于雪兒，宋佳，于德洋，牛啟鵬，鄭舒，馬晶亭，馬玉，譚明乾，，3，王海濤，3*

（1.大連工業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，遼寧大連 116034；2.大連工業(yè)大學(xué)食品交叉科學(xué)研究院，遼寧大連 116034；3.國(guó)家海洋食品工程技術(shù)研究中心，遼寧大連 116034）

高內(nèi)相Pickering 乳液（high internal phase Pickering emulsion，HIPEs）是指內(nèi)相體積分?jǐn)?shù)大于74%的乳液，HIPEs 呈現(xiàn)半固體狀，具有潛在應(yīng)用價(jià)值。傳統(tǒng)乳液通常由小分子表面活性劑來(lái)穩(wěn)定，表面活性劑的潛在毒性，可能會(huì)引起健康問(wèn)題[1]。Pickering 乳液是由固體顆粒而不是表面活性劑穩(wěn)定的乳液[2]，通過(guò)生物大分子形成的膠體顆粒制備Pickering 乳液，避免了表面活性劑潛在的健康危害，在食品工業(yè)中引起了廣泛關(guān)注，是目前研究的熱點(diǎn)[3]。通常，大多數(shù)HIPEs 都是通過(guò)一步均質(zhì)法制備[4]。近年來(lái)，離心法制備HIPEs 逐漸受到人們關(guān)注。這種制備HIPEs 的方法是通過(guò)離心濃縮的方式，除去低內(nèi)相乳液中的連續(xù)相，達(dá)到制備高內(nèi)相乳液的目的。離心法對(duì)固體顆粒表面性質(zhì)要求較低，且可以通過(guò)離心條件調(diào)節(jié)乳液的內(nèi)相比例。其制備策略包括2 個(gè)步驟：一是制備具有低內(nèi)相的Pickering 乳液，二是通過(guò)離心除去多余的連續(xù)相[5]。盡管離心法在HIPEs制備方面具有廣闊的前景，但是目前采用該方法制備HIPEs 的研究鮮見(jiàn)報(bào)道。在離心作用下，可能會(huì)導(dǎo)致乳液的相分離或者油滴的聚集。因此，選擇適當(dāng)離心條件，增強(qiáng)預(yù)乳液的離心穩(wěn)定性，是采用離心法制備HIPEs 的關(guān)鍵。

小麥醇溶蛋白是一類含有較多脯氨酸的醇溶性蛋白質(zhì)。由溶劑極性改變而誘發(fā)的自組裝，可以形成膠狀微粒的小麥醇溶蛋白。而小麥醇溶蛋白可以與水溶性生物大分子在自主裝的過(guò)程中發(fā)生相互作用，達(dá)到調(diào)節(jié)膠體顆粒性質(zhì)的目的。由于膠體顆粒性質(zhì)的可調(diào)性，小麥醇溶蛋白基膠體顆粒廣泛用于制備Pickering 乳液[6]。例如，海藻酸丙二醇酯可以使其在油水界面上形成薄膜，使乳液的穩(wěn)定性得到顯著提高[7]。而淀粉在食品工業(yè)中同樣應(yīng)用廣泛[8]，小麥醇溶蛋白可以通過(guò)氫鍵和疏水鍵相互作用與淀粉形成二元復(fù)合物，形成具有核殼結(jié)構(gòu)的小麥醇溶蛋白/糊化淀粉膠體顆粒（gliadin/gelatinized starch colloidal particles，G/SCPs），其可使Pickering 乳液穩(wěn)定[9]。小麥醇溶蛋白/多糖二元復(fù)合物穩(wěn)定的Pickering 乳液表現(xiàn)出較高的穩(wěn)定性，具有通過(guò)離心法制備HIPEs 的潛力。

