生物质与生物能源团队博士生在生物基功能材料领域取得新进展

近日，国际食品领域期刊Food Chemistry（中科院一区，影响因子9.8）发表了我院生物质与生物能源团队博士生赵贵兰在生物基功能材料研究方面的新进展。该研究创新性地利用木质素纳米颗粒与乳清蛋白协同组装，成功构建了高性能、高内相皮克林乳液体系，为木质素资源的高值化利用及绿色生物材料开发提供了新思路。

木质素是植物细胞壁的重要组成部分，也是自然界中最丰富的天然芳香族高分子之一。然而，在传统生物质加工过程中，大量木质素往往被低值利用甚至废弃。如何实现木质素的高附加值转化，是生物质资源利用领域的重要科学问题。与此同时，高内相皮克林乳液由于分散相体积分数高、包封效率高和流变性能优良，在食品加工、多孔材料模板及药物递送等领域具有重要应用潜力，但其稳定性高度依赖高性能固体颗粒稳定剂。

针对这一问题，研究团队创新性地将木质素纳米颗粒与天然乳清蛋白进行协同整合。通过反溶剂法制备木质素纳米颗粒，并与乳清蛋白构建复合界面颗粒，利用静电引力在油水界面形成粘弹性膜，实现了天然生物分子的协同稳定效应。研究表明，当木质素纳米颗粒与乳清蛋白质量比为8:8时，可形成单分散纳米复合颗粒，其三相接触角接近90°，能够牢固锚定在油水界面并形成致密稳定的界面膜。

在最优条件下，该复合颗粒稳定的高内相乳液粒径小于20 μm，具备更高的粘度和弹性模量，以及更好的触变恢复性能。同时，该体系表现出优异的环境稳定性。在4 ℃下储存90天仍保持稳定结构，在90 ℃高温处理及1000 mM NaCl高盐环境中依然保持良好的稳定性，显著提升了乳液体系对复杂加工环境的适应能力。此外，该乳液对姜黄素具有良好的包封与保护作用。在96 h紫外照射条件下，姜黄素保留率仍可达到78%，显著高于传统油相体系，展现出在光敏性生物活性成分递送方面的潜在优势。

该研究不仅为农业副产物木质素高值化利用提供了新的技术途径，也为功能食品中生物活性物质的包封与递送、高温高盐食品体系的优化设计提供了新的解决方案。未来，该策略有望在功能性食品加工、药物缓释以及化妆品制备等领域发挥重要作用，为绿色生物制造和生物基材料开发提供重要支撑。

图1 木质素纳米颗粒与乳清蛋白协同制备Pickering乳液的机理模型

图2 木质素纳米颗粒-乳清蛋白Pickering乳液在包埋递送方面的应用

湖北工业大学彭良才教授、王艳婷教授为本文通讯作者。该研究得到国家自然科学基金（32470273, 32570317, 32170268, 32101701）、湖北省自然科学基金杰出青年基金（2024AFA100）、高等学校学科创新引智计划（D17009）以及湖北工业大学高层次人才专项资金（GCC20230001）的资助。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2026.148452