研究人员采用两种序贯改性路径对蜡质玉米淀粉（WMS）进行修饰：先经普鲁兰酶脱支再进行辛烯基琥珀酸酐（OSA）酯化，或采用相反序列（先酯化后脱支），分别获得OSA酯化脱支淀粉（OS-DBS，粒径305.45 nm）与脱支OSA酯化淀粉（DB-OSS，粒径166.56 nm）纳米颗粒。脱支处理将WMS与OSS的A型晶体结构转化为无定形状态。傅里叶变换红外光谱（FTIR）与X射线光电子能谱（XPS）分析证实，DB-OSS发生分子内链折叠，导致其表面暴露的OSA基团数量显著低于OS-DBS（p < 0.05）。乳化性能评价显示，DB-OSS表现出更优的乳化能力，界面淀粉吸附值达38.8%。储存28天后，DB-OSS稳定的乳液仍保持结构完整性，仅观察到轻微相分离，乳化指数维持在0.72。综上，酯化-脱支序列可制备具有最优结构特征与乳化性能的淀粉纳米颗粒。
该研究针对天然淀粉颗粒尺寸大、亲水性强、乳化能力有限，难以满足皮克林乳液稳定需求的行业痛点，由黑龙江八一农垦大学食品学院的研究团队开展。现有研究多采用“先脱支后酯化”的序贯改性策略，但关于改性顺序如何调控淀粉纳米颗粒结构、进而决定其界面吸附与乳液稳定机制尚不明确。为此，研究人员系统比较了两种改性顺序——普鲁兰酶脱支结合辛烯基琥珀酸酐（OSA）酯化、以及OSA酯化结合普鲁兰酶脱支——对蜡质玉米淀粉纳米颗粒结构特性及乳化性能的影响，阐明分子组装与界面吸附层面的构效关系。研究证实，先酯化后脱支的工艺路线可获得更小粒径、更优分散性与更高界面吸附能力的淀粉纳米颗粒，显著提升皮克林乳液的长期储存稳定性，为高性能可持续淀粉基乳化剂的设计提供了理论依据，相关成果发表于《Food Chemistry: X》。
研究采用的关键技术方法包括：以蜡质玉米淀粉（amylopectin含量≥97.2%）为原料，通过两种序贯路径制备改性淀粉——路径一为先经普鲁兰酶水解α-1,6-糖苷键制备脱支淀粉（DBS），再对其进行OSA酯化；路径二为先对原淀粉进行OSA酯化得到OSA酯化淀粉（OSS），再进行普鲁兰酶脱支。采用激光粒度分析表征颗粒粒径与多分散指数（PDI），扫描电子显微镜观察颗粒形貌，离子色谱分析支链长度分布，X射线衍射测定相对结晶度，傅里叶变换红外光谱与X射线光电子能谱分析化学结构与表面基团组成，接触角测量表征颗粒表面润湿性。通过高速均质制备皮克林乳液，采用乳化活性指数（EAI）、乳化稳定性指数（ESI）、界面淀粉吸附量、显微观察、离心稳定性与28天储存稳定性实验评价乳液性能。
研究结果如下：
3.1 脱支与OSA酯化顺序对纳米颗粒的影响
3.1.1 颗粒形貌表征：原生WMS呈不规则多面体，OSA酯化未破坏其整体结构；脱支处理后颗粒完全解体为纳米级聚集簇，OS-DBS因疏水作用发生明显团聚，粒径更大（305.45 nm）且PDI更高（0.51）；DB-OSS则因OSA侧链疏水作用诱导分子内折叠，形成更致密的小粒径（166.56 nm）颗粒，PDI低至0.20。
3.1.2 支链长度分布分析：脱支导致短链比例下降，中长链比例上升，平均聚合度增加；OSA酯化过程中碱性环境会选择性水解长B3链，使OS-DBS的中短B1链比例高于DBS。
3.1.3 晶体结构分析：WMS与OSS均为典型A型晶体结构，脱支处理彻底破坏长程有序结构，使所有脱支样品转为无定形态，相对结晶度降至10%-12%；OSA取代基的空间位阻进一步抑制了脱支淀粉纳米颗粒的有序重排。
3.1.4 特征基团分析：FTIR光谱证实OSA成功接枝，DB-OSS的酯羰基与羧酸盐特征峰强度高于OS-DBS，暗示其整体OSA取代度更高。
3.1.5 取代度（DS）：OS-DBS的DS（1.09×10-2）低于OSS（1.34×10-2），源于脱支淀粉纳米颗粒的聚集阻碍了OSA试剂渗透；DB-OSS的DS（1.20×10-2）略低于OSS，归因于酯键水解与含OSA短链的损失。
3.1.6 ζ电位：脱支使DBS表面负电荷密度降低；OSA酯化引入羧基使电位负值增大；DB-OSS因更多OSA基团包埋于颗粒内部，表面有效电荷密度低于OS-DBS。
3.1.7 颗粒表面润湿性：DB-OSS的接触角（72.06°）低于OS-DBS（76.06°），与其表面暴露OSA基团较少的结果一致，但仍接近90°的理想两亲平衡点。
3.1.8 表面组成分析：XPS结果显示，DB-OSS表面OSA基团含量仅为0.42%，远低于OS-DBS的0.88%，证实大量OSA基团被包埋于颗粒内部，这是其表面润湿性与ζ电位较低的结构基础。
3.2 皮克林乳液
3.2.1 EAI与ESI：DB-OSS稳定的乳液EAI与ESI均显著高于OS-DBS，体现更优的界面吸附效率与稳定能力。
3.2.2 粒径分布：DB-OSS稳定的乳液液滴粒径最小且分布最窄，归因于其更小的颗粒尺寸与更高的短链含量，可促进快速界面吸附并形成致密界面膜。
3.2.3 微观形貌与储存稳定性：储存28天后，DB-OSS稳定的乳液仅出现轻微相分离，乳化指数（EI）保持在0.72，界面淀粉吸附量达38.80%，远高于OS-DBS的31.38%，光学显微镜观察显示其液滴均匀、无明显絮凝与聚结。
3.2.4 离心稳定性：DB-OSS稳定的乳液经离心后仍保留更厚的乳化层，证明其抵抗外力相分离的能力更强。
讨论与结论部分指出，改性顺序通过调控OSA基团的空间分布决定淀粉纳米颗粒的最终结构：先酯化后脱支的路线中，OSA侧链的疏水相互作用驱动短直链淀粉发生分子内折叠，形成粒径小、分散性好的DB-OSS颗粒，其高短链含量与小尺寸特性促进其在油水界面的快速扩散与高效吸附，构建致密的界面屏障，从而实现优异的乳液长期稳定。反之，先脱支后酯化的路线因颗粒间疏水聚集导致粒径增大、界面吸附能力下降。该研究揭示了序贯改性的结构调控机制，为淀粉基乳化剂的精准设计提供了新策略。同时研究人员指出，当前工艺的产品回收率较低，未来需优化酶解参数并探索超滤等替代回收方法以提升工业化可行性。
