两亲性多糖基聚合物具有在水溶液中自聚集形成胶束的特性而逐渐成为食品脂溶性化合物增溶与控释领域关注和研究的热点之一。但是,与医药领域关注胶束传递系统在消化道、血液及组织液中的热和pH响应及稳定性不同,其在食品中应用的前提是必须能够经受住加工处理的冲击,而大量研究表明食品加工中常用的热或酸碱处理对食品中组分及聚集态结构有显著影响。由此可见,深入研究温度和pH影响两亲性多糖基聚合物胶束化及其增溶和控释食品脂溶性化合物的分子机制,将有助于拓展其在食品领域中的应用范围。本文以β-胡萝卜素（βC）作为食品脂溶性化合物代表物,主要研究内容包括:温度和pH影响辛烯基琥珀酸-燕麦β-葡聚糖酯（OSβG）胶束化的分子机制;温度和pH影响OSβG胶束增溶与控释β-胡萝卜素的分子机制。主要取得如下结果:（1）研究了OSβG胶束化过程和温度、pH对OSβG胶束结构的影响,明确了相应的分子机制。（1）通过水-空气界面动态水接触角和核磁共振氢谱（1H NMR）技术解析,结果发现辛烯基琥珀酸改性使OSβG分子具有双亲性,且在OSβG胶束化过程中,辛烯基琥珀酸链并未完全定位到胶束疏水核,一部分辛烯基琥珀酸链伸向OSβG胶束表面,使得OSβG胶束表面的亲水性降低。1H NMR、傅里叶变换-红外光谱（FT-IR）和X衍射（XRD）等仪器表征试验表明,OSβG胶束化由其分子中辛烯基琥珀酸链之间的疏水作用力所驱动,再通过这种疏水作用力和燕麦β-葡聚糖链之间的氢键协同维持其稳定的核-壳结构。（2）通过动态光散射（DLS）、1H NMR、芘标记荧光光谱、热力学参数(ΔG0agg、ΔH0agg和ΔS0agg)和小角X射线散射（SAXS）等技术,研究了温度（293-370 K）和pH（2.5-12.5）及其互作对OSβG胶束结构的影响,结果发现pH为6.5时,OSβG胶束的粒径随温度升高而下降,而其表面电荷不断增加;温度为293 K时,随着pH的增加,粒径和表面电荷分别呈现“抛物线”型和“U”型变化趋势,峰值分别位于pH 8.5和pH 6.5;在各pH条件下,粒径均随温度的升高而减小,表面电荷总体呈现增加趋势;随着pH增加其临界胶束浓度（CMC）逐渐增加,除了在pH 2.5时温度对CMC影响较小外,在其它各pH条件下,随着温度升高其CMC逐渐增加。随着温度的升高,辛烯基琥珀酸链构成的疏水核紧凑性增加,而β-葡聚糖链构成的亲水壳骨架紧凑性降低;在酸性环境中,疏水核和亲水壳骨架紧凑性随pH值降低而增加;而在碱性环境中,则随着pH的增加而降低。通过进一步分析发现OSβG胶束疏水核和亲水壳骨架紧凑性的变化是由焓和熵共同驱动的,且与辛烯基琥珀酸链之间的疏水相互作用、β-葡聚糖链骨架内氢键及辛烯基琥珀酸链之间静电斥力的变化均密切相关。本研究明确了OSβG胶束化和温度/pH调控OSβG胶束,一方面,可以帮助我们通过改变环境温度和pH对OSβG胶束的粒径和表面电荷进行调控;另一方面,可以帮助我们深入了解OSβG胶束在各种食品加工过程中的结构及其性能变化规律。（2）研究了OSβG胶束增溶β-胡萝卜素过程和温度、pH的影响,揭示了温度和pH影响OSβG胶束增溶β-胡萝卜素的分子机制。（1）通过测定荷载β-胡萝卜素前后OSβG胶束的水-空气界面动态水接触角和核磁共振氢谱变化,结果发现荷载β-胡萝卜素能够促进原自由辛烯基琥珀酸链定向排列,使荷载β-胡萝卜素OSβG胶束表面具有更强亲水性;通过紫外-可见吸收光谱、FT-IR、XRD、热分析和原子力显微镜等仪器表征,结果发现OSβG胶束对β-胡萝卜素的增溶是由β-胡萝卜素分子与OSβG胶束的辛烯基琥珀酸链之间的疏水作用力所驱动,再依靠这种疏水作用力和β-葡聚糖链骨架间的氢键共同维持其稳定的结构,且β-胡萝卜素被封装在OSβG胶束疏水核内,而不是分散在其表面或外层;进一步通过动态光散射、表面张力结合激光共聚焦显微镜测试,明确了OSβG胶束对β-胡萝卜素增溶过程的分子迁移规律:首先溶液中游离的β-胡萝卜素分子通过与散落在OSβG胶束表面的辛烯基琥珀酸链互作而被吸附到OSβG胶束表面,然后被吸附的β-胡萝卜素分子通过与OSβG胶束表面“未定位”的辛烯基琥珀酸链形成疏水作用力,从而被“拉入”OSβG胶束疏水核,同时辛烯基琥珀酸链完成定位,最终形成稳定的荷载β-胡萝卜素OSβG胶束。