限域結晶法制備載β-胡蘿卜素的氧化淀粉水凝膠球

白 杰，屈殷子，王珊珊，華 姍，朱雨婷，李 媛

（中國農業大學食品科學與營養工程學院，北京 100083）

近年來，食源性生物活性物質例如多酚、類胡蘿卜素等，因具有抗氧化、抗癌、輔助降血糖、降血脂等功能受到越來越多的關注[1]。然而該類分子大多在水中溶解度極低，限制其在食品中的應用，同時在人體中的吸收率較低，影響其發揮健康功效。β-胡蘿卜素是廣泛存在于植物、藻類與真菌中的四萜類碳氫化合物，分子式為C40H56，是一種重要的天然食用色素，也可以用作營養強化劑[2]。β-胡蘿卜素是VA的前體，一分子的β-胡蘿卜素可以轉化為兩分子的VA，是人體VA的主要來源[3]。β-胡蘿卜素能夠清除體內單線態分子氧與過氧自由基，具有較高的抗氧化活性[4-5]，對癌癥與心腦血管等疾病具有一定預防作用[6]。然而β-胡蘿卜素對光、熱、氧極為敏感，易發生降解、氧化、異構化、光敏化等反應，導致生物活性降低。另外β-胡蘿卜素不溶于水，微溶于植物油，極大程度限制了β-胡蘿卜素在食品中的應用[7]。為提高β-胡蘿卜素的穩定性，擴大其應用范圍，采用食品大分子運載體系對其進行增溶穩定成為近年來食品領域中的一個研究熱點，目前用于包埋β-胡蘿卜素的運載體系有乳液[8]、凝膠[9]、微膠囊[10]、納米顆粒[11]和分子復合物[12]等。

淀粉因其來源廣、成本低、生物相容性好等優勢，被廣泛應用于食品和生物醫藥領域，運載食品活性因子或藥物分子至靶向部位，提高食品活性因子穩定性或藥物輸送效率[13]。天然淀粉由于缺乏可電離基團，在水中溶解度小，吸附率較低，限制其作為優質載體的制備材料。通過對淀粉改性的技術手段可以改進淀粉的理化特性，擴展其應用范圍。常用的淀粉改性方法有酸解、酶解、氧化、酯化和交聯等[14-15]。其中，氧化淀粉的應用較為廣泛，通過引入羧基增強其電荷性和吸附性。2,2,6,6-四甲基-1-哌啶氧基（2,2,6,6-tetramethylpiperidin yloxy，TEMPO）是一種能夠在水環境中溫和發生氧化反應的綠色環保催化劑，TEMPO/NaClO/NaBr氧化體系可以將多糖糖單元上的C6位羥基氧化為羧基，氧化度精確可控，如圖1所示[16]。氧化淀粉可通過離子配位交聯和共價交聯等手段制得高荷載率的載體，同時具有緩控釋、高吸附等效果[17]。研究者[18-20]使用三偏磷酸鈉化學交聯TEMPO氧化淀粉，形成一種新型的生物相容性良好的微凝膠體系，已被開發利用于花色苷和蛋白的遞送。Zhao Luhai等[21]利用交聯后的氧化淀粉制作一系列具有不同電荷密度和交聯密度的微凝膠，并利用這種可生物降解的微凝膠系統控制溶菌酶的攝取和釋放。Jiang Yumeng等[22]利用TEMPO氧化淀粉與靶向肽RGD結合，制備具有高度生物相容性的納米載體靶向遞送阿霉素至腫瘤組織，并在細胞和動物水平均顯示增強的抗癌效果。

圖 1 TEMPO催化氧化淀粉示意圖Fig. 1 Schematic diagram of 2,2,6,6-tetramethylpiperidinyloxy catalytic oxidation of starch

本研究提出利用限域結晶法制備一種能夠運載β-胡蘿卜素的氧化淀粉水凝膠微球。利用易揮發的有機溶劑（二氯甲烷）溶解β-胡蘿卜素后作為內油相（O1）與氧化淀粉溶液（外水相，W）混合形成O1/W初乳，將所得初乳與FeSO4·7H2O溶液混合后滴加至外油相（O2），高速剪切后可形成O1/W/O2雙重乳液，再向體系中通入氧氣將Fe2＋氧化為Fe3＋，Fe3＋在水溶液（W）中與氧化淀粉上羧基交聯，形成穩定的淀粉水凝膠球。淀粉水凝膠球中的內油相（O1）揮發后，留下β-胡蘿卜素在淀粉球內結晶，即可實現β-胡蘿卜素的高效運載。這種氧化淀粉水凝膠球可作為一種新型食品運載體系，具有較高的裝載率，為提高生物活性物質的穩定性與生物利用率提供理論指導。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