三維（three dimension，3D）打印是一種快速成型技術(shù)，其憑借增材制造的能力被稱為“制造業(yè)的未來(lái)”[10]。具有高黏彈性的HIPEs 同樣適合于3D 打印[11]，其可作為3D 油墨，以較高的分辨率還原3D 打印選定的形狀，印刷出可食用的產(chǎn)品[12]，滿足食品個(gè)性化定制的要求[13]。

本文利用糊化淀粉與小麥醇溶蛋白的相互作用，構(gòu)建復(fù)合膠體顆粒，通過(guò)傅里葉變換紅外光譜（Fourier transform infrared spectroscopy，F(xiàn)TIR）、熒光光譜、粒徑及電位測(cè)定等方式系統(tǒng)表征G/SCPs 的性質(zhì)，繼而對(duì)G/SCPs 穩(wěn)定的預(yù)乳液進(jìn)行離心，探究不同離心力下乳液的穩(wěn)定性及流變特性，得到具有高黏彈性和穩(wěn)定性的HIPEs，并通過(guò)對(duì)HIPEs 宏觀、微觀特性來(lái)探究其在不同pH 值、不同鹽離子強(qiáng)度下的穩(wěn)定性，以期為HIPEs 的綜合應(yīng)用提供參考價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

谷朊粉：封丘縣博源制粉有限公司；玉米淀粉：荊門(mén)市京山市暢風(fēng)坡食品有限公司；玉米油：山東西王食品有限公司；鹽酸、氫氧化鈉、氯化鈉、乙醇（均為分析純）：國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

SU-8010 掃描電鏡（配QUORUM PP3010T 冷凍傳輸系統(tǒng)）、F-2700 熒光分光光度計(jì)：日本日立公司；PerkinElmer 傅里葉變換紅外光譜儀：美國(guó)PerkinElmer 公司；MICCRA D-4 高速數(shù)字分散機(jī)：德國(guó)MICCRA 公司；Eclipse Ti-S 倒置熒光顯微鏡：日本尼康公司；DHR-3 剪切流變儀：美國(guó)TA 公司；Micro17R 高速離心機(jī)：美國(guó)熱電Thermo 公司；SCIENTZ-18N 冷凍干燥機(jī)：寧波新芝生物科技股份有限公司；Nano-ZS Zeta 電位及納米粒度儀、Mastersizer300 粒度分布儀：英國(guó)Malvern公司；STL 食品3D 打印機(jī)：上海富奇凡機(jī)電科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 小麥醇溶蛋白的提取

根據(jù)Joye 等[14]和陳雨桐等[15]的方法提取小麥醇溶蛋白，將谷朊粉與二氯甲烷混合，在室溫下攪拌3 h 后抽濾處理，收集濾渣，該操作重復(fù)3 次以除去谷朊粉中的脂質(zhì)，將除去脂質(zhì)的谷朊粉放置過(guò)夜，以除去其中的二氯甲烷。將除去脂質(zhì)的谷朊粉按料液比1 ∶10（g/mL）溶于70%乙醇水溶液中，在室溫下攪拌混合3 h，離心（9 000 r/min、4 ℃、10 min）收集上清液，將收集到的上清液真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮后凍干，所得粉末即為小麥醇溶蛋白。

1.3.2 G/SCPs 的制備

參考陳雨桐等[15]的方法，將淀粉漿（3%，干基）在95 ℃下糊化20 min 后，用NaOH 調(diào)節(jié)pH 值至8。小麥醇溶蛋白（1%，干基）溶于70%乙醇溶液，將小麥醇溶蛋白溶液緩慢滴入3%的糊化淀粉水溶液中，在45 ℃下真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，除去多余的乙醇和部分水分，得到1%小麥醇溶蛋白/糊化淀粉膠體顆粒溶液，將其置于4 ℃冰箱冷藏備用。