（2）采用高效液相色谱和拉曼光谱研究了温度（298-318 K）和pH（4.5-8.5）对荷载β-胡萝卜素OSβG胶束中β-胡萝卜素异构化和氧化降解的影响,结果表明,各荷载条件下β-胡萝卜素均未发生异构化和氧化降解,说明OSβG胶束能够有效保护β-胡萝卜素。（3）通过测定β-胡萝卜素增溶量、荷载β-胡萝卜素OSβG胶束的表面亲水性、核疏水性、粒径和表面电荷,研究了温度（298-318 K）和pH（4.5-8.5）对OSβG胶束荷载β-胡萝卜素的影响机制。结果发现,β-胡萝卜素增溶量随温度和pH的变化均呈现“抛物线”型趋势,峰值分别位于308 K和pH7.5;荷载β-胡萝卜素OSβG胶束的粒径和绝对表面电荷均随着温度的增加而降低,随着pH的增加,其粒径和绝对表面电荷均呈现“抛物线”型变化趋势;随着温度的增加,β-胡萝卜素和辛烯基琥珀酸链构成的疏水核紧凑性增强,而β-葡聚糖链构成的亲水壳骨架紧凑性降低;随着pH增加,二者紧凑性均降低。温度和pH对荷载β-胡萝卜素OSβG胶束上述增溶行为的影响,主要是取决于温度和pH调控分子迁移、定位和作用力（疏水作用力、氢键和静电斥力等）,进而改变其表面亲水性、核疏水性和核壳紧凑性。本研究揭示了温度和pH影响OSβG胶束增溶β-胡萝卜素的分子机制,一方面,可帮助我们通过改变环境温度和pH对OSβG胶束增溶β-胡萝卜素进行调控,构建稳定的装载β-胡萝卜素胶束系统;另一方面,这将促进OSβG胶束对脂溶性化合物的有效增溶,有利于拓宽其在食品中的应用范围。（3）研究了荷载β-胡萝卜素OSβG胶束在模拟胃肠道环境、不同温度（25-45℃）和pH（1.2-8.5）环境中的释放规律,揭示了温度和pH影响OSβG胶束控释β-胡萝卜素的分子机制。（1）采用体外半连续稳态胃肠道模拟研究了荷载β-胡萝卜素OSβG胶束对β-胡萝卜素的控释行为,7种经典释放动力学拟合结果表明,荷载β-胡萝卜素OSβG胶束中β-胡萝卜素控释过程伴随着β-胡萝卜素扩散、OSβG胶束溶胀和侵蚀机制。（2）不同温度和pH释放试验表明,随着温度从25 oC增至45oC,β-胡萝卜素累计释放率逐渐增加;随着pH从1.2增至8.5,其呈现“U”型变化趋势;进一步通过7种经典释放动力学模型拟合,结果说明,在pH 1.2和4.5时,β-胡萝卜素释放机制为Fickian扩散和胶束侵蚀控制的共同作用机制,主要是由于荷载β-胡萝卜素OSβG胶束的辛烯基琥珀酸链羧基质子化引起的胶束收缩及其亲水壳骨架坍塌导致;在pH 6.8、7.4和8.5时,β-胡萝卜素释放机制为Fickian扩散和胶束溶胀控制的共同作用机制,主要是由于荷载β-胡萝卜素OSβG胶束的辛烯基琥珀酸链羧基脱质子化引起的胶束结构松弛导致。（3）进一步通过动态光散射、原子力显微镜结合激光共聚焦显微镜测试了荷载β-胡萝卜素OSβG胶束在上述控释过程中的结构变化,再结合上述经典释放动力学模型,建立了β-胡萝卜素释放过程模型,即β-胡萝卜素分子需连续克服三层障碍才能完成整个迁移:首先,荷载β-胡萝卜素OSβG胶束体系的疏水作用力、氢键和静电作用力的平衡被打破,β-胡萝卜素分子逃离其疏水核,逐渐穿透其亲水壳骨架区域;其次,通过与分散液中自由态辛烯基琥珀酸链形成疏水作用力,依靠它的“运输作用”,β-胡萝卜素分子从胶束表面向分散液中迁移;最后,β-胡萝卜素分子穿过透析膜,完成从OSβG分散液向接收溶液的分子转运。本研究揭示了荷载β-胡萝卜素OSβG控释β-胡萝卜素的分子机制,为环境温度和（或）pH触发荷载β-胡萝卜素OSβG胶束结构变化及其控释效果提供了全面和详细的分析,有利于构建高效和稳定传递食品脂溶性化合物的多糖基胶束材料,最终促进其在食品领域中的广泛应用。本研究逐次递进,首先研究了温度和pH影响OSβG胶束化的规律,在此基础上研究了温度和pH影响OSβG胶束增溶和控释β-胡萝卜素的分子机制,以期拓宽OSβG胶束和荷载β-胡萝卜素OSβG胶束在食品领域中的应用范围,争取实现其在食品领域中的高效与稳定应用。