馬鈴薯淀粉（分析純） 荷蘭AVEBE公司；2,2,6,6-四甲基-1-哌啶氧基、三偏磷酸鈉（均為分析純）美國Sigma公司；β-胡蘿卜素（分析純） TCI（上海）化成工業發展有限公司；液體石蠟（化學純） 西隴化工股份有限公司；FeSO4·7H2O（分析純） 國藥集團化學試劑有限公司；NaBr、NaBH4、正己烷、石油醚、二氯甲烷、乙酸乙酯（均為分析純） 北京化工廠有限責任公司。

1.2 儀器與設備

RTCB S25磁力攪拌器、T18 Basic高速剪切機德國IKA公司；UB100i顯微鏡 武漢奧浦信息技術有限公司；SP2共聚焦熒光顯微鏡 德國徠卡公司；JSM-6700掃描電子顯微鏡（scanning election microscope，SEM）日本電子公司；MASTERSIZER 3000激光粒度儀 英國馬爾文儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 TEMPO氧化淀粉的制備

參照De Nooy等[23]的方法進行。將8.1 g馬鈴薯淀粉緩慢溶解于500 mL沸水中，冰浴降溫至8～10 ℃，將提前溶解好的TEMPO（0.648 g）溶液與NaBr（3.24 g）溶液加入上述溶液中，利用NaOH溶液調節pH 10。淀粉氧化度由加入0.5 mol/L NaOH與pH 10 NaClO4溶液的量控制，氧化度為90%的淀粉需要NaOH溶液的量為90 mL。氧化過程中，逐滴滴加0.5 mol/L NaOH與pH 10的NaClO4溶液，維持體系pH 10，溫度為8～10 ℃。當加入規定量的NaOH后，加入10 mL的無水乙醇終止反應。5 min后加入NaBr，攪拌1 h。之后利用鹽酸調節pH 3，攪拌1 h以除去多余的NaBr。最后將溶液pH值調節為中性。氧化反應結束后，在攪拌的狀態下向體系中加入1.5 倍體積的乙醇以析出氧化淀粉，靜置后抽濾得到氧化產物。利用無水乙醇洗滌3 次除去雜質。最后將所得產物放入通風櫥內揮發乙醇后研磨保留。所得產物即為氧化度為90%的氧化淀粉（DO90）。

1.3.2 限域結晶法制備載β-胡蘿卜素的淀粉水凝膠球

將一定量的β-胡蘿卜素粉末溶于有機溶劑中作為分散相（O1）；氧化淀粉溶液作為連續相（W），加入質量分數3%的Tween 80。分散相與連續相按體積比1∶8混合后12 000 r/min剪切10 min，獲得O/W初乳。準確稱取一定量的交聯劑FeSO4·7H2O，溶于pH 3的鹽酸中，取50 μL FeSO4·7H2O溶液與200 μL上述O/W初乳混合后逐滴加入到溶有Span 80（0.75 g）的20 mL液體石蠟中。25 ℃條件下通入氧氣交聯10 min形成淀粉微球。10 000 r/min離心10 min獲得微球沉淀后先用正己烷清洗3 次（5 000 r/min，3 min），再用甲醇清洗3 次，接著水洗3 次，除去外油相和殘留反應試劑。制得的微球通入氮氣干燥至少20 min后置于pH 3的HCl溶液中保存。

1.3.3 內油相（O1）有機溶劑的確定

β-胡蘿卜素因其弱極性分子結構而不溶于水，能夠溶于四氫呋喃、甲苯等有機溶劑，但這些溶劑因具有一定的毒性而不能應用于食品與藥品中[24]。根據β-胡蘿卜素的溶解度以及有機溶劑的揮發性挑選出石油醚、二氯甲烷、正己烷、乙酸乙酯4 種試劑作為內油相（O1）制備淀粉球水凝膠球。利用顯微鏡觀察制得的淀粉微球形態確定合適的內油相。