1.3.3 G/SCPs 的表征

1.3.3.1 G/SCPs 粒徑的測(cè)定

在室溫下通過(guò)粒度分布儀對(duì)膠體顆粒的粒徑進(jìn)行測(cè)量，小麥醇溶蛋白濃度為0.5 mg/mL。

1.3.3.2 G/SCPs 的Zeta 電位的測(cè)定

小麥醇溶蛋白糊化淀粉復(fù)合膠體顆粒的Zeta 電位采用粒度分布儀進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量條件同1.3.3.1。

1.3.3.3 G/SCPs 的熒光光譜測(cè)定

用熒光分光光度計(jì)對(duì)G/SCPs 的熒光光譜進(jìn)行測(cè)量，使小麥醇溶蛋白濃度為0.5 mg/mL。設(shè)定激發(fā)波長(zhǎng)為280 nm、發(fā)射波長(zhǎng)為290～500 nm。

1.3.3.4 G/SCPs 的傅里葉變換紅外光譜測(cè)定

采用溴化鉀壓片法測(cè)定紅外光譜，掃描范圍為4 000～400 cm-1。利用PeakFit 4.12 軟件對(duì)所得的紅外光譜圖進(jìn)行去卷積、高斯擬合處理后，得到蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)分布圖。

1.3.4 G/SCPs 穩(wěn)定的Pickering乳液的制備

參考文獻(xiàn)[15]中的方法，以小麥醇溶蛋白糊化淀粉復(fù)合膠體顆粒為乳化劑，油相為玉米油，油相比例為50%（體積比），用高速數(shù)字分散機(jī)在室溫下分散（12 000 r/min，2 min），制備G/SCPs 穩(wěn)定的Pickering乳液。

1.3.5 HIPEs 的制備

參考文獻(xiàn)[16]中的方法，Pickering 乳液在不同離心力（0×g、1 000×g、6 000×g、12 000×g）條件下處理，測(cè)定不同離心力處理后的乳液的內(nèi)相比例，內(nèi)相大于74%即為HIPEs。

1.3.6 Pickering乳液的表征

1.3.6.1 Pickering乳液的流變特性測(cè)定

Pickering乳液的流變特性利用剪切流變儀和鋼板（直徑40 mm）進(jìn)行測(cè)定。測(cè)試溫度為25 ℃，測(cè)試時(shí)選擇小振幅動(dòng)態(tài)頻率掃描模式，測(cè)量Pickering 乳液凝膠的儲(chǔ)能模量（G'）和損耗模量（G''）在0.1～100 Hz 頻率范圍內(nèi)的固定應(yīng)變（1%，線性黏彈性區(qū)域范圍）。在剪切速率為0.1～100 s-1范圍內(nèi)測(cè)量Pickering乳液的表觀剪切黏度。

1.3.6.2 Pickering乳液的微觀結(jié)構(gòu)測(cè)定

Pickering乳液的微觀結(jié)構(gòu)采用倒置熒光顯微鏡進(jìn)行觀察，將滴在載玻片上的樣品用蓋玻片蓋上，觀察乳液的微觀形態(tài)，并將結(jié)果拍照記錄。

1.3.6.3 Pickering 乳液粒徑分布測(cè)定

使用ImageJ 軟件測(cè)量記錄Pickering乳液的粒度，并通過(guò)Origin 2022 軟件處理數(shù)據(jù)，得出乳液的粒度分布圖。

1.3.7 HIPEs 的穩(wěn)定性

1.3.7.1 HIPEs 的熱穩(wěn)定性測(cè)定

將HIPEs 放入95 ℃水浴鍋中加熱30 min，觀察加熱前后的外觀形態(tài)，分析其微觀結(jié)構(gòu)。測(cè)定乳液的微觀結(jié)構(gòu)方法同1.3.6.2，測(cè)定乳液的粒徑方法同1.3.6.3。

1.3.7.2 HIPEs 的貯存穩(wěn)定性測(cè)定

觀察分析并拍攝記錄HIPEs 在初始、7 d 后、14 d后、28 d 后的外觀圖、微觀結(jié)構(gòu)。乳液的微觀結(jié)構(gòu)測(cè)定方法同1.3.6.2，乳液的粒徑測(cè)定方法同1.3.6.3。

