶中Mel的包封率、负载率和释放性能。结果表明复合气凝胶中Kaf为球状形貌，并在进行释放后球状形貌从闭合状变为开口或塌陷状，说明复合气凝胶成功负载了Mel；Kaf的加入使得复合气凝胶力学性能提升显著，压缩模量最大提升了70%；随着CS/Kaf比例的增大，Mel的包封率和负载率先升高后减小，最大负载率为3.1%；缓释实验结果表明复合气凝胶中Mel第12天释放量从78.12%降到了61%，表明CS/Kaf复合气凝胶对Mel具有良好的缓释效果。

近年来，微生物污染引起的食品安全问题日益受到社会关注。微生物对食品和医疗设备都具有巨大的破坏力。它们的存在不仅会加速食品变质和腐烂，还会带来污染医疗器械和药物的风险[1]。在随后的几十年里研究者发现了合成防腐剂由于其长期不利的毒理学影响而在一些国家禁止使用。所以人们将目光转而投入到健康安全的天然植物精油上去，然而，在不断探索天然植物精油在医药和食品领域的应用时，也发现了一些潜在的问题。这些精油的快速释放率和大量释放可能会危及药品安全和食品质量。因此，控制精油释放的挑战亟需关注和解决。

缓释技术是将活性物质与缓释基质结合在一起，使活性物质以可控的速度逐渐释放到外部环境中。

这种释放机制是通过以下几点实现的，包括缓释基质的破裂、扩散、降解和溶解以及基质间的压力差驱动的渗透等。在持续时间内，活性物质在系统中保持特定的有效浓度[2]。此技术能将生物活性物质从液态转化为固态，便于在特定条件下长期控制释放，加强了活性化合物的功效和稳定性。