1.3.4 水相（W）氧化淀粉質量分數的確定

為探究淀粉質量分數對于形成載β-胡蘿卜素氧化淀粉微球的影響，設置質量分數為1%、2%、3%、5%和10%氧化淀粉溶液作為水相制備O1/W初乳，利用顯微鏡與SEM觀察其淀粉球形態及微觀結構，通過不同氧化淀粉制備水凝膠球的穩定性確定氧化淀粉溶液的最佳質量分數。

1.3.5 交聯劑FeSO4·7H2O用量的確定

交聯劑FeSO4·7H2O溶于pH 3鹽酸溶液中與O/W初乳混合后逐滴加入到液體石蠟中。體系中通入氧氣將Fe2＋氧化為Fe3＋，25 ℃條件下Fe3＋與氧化淀粉上羧基交聯10 min形成淀粉球。分別設置羧基與鐵離子的物質的量比為9.17∶1、6.61∶1、4.58∶1、3.00∶1與2.29∶1，在相同質量分數氧化淀粉溶液的條件下比較不同交聯劑用量對氧化淀粉水凝膠球的影響，并利用顯微鏡觀察其形態。

1.3.6 氧化淀粉水凝膠微球的粒徑分布

使用激光粒度儀進行測量。稱取一定量氧化淀粉水凝膠微球分散于水中，質量濃度為0.05 mg/mL，測量前水浴超聲2 min分散。測量溫度為25 ℃，激光遮光度在2%～3%之間。

1.3.7 氧化淀粉水凝膠球的微觀結構

利用SEM觀察氧化淀粉球吸水膨脹后表面形態，用滴管吸取少量溶解于pH 3鹽酸溶液中的微球，滴于云母片上，在空氣中自然風干后噴金處理進行觀察，加速電壓為20 kV。

利用共聚焦熒光顯微鏡觀察裝載β-胡蘿卜素的微球，由于β-胡蘿卜素是天然熒光染料，可直接觀察其熒光，樣品置于共聚焦顯微鏡載玻片上，采用100 倍鏡和具有488 nm激發的氬/氪激光進行觀察。

1.3.8β-胡蘿卜素裝載率的測定

易揮發的有機溶劑（二氯甲烷）溶解定量β-胡蘿卜素后作為內油相（O1）與氧化淀粉溶液（W）混合制成初乳，將初乳滴加到外油相（O2）制成O1/W/O2雙重乳液，水相中Fe3＋與氧化淀粉中羧基交聯后形成穩定的淀粉水凝膠球，離心獲得微球。烘干后內油相（O1）揮發，留下β-胡蘿卜素在淀粉球內結晶，稱取裝載β-胡蘿卜素淀粉球的質量計算β-胡蘿卜素的裝載率。計算公式如下：

式中：A1為體系內β-胡蘿卜素質量；A2為裝載β-胡蘿卜素淀粉微球質量。

1.4 數據分析

所有實驗均進行3 次平行測定，數據分析采用Excel軟件，結果表示為 ±s。圖表分析采用Image J處理。

2 結果與分析

2.1 裝載β-胡蘿卜素的淀粉水凝膠球的制備

圖 2 限域結晶法制備裝載β-胡蘿卜素的氧化淀粉水凝膠球示意圖Fig. 2 Preparation of oxidized starch hydrogels encapsulating β-carotene by confined crystallization

β-胡蘿卜素在水溶液中溶解性極差，但易溶于氯仿、氯化烴等有機溶劑中。如圖2所示，利用易揮發的有機溶劑如二氯甲烷等溶解β-胡蘿卜素作為內油相（O1），與氧化淀粉溶液（W）混合后通過高速剪切制得O1/W初乳。在pH 3的鹽酸溶液中，交聯劑FeSO4·7H2O與O1/W初乳混合后逐滴加入到液體石蠟中制備成O1/W/O2乳液。體系中通入氧氣，將Fe2＋氧化為Fe3＋進行交聯，在水相中與氧化淀粉葡萄糖單元上的羧基配位交聯，形成粒徑為（15.2±2.1）μm的氧化淀粉水凝膠球，利用純氧吹干水凝膠球使得二氯甲烷揮發，制得的微球置于pH 3的鹽酸溶液中保存。淀粉水凝膠球中的內油相（O1）揮發后β-胡蘿卜素留在淀粉球內結晶，即可實現β-胡蘿卜素的裝載。本研究利用FeSO4·7H2O作為氧化淀粉交聯劑，體系中通入氧氣將Fe2＋氧化為