1.3.7.3 HIPEs 的離子強(qiáng)度穩(wěn)定性測(cè)定

為探究不同鹽離子強(qiáng)度對(duì)乳液穩(wěn)定性的影響，將未經(jīng)離心的Pickering 乳液分為5 等份，分別加入NaCl溶液，使其終濃度分別為0、10、20、50、100 mmol/L，離心后觀察其外觀、微觀結(jié)構(gòu)并測(cè)量粒徑。乳液的微觀結(jié)構(gòu)測(cè)定方法同1.3.6.2，乳液的粒徑測(cè)定方法同1.3.6.3。

1.3.7.4 HIPEs 的pH 值穩(wěn)定性測(cè)定

為探究不同pH 值對(duì)乳液穩(wěn)定性的影響，將未經(jīng)離心的乳液分為5 等份。用0.1 mol/L HCl 和0.1 mol/L NaOH 溶液調(diào)節(jié)pH 值，使5 等份乳液的pH 值分別為3、5、7、9、11，隨后離心制得HIPEs，對(duì)其外觀、微觀結(jié)構(gòu)和粒徑進(jìn)行測(cè)定。乳液的微觀結(jié)構(gòu)測(cè)定方法同1.3.6.2，乳液的粒徑測(cè)定方法同1.3.6.3。

1.3.8 HIPEs 的3D 打印方法

打印時(shí)溫度為25 ℃，噴嘴尖端的直徑為0.40 mm，擠壓速度為15 mm/s，打印幾何圖形為中國(guó)結(jié)形狀。對(duì)打印出來(lái)的產(chǎn)品評(píng)估其可打印性并拍照記錄。

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有試驗(yàn)至少進(jìn)行3 次，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 G/SCPs 的結(jié)構(gòu)表征分析

通過(guò)反溶劑法制備小麥醇溶蛋白糊化淀粉復(fù)合膠體顆粒，并對(duì)其性質(zhì)進(jìn)行表征，結(jié)果如圖1所示。

圖1 不同質(zhì)量比下G/SCPs 的粒徑Fig.1 Particle sizes of G/SCPs with different mass ratios

由圖1 可知，當(dāng)小麥醇溶蛋白和糊化淀粉質(zhì)量比為1 ∶0 時(shí)，即小麥醇溶蛋白膠體顆粒的平均粒徑為400 nm，這與文獻(xiàn)[17]中報(bào)道的相符，說(shuō)明通過(guò)反溶劑法成功制備了小麥醇溶蛋白膠體顆粒；當(dāng)小麥醇溶蛋白和糊化淀粉質(zhì)量比為0 ∶1 時(shí)（即為糊化淀粉），獲得顆粒的平均粒徑為1 350 nm；當(dāng)小麥醇溶蛋白和糊化淀粉質(zhì)量比為1 ∶3 時(shí)，獲得的顆粒平均粒徑為1 100 nm，此時(shí)顆粒粒徑介于小麥醇溶蛋白膠體顆粒與糊化淀粉顆粒之間，說(shuō)明小麥醇溶蛋白和糊化淀粉之間發(fā)生了相互作用，形成了G/SCPs。

圖2 為小麥醇溶蛋白膠體顆粒、糊化淀粉顆粒、G/SCPs 的Zeta 電位。

圖2 不同質(zhì)量比下G/SCPs 的Zeta 電位Fig.2 Zeta potentials of G/SCPs with different mass ratios

