本研究通過同軸靜電紡絲將β-胡蘿卜素封裝在兩種不同的食品水膠體基質中，即純普魯蘭多糖（PUL）及其與乳清蛋白分離物（WPI）的混合物（WPI:PUL重量比為30:70）。β-胡蘿卜素在生成的WPI:PUL（30:70w/w）和PUL納米纖維中的包封率分別達到了90%和95%。在檢查的各種操作參數中，對包封效率影響最大的因素是油-β-胡蘿卜素溶液（芯材）的流速。使用純普魯蘭多糖作為壁材獲得了更均勻的線狀納米纖維，而WPI:PUL（30:70w/w）共混物沿纖維軸周期性地形成具有珠狀形態的納米結構。β-胡蘿卜素降解動力學遵循明顯的一級反應模型，檢查的所有基質和儲存溫度（25℃，35℃，45℃）在中等水活性水平下的速率常數最高。降解動力學似乎與纖維聚合物組分的分子流動性（即非晶態壁材的物理狀態）沒有直接關系，因為即使在低于其玻璃化轉變溫度（Tg）的溫度下，β-胡蘿卜素的損失也很明顯。與純PUL相比，電紡WPI:PUL納米纖維更適合作為載體，在不同的儲存溫度、aw水平和UV-Vis照射下延遲β-胡蘿卜素的氧化。總體而言，使用WPI:PUL（30:70w/w）混合物作為封裝載體的同軸靜電紡絲工藝似乎是制備富含β-胡蘿卜素的功能性食品或膳食補充劑的有效技術。
圖1.β-胡蘿卜素負載電紡WPI:PUL（30:70w/w）（a）和PUL（b）納米纖維的EE%預測值與實際值的對比圖。
圖2.響應面和等高線圖顯示了殼溶液流速、核溶液流速、外加電壓對β-胡蘿卜素負載WPI:PUL（30:70w/w）納米纖維的EE%的影響。殼溶液流速與核溶液流速的關系（外加電壓：21kV，針尖至收集器距離：18cm）（a）；核溶液流速與外加電壓的關系（殼溶液流速：2.2mL/h，針尖至收集器距離：18cm）（b）；殼溶液流速與外加電壓的關系（核溶液流速：0.15mL/h，針尖至收集器距離：18cm）（c）。
圖3.響應面和等高線圖顯示了殼溶液流速、核溶液流速、外加電壓對β-胡蘿卜素負載PUL納米纖維的EE%的影響。外加電壓與核溶液流速的關系（殼溶液流速：2.2mL/h，針尖至收集器距離：18cm）（a）；外加電壓與殼溶液流速的關系（核溶液流速：0.15mL/h，針尖至收集器距離：18cm）（b）。
圖4.電紡β-胡蘿卜素-WPI:PUL（30:70w/w）（a）（工藝條件：2.00mL/h，0.10mL/h，19kV和17cm）和β-胡蘿卜素-PUL（b）（工藝條件：2.40mL/h，0.10mL/h，23kV和19cm）納米纖維的SEM圖像。比例尺10μm。
圖5.在玉米油中的純β-胡蘿卜素溶液（a）、干燥的PUL（b）和WPI:PUL（30:70w/w）（c）納米纖維，干燥的β-胡蘿卜素負載WPI:PUL（30:70w/w）（d）和PUL（e）納米纖維的紅外吸收光譜。
圖6.β-胡蘿卜素負載WPI:PUL（30:70w/w）（a）和PUL（b）納米纖維的水吸附等溫線（溫度25、35和45℃，水活性范圍0.11-0.94）：菱形,25℃；正方形，35℃；三角形，45℃。插圖給出了相應的GAB和BET圖。
圖7.封裝在WPI:PUL（30:70w/w）（a）和PUL（b）納米纖維中并在不同相對濕度環境下平衡（aw=0.0-0.94）的β-胡蘿卜素的代表性DSC掃描；熱譜圖給出了相應樣品的水分含量。
圖8.兩種封裝基質（WPI:PUL（30:70w/w）（正方形）和PUL（實心圓））在三種儲存溫度25℃（a）、35℃（b）和45℃（c）下的Gordon-Taylor圖（Tg與w2）。數據來源于樣品的DSC掃描，這些樣品之前儲存在不同的相對濕度環境中以吸收水分。
圖9.封裝在WPI:PUL（30:70w/w）（正方形）和PUL（圓形）納米纖維中的β-胡蘿卜素的典型一級降解圖（lnC/C0與時間的關系）。
圖10.在不同溫度和相對濕度下儲存的封裝β-胡蘿卜素的降解速率常數的Arrhenius圖。數據對應于用WPI:PUL（30:70w/w）（a）和PUL（b）納米纖維封裝的樣品。
圖11.WLF模型圖說明了用WPI:PUL（30:70）（a）和PUL（b）納米纖維封裝的樣品的降解率（k）和（lnk）-1（插圖）對ΔT=T-Tg的依賴性：菱形，25℃儲存的樣品；正方形，35℃儲存的樣品；三角形，45℃儲存的樣品。
圖12.游離以及WPI:PUL（30:70w/w）和PUL納米纖維封裝的β-胡蘿卜素暴露于UV-Vis輻照時的降解圖（lnC/C0與時間的關系）。
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