Fe3＋與氧化淀粉上的羧基鰲合。根據Chen Xiaodong等[25]的研究，Fe3＋與羧基的配位模式主要有兩種，單齒與雙向橋接，雙向橋接的比例更大，這兩種交聯方式使得氧化后的淀粉鏈形成致密的網狀結構，獲得更為穩定的水凝膠微粒運載體系。Wang Shanshan等[26]采用三偏磷酸鈉交聯TEMPO氧化淀粉形成凝膠用于吸附包含β-胡蘿卜素的納米乳液，結果表明可以有效提高β-胡蘿卜素的生物活性，且可以在腸環境中特異性釋放。相較于淀粉水凝膠球吸附乳液，直接利用限域的方式將β-胡蘿卜素裝載在氧化淀粉水凝膠球內使得裝載率更高，可達到（29±3.2）%。利用氧化淀粉水凝膠微球在溶液中易于溶解，可有效提高β-胡蘿卜素在溶液中的生物利用率和穩定性，并達到緩釋目的。

2.2 有機溶劑的選擇

圖 3 包埋β-胡蘿卜素的氧化淀粉微凝膠光學圖像Fig. 3 Optical images of oxidized starch hydrogels encapsulating β-carotene dissolved in petroleum ether, methylene chloride, hexaneor ethyl acetate

選取石油醚、二氯甲烷、正己烷、乙酸乙酯4 種有機溶劑作為內油相（O1）制備水凝膠氧化淀粉球，并將淀粉球溶解在pH 3的鹽酸溶液中置于顯微鏡中觀察，結果如圖3所示。使用乙酸乙酯、正己烷溶解β-胡蘿卜素作為內油相（O1），得到的氧化淀粉水凝膠微球的內部乳液融合為整個乳滴，沒有均勻粒徑較小的乳滴存在，穩定性較差，導致裝載率很低，所以不適合作為內油相。相比較而言，二氯甲烷和石油醚兩種有機溶劑作內油相時，氧化淀粉水凝膠內部包埋β-胡蘿卜素乳液滴分布均勻，較為穩定。因此二氯甲烷和石油醚是比較適合的內油相。此外，β-胡蘿卜素在石油醚、二氯甲烷比在正己烷、乙酸乙酯中溶解度高，內油相中溶解度越高會使β-胡蘿卜素的裝載率越高。選取的4 種易揮發有機試劑，其中二氯甲烷的沸點是39.5 ℃，石油醚的沸程在40～80 ℃之間，相比之下二氯甲烷比石油醚更易揮發，易揮發的有機溶劑殘留在氧化淀粉水凝膠微球中的可能

性更小。因而選擇二氯甲烷作為溶解β-胡蘿卜素的有機溶劑。為避免有機試劑殘留影響載體的食品安全性，利用體系中通入純氧干燥水凝膠淀粉球，既可以保證Fe3＋的穩定性，也可以充分揮發有機試劑，避免其殘留。水凝膠球中內部包埋的有機試劑揮發使得β-胡蘿卜素結晶在氧化淀粉球網絡結構中，達到裝載的目的。

2.3 氧化淀粉溶液質量分數的選擇

圖 4 不同氧化淀粉質量分數包埋β-胡蘿卜素的氧化淀粉微凝膠光學圖像Fig. 4 Optical images of oxidized starch hydrogels encapsulating β-carotene with different concentrations of oxidized starch

如圖4所示，當氧化淀粉溶液質量分數1%、2%時，聚合物松散無形，不能形成球形完整的氧化淀粉微球。這種現象表明氧化淀粉質量分數過低時，雙重乳液不穩定，無法形成完整球形，內部初乳容易逃逸到外油相石蠟中，使得β-胡蘿卜素的裝載率降低。當質量分數大于3%時，即可形成球形完好的氧化淀粉水凝膠微球，且隨著氧化淀粉質量分數增加，雙重乳液相較穩定，鐵交聯氧化淀粉形成的微球球形完整。另外實驗發現，氧化淀粉溶液質量分數越高，形成微球時間越短，交聯反應越容易，形成的微球結構也越致密緊實。可見，氧化淀粉質量分數是形成穩定的氧化淀粉微球的重要因素。因此，10%作為最佳質量分數制備淀粉凝膠球。