由圖2 可知，固體顆粒的表面電位是Pickering 乳液穩(wěn)定性的影響因素之一，而乳液油滴之間的靜電斥力會(huì)隨著固體顆粒Zeta 電位的增大而增大，油滴之間不易發(fā)生聚集現(xiàn)象，因而乳液的穩(wěn)定性得以提高[18]。本試驗(yàn)中，在pH7 時(shí)測(cè)定的Zeta 電位，因?yàn)樾←湸既艿鞍椎牡入婞c(diǎn)為6.5，所以當(dāng)pH7 時(shí)小麥醇溶蛋白會(huì)帶有負(fù)電荷（-1.2 mV），與測(cè)得的Zeta 電位一致[19]。當(dāng)糊化淀粉存在時(shí)，G/SCPs 的Zeta 電位減?。?5.4 mV），說(shuō)明此時(shí)顆粒間的電荷排斥力增大，抑制了乳液液滴的聚集傾向，有利于獲得穩(wěn)定的乳液體系[20]。

為了進(jìn)一步確認(rèn)小麥醇溶蛋白和糊化淀粉之間的相互作用，測(cè)定了小麥醇溶蛋白的熒光光譜，結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖3 不同質(zhì)量比下G/SCPs 的熒光光譜Fig.3 Fluorescence spectra of G/SCPs with different mass ratios

由圖3 可知，糊化淀粉的熒光強(qiáng)度很低，可以忽略；小麥醇溶蛋白顆粒的熒光光譜，在280 nm 的激發(fā)下，最大發(fā)射峰為355 nm，這與文獻(xiàn)[21]報(bào)道的結(jié)果相符。G/SCPs 熒光強(qiáng)度比小麥醇溶蛋白顆粒熒光強(qiáng)度小，這說(shuō)明在糊化淀粉存在條件下，形成了更緊密的結(jié)構(gòu)，更多的氨基酸殘基被包裹。

通過(guò)FTIR 表征小麥醇溶蛋白和糊化淀粉之間的相互作用，結(jié)果見(jiàn)圖4。

圖4 不同質(zhì)量比下G/SCPs 的FTIR 圖Fig.4 FTIR spectra of G/SCPs with different mass ratios

由圖4 可知，-OH 拉伸振動(dòng)的特征峰從3 389 cm-1藍(lán)移到3 432 cm-1，這可能是由于小麥醇溶蛋白和糊化淀粉之間的氫鍵發(fā)生相互作用。而1 660 cm-1和1 536 cm-1處的特征峰分別對(duì)應(yīng)酰胺I 帶在小麥醇溶蛋白中的C=O 伸縮振動(dòng)和酰胺II 帶的N-H 彎曲振動(dòng)。當(dāng)加入糊化淀粉后，這2 個(gè)峰的強(qiáng)度下降，表明糊化淀粉成功地包覆了小麥醇溶蛋白，小麥醇溶蛋白和糊化淀粉的氫鍵和疏水鍵相互作用結(jié)合形成復(fù)合納米顆粒，這與Li 等[22]的研究結(jié)論一致。另一方面，在紅外光譜中沒(méi)有出現(xiàn)新的峰，說(shuō)明小麥醇溶蛋白和糊化淀粉的結(jié)合沒(méi)有形成共價(jià)鍵。

蛋白質(zhì)是由氨基酸經(jīng)肽鏈連接而成的生物大分子，β-折疊、無(wú)規(guī)則卷曲、α-螺旋和β-轉(zhuǎn)角等二級(jí)結(jié)構(gòu)的相對(duì)含量可以通過(guò)紅外光譜測(cè)定[23]。β-折疊結(jié)構(gòu)1 610～1 640 cm-1、無(wú)規(guī)則卷曲結(jié)構(gòu)1 640～1 650 cm-1、α-螺旋結(jié)構(gòu)1 650～1 664 cm-1、β-轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)1 664～1 695 cm-1[24]。圖5、圖6 分別為小麥醇溶蛋白、G/SCPs的二級(jí)結(jié)構(gòu)分布圖。

