2024年1月，南京财经大学食品科学与工程学院汤晓智、高成成（通讯作者）在国际TOP期刊Food Hydrocolloids（Q1，IF: 10.7）发表题为“Structure and functionality of cinnamaldehyde/chitosan/gum Arabic based composite nanoparticles”的研究性论文。

壳聚糖具有低免疫原性、良好的生物相容性和可降解性、无毒性等优点，被认为是一种很有前途的生物材料。壳聚糖基纳米颗粒是一种重要的应用形式，可作为药物、基因或生物活性物质的载体。为了改善或丰富壳聚糖基纳米颗粒的功能，通常与其他组分结合使用。阿拉伯胶是一种广泛应用于食品工业的两亲性阴离子多糖。阿拉伯胶被证实可以提高壳聚糖的界面活性。 肉桂精油是一种天然活性植物提取物，其主要化学成分是肉桂醛，与壳聚糖可以发生席夫碱反应提高壳聚糖的界面活性、抗菌性和抗氧化性。本文研究了壳聚糖、阿拉伯胶和肉桂醛的混合顺序以及肉桂醛的浓度对复合纳米颗粒结构和功能的影响，以期为壳聚糖基纳米颗粒在食品和医疗领域的应用奠定基础。

研究亮点

本文系统研究了壳聚糖、阿拉伯胶和肉桂醛的混合顺序以及肉桂醛的浓度对复合纳米颗粒结构和功能的影响。提出了混合顺序导致结构差异的机理，并构建了复合颗粒结构与功能的构效关系。

研究结论

研究表明肉桂醛、壳聚糖与阿拉伯胶之间发生了非共价反应和席夫碱反应。当壳聚糖与阿拉伯胶(CS-GA-1:0.3)混合时，复合纳米颗粒呈扁平球形，结构紧凑，具有更高的粒径、Zeta电位和润湿性，界面张力较低。当肉桂醛先与壳聚糖或阿拉伯胶(GA-1:0.3和CS-1:0.3)混合，再加入高浓度的肉桂醛(CS-GA-1:0.6和CS-GA -1:0. 2)时，纳米颗粒的结构致密性和形态规合性被削弱，导致接触角减小，界面张力增大。所有纳米颗粒均可作为皮克林乳状液稳定剂。当壳聚糖与肉桂醛的质量比达到1:0.6及以下时，复合纳米颗粒表现出明显的抗菌性能。

图文赏析

图1 肉桂醛、壳聚糖、阿拉伯胶复合机理图

图2 纳米颗粒分散液的 pH,浊度 (A) 和外观(B) (B: 从左到右, CS-GA-1: 0, CS-GA-1: 0.3, CS-GA-1: 0.6, CS-GA-1: 0.9, CS-GA-1: 1.2, GA-1:0.3, CS-1:0.3)

图3 复合纳米颗粒的粒径, PDI (A) 和Zeta 电位 (B)

图4 复合纳米颗粒的小角X射线散射强度曲线 (A)，Kratky plot (B) and PDDF (C)

图5 复合纳米颗粒稳定的乳液的光学显微图 (A), 平均粒径和Zeta电位 (B), 储存3天后的外观图 (C) ,(C: 从左到右 CS-GA-1: 0, CS-GA-1: 0.3, CS-GA-1: 0.6, CS-GA-1: 0.9, CS-GA-1: 1.2, GA-1:0.3, CS-1:0.3)

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2023.109220