2.4 交聯劑使用量的選擇

氧化淀粉水凝膠微球形成依賴于Fe3＋與氧化淀粉上羧基的配位交聯，金屬離子與糖之間的相互作用已經被廣泛研究。例如，利用Fe3＋與蔗糖、葡聚糖或淀粉等相互作用研發新的補鐵劑，研究表明糖類能夠穩定三價鐵氧化物，提高鐵的利用率[27]。這種相互作用也廣泛應用于藻酸鹽水凝膠的形成，海藻酸是β-D-甘露糖醛酸（M）與α-L-古洛糖醛酸（G）通過1,4-糖苷鍵共價結合形成的，金屬陽離子如Ca2＋、Sr2＋、Ba2＋等鰲合藻酸鹽的β-羧酸鹽基團形成離子型水凝膠[28]。其中在海藻酸鹽分子鏈中的古洛糖醛酸區（G）更容易與Ca2＋相互作用，兩條海藻酸鹽分子鏈中的古洛糖醛酸塊間結合Ca2＋后形成一個洞狀親水區域，還會與α-L-古洛糖醛酸區（G）片段上的O原子發生螯合作用形成“蛋盒”形穩定的結構[29]。但是Ca2＋與氧化淀粉中羧基間的作用與鈣與海藻酸鹽的作用不同，Ca2＋不能與氧化淀粉中的羧基形成“蛋盒”模型，導致Ca2＋交聯的氧化淀粉微球并不穩定[30]。

圖 5 不同羧基與鐵物質的量比的氧化淀粉微膠囊包覆β-胡蘿卜素光學圖像Fig. 5 Optical images of oxidized starch hydrogels encapsulating β-carotene with different molar ratios of carboxyl group to Fe3+

Fe3＋也可以交聯形成穩定的藻酸鹽水凝膠可應用于細胞培養，比Ca2＋交聯的凝膠細胞黏附力更強。雖然Fe2＋也有能力交聯海藻酸鹽，但它是一種“軟”金屬陽離子，傾向于結合含有氮和硫的中性配體原子。相反，Fe3＋是“硬”金屬陽離子的典型代表，優先結合氧原子以及帶負電荷的配體如羧酸鹽、酚鹽或異羥肟酸酯組分[31]。本研究在體系中通入氧氣將Fe2＋氧化為Fe3＋，利用Fe3＋與氧化淀粉上的羧基進行交聯形成氧化淀粉水凝膠球。參考Chen Xiaodong等[25]對鐵交聯的魔芋多糖微球的研究中羧基與鐵最佳物質的量比為8.61∶1。如圖5所示，不同交聯劑用量均可以形成一定量的微球。但是在羧基和FeSO4·7H2O物質的量比為9.17∶1與6.61∶1時制備的微球經冷凍干燥處理后微球發生破碎，說明交聯度越小微球越脆弱。如圖5E所示，當交聯劑的量過高時，形成結構過于穩定的微球，在弱堿溶液中不易破損，無法釋放裝載的β-胡蘿卜素。羧基與鐵的物質的量比為4.58∶1時制得的氧化淀粉水凝膠球最為合適。

2.5 裝載β-胡蘿卜素的氧化淀粉水凝膠微球的表征

圖 6 裝載β-胡蘿卜素的氧化淀粉微球SEM圖Fig. 6 SEM photographs of oxidized starch hydrogels encapsulating β-carotene

如圖6所示，3%氧化淀粉形成的微球表面十分疏松，貌似“爆米花”狀，具有較大的比表面積。而10%的氧化淀粉微球的表面有較多孔隙，這是微球在干燥時二氯甲烷揮發所導致的。另外，3%氧化淀粉制得的微球對β-胡蘿卜素裝載率為（14±2.4）%，而10%的氧化淀粉微球的裝載率為（29±3.2）%，這是由于3%氧化淀粉制得的微球不如10%氧化淀粉制得的微球穩定，有機試劑揮發時對微球表面影響很大。同時，低質量分數的氧化淀粉交聯速度較慢，需要更長的交聯時間，內油相逃逸到外油相的可能性更大，降低了β-胡蘿卜素的裝載率。考慮到3%氧化淀粉制得的微球比表面積較大，結構疏松多孔，在吸附方面具有一定前景，可以吸附蛋白質、酶和多肽等生物活性物質等，繼續發揮氧化淀粉水凝膠載體的優越性[32]。圖6B顯示，10%氧化淀粉制得的微球的粒徑主要分布在5～10 μm之間，而馬爾文粒徑儀測得的粒徑為（15.2±2.1）μm，這是因為淀粉親水能力強，氧化淀粉水凝膠微球具有一定的吸水膨脹率，在水溶液中吸水膨脹，表現為更大的粒徑。