圖5 小麥醇溶蛋白的二級(jí)結(jié)構(gòu)分布Fig.5 Secondary structure distribution of gliadin

圖6 G/SCPs 的二級(jí)結(jié)構(gòu)分布Fig.6 Secondary structure distribution of G/SCPs

由圖5、圖6 可知，小麥醇溶蛋白中蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)主要以α-螺旋、β-轉(zhuǎn)角和β-折疊為主，占比分別為40.14%、39.89%、19.96%。而G/SCPs 中無(wú)規(guī)則卷曲、α-螺旋、β-折疊和β-轉(zhuǎn)角為主要二級(jí)結(jié)構(gòu)，占比分別為30.62%、29.42%、20.01%、19.95%。在糊化淀粉存在下，小麥醇溶蛋白的α-螺旋含量下降，而無(wú)規(guī)則卷曲含量升高，這說(shuō)明與糊化淀粉結(jié)合后，小麥醇溶蛋白的二級(jí)結(jié)構(gòu)更加無(wú)序。

2.2 離心力對(duì)G/SCPs 穩(wěn)定的預(yù)乳液內(nèi)相比例的影響

通過(guò)對(duì)G/SCPs 穩(wěn)定的預(yù)乳液進(jìn)行離心除去冗余的水相，可以獲得HIPEs。研究離心條件（0、1 000、6 000、12 000×g）對(duì)G/SCPs 穩(wěn)定的預(yù)乳液內(nèi)相比例的影響，結(jié)果如圖7所示。

圖7 Pickering 乳液表征Fig.7 Characterization of Pickering emulsions

由圖7 可知，隨著離心力的增大，乳液均未出現(xiàn)明顯析乳和析油現(xiàn)象，說(shuō)明本研究制得的Pickering 乳液具有較高的穩(wěn)定性。隨著多余的水分逐漸被分離，乳液的內(nèi)相也增大，在0×g時(shí)，內(nèi)相體積分?jǐn)?shù)為50%，隨著離心力的增加，析出水相的體積增大，內(nèi)相體積分?jǐn)?shù)增大。由于連續(xù)相體積的減小，油滴由較為分散狀態(tài)逐漸變得緊密。在12 000×g下，得到了內(nèi)相為75%的穩(wěn)定的HIPEs。由圖7D 可知，預(yù)乳液油滴粒徑為5.47 μm，離心力的增加導(dǎo)致油滴粒徑的增加，當(dāng)離心力為12 000×g時(shí)，油滴平均粒徑為5.52 μm。油滴粒徑的增加說(shuō)明在離心力的作用下，油滴發(fā)生了聚集融合，但油滴粒徑的增加幅度較小，這也進(jìn)一步說(shuō)明了G/SCPs 穩(wěn)定的Pickering 乳液具有較強(qiáng)的離心穩(wěn)定性，適合使用離心法制備HIPEs。

2.3 乳液的流變性質(zhì)分析

HIPEs 流變性結(jié)果見(jiàn)圖8。

圖8 Pickering乳液的流變性質(zhì)Fig.8 Rheological properties of Pickering emulsions

由圖8A、圖8B 可知，G'和G''隨著頻率的增大而增大。在一定范圍內(nèi)，乳液的G'始終高于G''，G'值為100～1 000 Pa，G''值為5～200 Pa，表明在此頻率范圍內(nèi)的乳液是以彈性為主的黏彈性凝膠狀乳液。離心條件對(duì)Pickering乳液的G'和G''有較大影響，在同一頻率下，隨著離心力的增加，乳液的G'和G''呈上升趨勢(shì)，表明離心力的增大有利于增加Pickering乳液的黏彈性，兩者呈正相關(guān)，這可能是由于較高的內(nèi)相比例促進(jìn)了油滴之間的相互作用[9]。由圖8C 可知，隨著剪切速率的增加，Pickering乳液的黏度隨之下降，呈現(xiàn)出剪切稀化現(xiàn)象。在相同剪切速率下，Pickering乳液的黏度隨著離心力的增加而逐漸增加。在較高離心力條件下，連續(xù)相的比例大幅降低，導(dǎo)致油滴之間排列緊密，相互作用增強(qiáng)，具有較高的黏度，這與Zeng 等[25]的觀點(diǎn)一致。

