淀粉作为最丰富的天然聚合物之一，由于其广泛的可用性、低成本和生物相容性，被广泛用作食品中的成分和添加剂。然而，天然淀粉往往无法满足功能性应用的要求，特别是在活性成分的控制释放系统中（例如缓释片剂或崩解剂），因为其溶解性较差（Elgaied-Lamouchi等人，2021年；Onofre、Wang和Mauromoustakos，2009年）。此外，普通淀粉容易被人体消化酶降解，这限制了其在消化道低段的的应用（Prado、Matulewicz、Bonelli和Cukierman，2009年；Warren、Zhang、Waltzer、Gidley和Dhital，2015年）。这些局限性促使人们选择和开发具有优良物理化学和结构特性的改性淀粉衍生物，如增强的热稳定性和糊化性能、更高的膨胀能力和酶抗性（Huang、Zhou、Jin、Xu和Chen，2016年；Konował、Sulej-Chojnacka和Prochaska，2024年；Liu、Ramsden和Corke，1999年；Loisel、Maache-Rezzoug、Esneault和Doublier，2006年）。
在天然淀粉品种中，高直链淀粉（直链淀粉含量通常>50%）具有独特的功能优势，包括更高的热稳定性和抗性淀粉含量。目前，高直链淀粉已成为膳食补充剂和功能性食品中有前景的成分，旨在调节餐后血糖水平、调节肠道微生物群和支持体重管理。其衍生物也被用作益生元底物，有助于代谢和肠道健康（Li、Dhital和Gidley，2023年；Li、Dhital等人，2019年）。
为了进一步提高高直链淀粉的功能性和应用潜力，特别是作为片剂系统中的崩解剂，采用了多种改性策略。化学改性（例如羧甲基化）可以引入增强亲水性、膨胀能力和pH依赖性释放特性的功能基团（例如羧基）。因此，羧甲基淀粉被广泛用于片剂中，包括膳食补充剂（Assaad、Wang、Zhu和Mateescu，2011年；Hong、Liu和Gu，2016年；Jiang等人，2019年；Lemieux、Gosselin和Mateescu，2009年）。另一方面，物理改性方法（如糊化和冷冻干燥）可以生产出低密度、高比表面积和改善包封能力的多孔淀粉基冷冻凝胶（Bagri、Bajpai和Bajpai，2011年；Wu等人，2024年；Zhu、Schutyser、Boom和Zhang，2024年）。研究表明，预糊化淀粉的溶解性和压缩性能优于天然淀粉（Peerapattana、Phuvarit、Srijesdaruk、Preechagoon和Tattawasart，2010年）。羧甲基淀粉被广泛用作活性成分的载体。例如，在一项研究中，将冻干的E. coli粉末与羧甲基高直链淀粉混合后直接压制成片剂；这些片剂在酸性模拟胃液中保持完整，但在模拟肠道环境中迅速溶解和扩散，从而有效释放细菌（Calinescu、Mulhbacher、Nadeau、Fairbrother和Mateescu，2005年）。淀粉衍生物的控制释放特性取决于其分子特性（例如直链淀粉/支链淀粉比例）和改性功能基团（Hong等人，2016年；Lemos、Marcelino、Cardoso、Souza和Druzian，2021年；Onofre和Wang，2010a）。HS-Cryogel通过膨胀过程促进分散，同时防止湿润碎片的聚集，使其成为化学改性淀粉的可持续替代品。然而，基于淀粉的冷冻凝胶在崩解特性方面的结构基础尚不完全清楚。本研究提出，HS-Cryogel的崩解特性取决于其分子结构，特别是其形成多孔和非晶态结构的能力；这种结构为化学改性淀粉（例如羧甲基淀粉）的绿色替代品的设计提供了新的可能性。
因此，本研究的主要目的是探讨淀粉分子结构与片剂系统中淀粉衍生物（天然淀粉、羧甲基淀粉和冷冻凝胶）释放特性之间的关系。通过选择不同的直链淀粉含量（蜡质淀粉、普通淀粉和高直链淀粉），研究了直链淀粉含量变化对结构、物理化学特性和释放特性的影响，以填补关于淀粉结构特性如何调节片剂崩解的知识空白。本研究进一步通过体外模拟释放试验和释放动力学分析探讨了崩解机制。