2.6 β-胡蘿卜素在氧化淀粉水凝膠微球的分布

通過限域結晶法成功制得氧化淀粉水凝膠微球，利用共聚焦熒光顯微鏡觀察β-胡蘿卜素在其中的分布，由于β-胡蘿卜素是天然的熒光分子，可直接進行觀察。由圖7A所示，氧化水凝膠微球內部含有來自β-胡蘿卜素的熒光，證明淀粉球對其裝載能力。選取其中單個微球利用Image J分析熒光強度分布，如圖7B所示，β-胡蘿卜素均勻分布于淀粉水凝膠球內部。氧化淀粉水凝膠可以很好地分散在水中，因而可以有效提高β-胡蘿卜素在水中的分散性，Kim等[33]將含有β-胡蘿卜素的乙醇逐滴添加到淀粉糊中，依靠非特異性作用力將β-胡蘿卜素包封在分散性良好的淀粉復合物中（粒徑＜900 nm）。但是單純的混合使得淀粉對β-胡蘿卜素保護作用變弱，且保留率過低。

圖 7 裝載β-胡蘿卜素的氧化淀粉微球共聚焦圖Fig. 7 CLSM image and fluorescence intensity distribution of oxidized starch hydrogels encapsulating β-carotene

Boon等[34]研究發現乳液的pH值對包埋活性物質的穩定性具有顯著影響，在pH 4及以下的乳液中快速降解。在模擬胃環境中（pH＜2），納米乳劑中的β-胡蘿卜素降解更快[35]。相比較乳液體系而言，在低pH值條件時Fe3＋更為穩定地交聯淀粉，使得氧化淀粉水凝膠微球在很大程度上不受胃酸的影響，保護微球中β-胡蘿卜素的穩定性。當氧化淀粉水凝膠置于腸道堿性環境中，交聯劑Fe3＋不穩定易形成沉淀，使得淀粉水凝膠球逐漸破裂釋放出里面裝載的β-胡蘿卜素，達到活性化合物的腸道響應性釋放的目的。Wang Shanshan等[36]研究表明氧化淀粉微球在腸環境中特異性釋放β-胡蘿卜素，且有效改善裝載活性分子的熱穩定性與貯藏穩定性。Shi Mengxuan等[37]同樣利用Fe3＋交聯氧化魔芋葡甘聚糖上的羧基，并利用殼聚糖作為涂層開發了負載多種抗氧化劑的pH值響應微球，應用于腸道特異性遞送。綜上所述，氧化淀粉水凝膠微球具有腸特異性釋放β-胡蘿卜素的潛力。

3 結 論

本研究通過限域結晶法，即利用可揮發的有機溶劑有效提高β-胡蘿卜素的溶解度，將β-胡蘿卜素限制于交聯后的氧化淀粉球內以提高其裝載率，制得粒徑均勻的氧化淀粉水凝膠微球，能夠提高β-胡蘿卜素的穩定性、水溶解性與分散性，并在堿性環境中如腸環境中釋放出裝載的β-胡蘿卜素，提高其生物利用率。因使用的有機溶劑易揮發，避免有機溶劑對食品安全性的影響。另外，探究不同有機溶劑、質量分數氧化淀粉溶液、交聯劑使用量對形成氧化淀粉水凝膠的影響，選擇制備氧化淀粉水凝膠的最佳條件。考慮到β-胡蘿卜素的溶解度以及有機溶劑的揮發性，選擇二氯甲烷為內油相（O1），氧化淀粉溶液質量分數為10%時，制得的淀粉球孔徑較小，轉載率高；當氧化淀粉上的羧基與交聯劑Fe3＋的比例為4.58∶1時，制得的淀粉球穩定且易于在堿性環境中釋放出裝載的β-胡蘿卜素。這種氧化淀粉水凝膠球可以進一步發揮淀粉載體價廉、無毒、水溶性好的優勢，提高生物活性物質的穩定性與生物利用率，擴大脂溶性化合物的使用范圍，可以為設計和開發新一代功能食品載體提供一定的理論依據。