2.4 HIPEs 貯存穩(wěn)定性分析

HIPEs 的貯存穩(wěn)定性結(jié)果見(jiàn)圖9。

圖9 HIPEs 貯存穩(wěn)定性Fig.9 Storage stability of HIPEs

由圖9A 可知，貯存28 d 后，HIPEs 的外觀并無(wú)明顯變化，未出現(xiàn)析乳和析油現(xiàn)象，說(shuō)明本研究制得的HIPEs 具有較高的貯存穩(wěn)定性。由圖9B 可知，貯存期間HIPEs 油滴粒徑有增大趨勢(shì)。由圖9C 可知，常溫下貯存7 d 后，HIPEs 的粒徑平均值由5.52 μm 增大到9.13 μm，在經(jīng)歷了14 d 的貯存后，油滴平均粒徑增加到10.47 μm，這可能是由于液體的流動(dòng)性，油滴發(fā)生聚集，導(dǎo)致油滴變大，形成較大的油滴。貯存21 d 后，油滴平均粒徑達(dá)到17.17 μm，而經(jīng)過(guò)28 d 的貯存后，油滴粒徑平均值增加到28.27 μm。這些結(jié)果表明HIPEs 具有一定的抗凝聚性，貯存穩(wěn)定性較高。

2.5 HIPEs 熱穩(wěn)定性分析

在95 ℃熱處理30 min 后研究HIPEs 的熱穩(wěn)定性，結(jié)果見(jiàn)圖10。

圖10 HIPEs 的熱穩(wěn)定性Fig.10 Thermal stability of HIPEs

由圖10A 可知，熱處理后HIPEs 的外觀沒(méi)有發(fā)生明顯變化，沒(méi)有發(fā)生相分離現(xiàn)象，說(shuō)明加熱后油滴未發(fā)生聚集，制備的HIPEs 較為穩(wěn)定[26]。由圖10B、圖10C可知，油滴粒徑較未加熱的HIPEs 粒徑略微變大，平均粒徑由5.52 μm 增大到8.46 μm，粒徑分布曲線呈單峰分布，油滴大小均一且致密，說(shuō)明乳液穩(wěn)定性受溫度影響變化不大，具有較高的熱穩(wěn)定性。

2.6 離子強(qiáng)度穩(wěn)定性分析

乳液的穩(wěn)定性與顆粒的相互作用有關(guān)，離子強(qiáng)度會(huì)影響顆粒之間的相互作用而對(duì)乳液的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響[27]。不同氯化鈉濃度（10、20、50、100 mmol/L）對(duì)HIPEs穩(wěn)定性的影響結(jié)果見(jiàn)圖11。

圖11 HIPEs 的離子強(qiáng)度穩(wěn)定性Fig.11 Ionic strength stability of HIPEs

由圖11A 可知，氯化鈉濃度為10～100 mmol/L 時(shí)，氯化鈉對(duì)HIPEs 外觀影響不大。由圖11B、圖11C 可知，當(dāng)鹽離子強(qiáng)度從10 mmol/L 增大到50 mmol/L 時(shí)，油滴粒徑隨著鹽離子強(qiáng)度增大而減小，油滴平均粒徑由19.37 μm 減小為16.44 μm，在鹽離子強(qiáng)度為10 mmol/L和20 mmol/L 時(shí)，油滴分布較不均勻，而在鹽離子強(qiáng)度為50 mmol/L 時(shí)，油滴分布狀態(tài)最佳，其平均粒徑較小（10.03 μm），且油滴排列最為緊密，油滴粒徑分布呈現(xiàn)完全的單峰分布。當(dāng)鹽離子強(qiáng)度大于50 mmol/L 時(shí)，油滴粒徑隨鹽離子強(qiáng)度的增大呈增大趨勢(shì)。油滴的平均粒徑在鹽離子強(qiáng)度為100 mmol/L 時(shí)增大到20.63 μm。這表明鹽離子強(qiáng)度小于50 mmol/L 時(shí)，隨著離子強(qiáng)度的增加，乳液穩(wěn)定性增強(qiáng)，而當(dāng)鹽離子強(qiáng)度為50 mmol/L時(shí)，乳液油滴之間緊密堆積，乳液狀態(tài)最好。離子強(qiáng)度大于50 mmol/L 時(shí)，隨著離子強(qiáng)度的增大，乳液的穩(wěn)定性逐漸下降。結(jié)果表明，離子強(qiáng)度為50 mmol/L 的乳液穩(wěn)定性最好，平均粒徑較小，適當(dāng)提高鹽離子強(qiáng)度可以增強(qiáng)乳液穩(wěn)定性，過(guò)量的鹽離子強(qiáng)度則會(huì)影響乳液的穩(wěn)定性[28]。

