徐天琳，韓 靜，陳鳳蓮 ，竇新梾，高成成 ，湯曉智

（1.哈爾濱商業(yè)大學(xué)食品工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150076；2.南京財(cái)經(jīng)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇省現(xiàn)代糧食流通與安全協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇省高校糧油質(zhì)量安全控制及深加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210023）

高內(nèi)相乳液（high internal phase emulsions，HIPEs）是指分散相體積分?jǐn)?shù)大于或等于74%的乳液，廣泛用于食品、醫(yī)藥和化妝品等領(lǐng)域[1]。傳統(tǒng)HIPEs一般使用化學(xué)合成小分子表面活性劑穩(wěn)定乳液，用量大，通常為5%～50%[2]。然而，這類物質(zhì)存在降解性低和潛在毒性。近年來，越來越多的消費(fèi)者追求天然綠色健康食品，尋求合成表面活性劑的天然替代品成為研究熱點(diǎn)。食品級(jí)納米顆粒因其優(yōu)異的生物相容性、生物降解性、安全性、乳化能力而廣泛應(yīng)用于穩(wěn)定HIPEs[1]。目前，已開發(fā)多種食品級(jí)納米顆粒，如多糖顆粒（殼聚糖（chitosan，CS）[3]、淀粉[4]、纖維素[5]等）、蛋白質(zhì)顆粒（玉米醇溶蛋白[6]、小麥醇溶蛋白[7]、高粱蛋白[8]等）、多糖-蛋白質(zhì)復(fù)合顆粒（玉米醇溶蛋白-殼聚糖顆粒[9]、玉米醇溶蛋白-玉米纖維膠顆粒[10]等）。

CS是一種線性天然陽(yáng)離子多糖，由甲殼素脫乙酰化而來[11]，具有無(wú)毒、可生物降解、抗菌、成膜等特性，被廣泛應(yīng)用于組織工程、藥物釋放、食品和化妝品等領(lǐng)域[12]。研究發(fā)現(xiàn)在pH值大于CS解離常數(shù)（pKa6.5）時(shí)，CS會(huì)發(fā)生自聚集形成具有一定表面活性的納米顆粒，可以穩(wěn)定Pickering乳液。各種方法如交聯(lián)和超聲處理被用于進(jìn)一步提高乳液的穩(wěn)定性[13]。此外，陽(yáng)離子CS可以與疏水性陰離子聚電解質(zhì)相互作用形成表面活性高的納米顆粒如蛋白質(zhì)[14]。阿拉伯膠（arabic gum，GA）是從金合歡樹枝干中提取出的一種陰離子聚電解質(zhì)雜多糖，其主要由阿拉伯半乳聚糖、阿拉伯膠半乳聚糖蛋白復(fù)合物（arabica galactoglycan protein complex，AGP）和糖蛋白組成，其中AGP分子質(zhì)量最高，占GA中膠體的蛋白質(zhì)含量最高[15]。GA是水包油（O/W）乳液的良好穩(wěn)定劑，主要與其疏水的AGP片段相關(guān)。此外，GA在較寬酸堿范圍、高離子強(qiáng)度和高溫環(huán)境中表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性[16-18]。當(dāng)pH值高于2.2時(shí)，GA分子鏈中羧基解離，帶負(fù)電[19]。帶正電的CS和帶負(fù)電的GA可以通過靜電相互作用形成微納米顆粒。目前，已有較多關(guān)于CS和GA復(fù)凝聚反應(yīng)、顆粒制備及其作為微膠囊的應(yīng)用等研究[20]。本課題組前期研究也發(fā)現(xiàn)CS-GA復(fù)合顆?？梢苑€(wěn)定低油相的Pickering乳液并表現(xiàn)出優(yōu)異的貯藏穩(wěn)定性[21-22]。但是CS和GA均屬于聚電解質(zhì)，其在凝聚反應(yīng)時(shí)受環(huán)境影響較大，如pH值、溫度、離子濃度等[14-23]。pH值是影響聚電解質(zhì)絡(luò)合行為的重要因素。CS在低于或高于pKa的條件下分別處于溶解和自聚集狀態(tài)，因此會(huì)影響與帶負(fù)電的GA凝聚行為[21]。加熱會(huì)提高聚電解質(zhì)凝聚反應(yīng)程度和結(jié)構(gòu)致密度[24-25]。超聲處理是納米材料合成過程中尺寸細(xì)化和分散的有效方法，有研究報(bào)道超聲處理可以降低CS分子質(zhì)量，提高CS顆粒穩(wěn)定乳液的能力[26]。帶負(fù)電荷的三聚磷酸鈉（sodium tripolyphosphate，STPP）離子可以與CS作用發(fā)生物理交聯(lián)反應(yīng)形成納米粒子，使用CS-STPP納米粒子乳化液體石蠟制得的Pickering乳液穩(wěn)定性得到提升[27]。然而，這些處理對(duì)CS-GA復(fù)合顆粒穩(wěn)定乳液性能的影響報(bào)道很少。因此，本實(shí)驗(yàn)在前期研究基礎(chǔ)上，采用不同處理方式，選取最佳參數(shù)制備CS-GA復(fù)合顆粒，并用其穩(wěn)定HIPEs乳液，對(duì)顆粒的結(jié)構(gòu)與性能及乳液的微觀結(jié)構(gòu)、流變性能和穩(wěn)定性進(jìn)行考察，旨在提高CS-GA顆粒的乳化性能及乳化穩(wěn)定性，并實(shí)現(xiàn)對(duì)乳化體系的結(jié)構(gòu)和性能調(diào)控。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