2.7 HIPEs 的pH 值穩(wěn)定性分析

圖12 為不同pH 值（3、5、7、9、11）下制得HIPEs的外觀圖、顯微鏡圖和粒徑圖。

圖12 HIPEs 的pH 值穩(wěn)定性Fig.12 pH stability of HIPEs

由圖12A 可知，當(dāng)pH 值為7 的時(shí)候，離心管中離心沉淀物最少，而其余4 種不同pH 值下的乳液離心沉淀物較多，這一結(jié)果與粒徑變化結(jié)果（圖12B、圖12C）一致。當(dāng)pH 值為7 時(shí)，油滴粒徑最小，為5.52 μm，而在pH 值為3、5、9、11 時(shí)，油滴的平均粒徑分別為9.18、8.97、9.42、9.41 μm，在這4 種pH 值下的油滴粒徑均在9 μm 附近且變化并不明顯，說(shuō)明當(dāng)pH 值偏離7 時(shí)，G/SCPs 在油水界面的吸附能力較弱，在12 000×g的離心力下，部分顆粒被離出，使油水界面的薄膜變薄，油滴發(fā)生輕微聚集現(xiàn)象。綜上，雖然不同pH 值下油滴粒徑不同，但是pH 值的改變并沒(méi)有導(dǎo)致HIPEs 外觀的顯著變化，這說(shuō)明HIPEs 在較寬pH 值范圍內(nèi)相對(duì)穩(wěn)定[9]。

2.8 HIPEs 的3D 打印性能

將離心法制備的HIPEs 作為生物墨水進(jìn)行3D 打印，打印樣品如圖13所示。

圖13 3D 打印樣品Fig.13 3D printed image

由圖13 可知，打印出的產(chǎn)品具有高分辨率，產(chǎn)品形狀規(guī)則，表面光滑、有清晰打印層，說(shuō)明該離心法制備的HIPEs 有較強(qiáng)支撐力和可打印性，可用于可食用3D 打印食品[29]。

3 結(jié)論

本文通過(guò)反溶劑法制備了G/SCPs，在G/SCPs 形成過(guò)程中，糊化淀粉成功包裹住了小麥醇溶蛋白，形成的復(fù)合膠體顆粒平均粒徑為1.1 μm。通過(guò)離心G/SCPs穩(wěn)定的預(yù)乳液，成功獲得了油相比例為75%的HIPEs。HIPEs 在高溫（95 ℃）、極端pH 值和較高離子強(qiáng)度下具有較高的穩(wěn)定性，能夠穩(wěn)定儲(chǔ)存28 d 無(wú)明顯變化，表現(xiàn)出剪切稀化的性質(zhì)。本文探討了HIPEs 在3D 打印中的應(yīng)用，結(jié)果表明HIPEs 可以高分辨率還原3D打印選定的形狀，表現(xiàn)出較好的3D 打印性能。離心法制備的G/SCPs 穩(wěn)定的HIPEs 具有優(yōu)良的加工性質(zhì)，在食品工業(yè)中具有廣闊應(yīng)用前景。