C S（脫乙酰度85%，分子質(zhì)量4.0×105～5.0×105Da）濟(jì)南海得貝海洋生物工程有限公司；GA（醫(yī)藥級(jí)，分子質(zhì)量3.0×105Da）上海麥克林生物科技有限公司；菜籽油 益海嘉里金龍魚糧油食品股份有限公司；STPP 上海源葉生物科技有限公司；尼羅紅、尼羅藍(lán) 北京索萊寶科技有限公司；冰乙酸、鹽酸、氫氧化鈉 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

磁力攪拌器 美國(guó)CORNING公司；PHS-3C pH計(jì)上海精科實(shí)業(yè)有限公司；高速分散器 德國(guó)IKA公司；冷凍干燥機(jī) 寧波新芝生物科技股份有限公司；SDC-100S光學(xué)接觸角測(cè)量?jī)x 東莞市晟鼎精密儀器有限公司；Axio Vert.A熒光正置顯微鏡 德國(guó)CarlZeiss公司；H1850R高速冷凍離心機(jī) 湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開發(fā)有限公司；SCIENTZ-1500F超聲波分散儀寧波新芝生物科技股份有限公司；A1 HD25激光共聚焦顯微鏡 日本尼康儀器有限公司；MCR302流變儀澳大利亞Anton Paar公司；ZS90納米粒度儀 英國(guó)Malvern公司。

1.3 方法

1.3.1 CS-GA復(fù)合顆粒的制備

分別將CS和GA分散在體積分?jǐn)?shù)1%乙酸溶液和超純水中，磁力攪拌至完全溶解，CS、GA質(zhì)量濃度均為2.5 g/100 mL，備用。將CS、GA的質(zhì)量比固定為1∶5。然后將GA溶液緩慢加入至CS溶液中，復(fù)合溶液保持恒定的磁力攪拌（800 r/min），使CS與GA絡(luò)合。為研究不同處理方式的影響，以pH 5.0為參照，分別使用NaOH和HCl溶液調(diào)節(jié)復(fù)合溶液pH值（5.0→7.0）、超聲處理（功率450 W、3 min）、熱處理（90 ℃恒溫磁力攪拌30 min）、STPP交聯(lián)（向體系中加入終質(zhì)量濃度0.1g/100 mL的STPP）。所得CS-GA復(fù)合顆粒分別記作pH 5.0、pH 7.0、pH 5.0超聲、pH 5.0熱處理及STPP。

將新鮮制備的CS-GA復(fù)合溶液于5000 r/min離心5 min，收集底部沉淀，按式（1）計(jì)算復(fù)合顆粒的得率：

式中：m沉淀為沉淀中生物聚合物質(zhì)量/g；m總為添加的生物聚合物總質(zhì)量/g。

1.3.2 透射電子顯微鏡（transmission electron microscope，TEM）觀察

采用TEM觀察CS-GA復(fù)合顆粒的大小和形態(tài)。電子束加速電壓120 kV，將質(zhì)量濃度為0.60 g/100 mL的復(fù)合顆粒的新鮮分散液1 mL稀釋至10 mL，分散液質(zhì)量濃度為0.06 g/100 mL，將稀釋后的樣品沉積到銅網(wǎng)格上。

1.3.3 復(fù)合顆粒粒徑與Zeta電位的測(cè)定

利用納米粒度儀測(cè)定樣品的粒徑分布與電位。將不同處理方式的復(fù)合顆粒分別溶于超純水中，溶液質(zhì)量濃度均為1 g/100 mL。然后用超純水按體積比1∶100振蕩稀釋，避免多重散射效應(yīng)。折射率設(shè)定為1.456，吸收率為0.001。所有實(shí)驗(yàn)均在25 ℃下進(jìn)行。

1.3.4 接觸角測(cè)定

采用光學(xué)接觸角測(cè)量裝置對(duì)CS-GA復(fù)合顆粒的親/疏水特性進(jìn)行研究。將干燥的CS-GA粉末壓制成片后放置在設(shè)備平臺(tái)上，在25 ℃下使用高精度注射器在樣品表面沉積2 μL去離子水。所形成的液滴圖像通過與設(shè)備耦合的數(shù)碼相機(jī)獲得。采用Laplace-Young方程對(duì)成形液滴的輪廓數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，由設(shè)備軟件自動(dòng)計(jì)算出接觸角值。

1.3.5 光學(xué)顯微鏡

采用熒光正置顯微鏡對(duì)CS-GA復(fù)合顆粒的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。將制備好的復(fù)合溶液取1 滴至載玻片上觀察，放大倍數(shù)為5 倍。用Image J軟件對(duì)乳液的液滴直徑進(jìn)行分析。

1.3.6 HIPEs的制備

將1.3.1節(jié)制備的不同處理方式的CS-GA復(fù)合顆粒溶液以體積比1∶3與菜籽油混合，經(jīng)20000 r/min高速分散5 min即制得半固態(tài)HIPEs，備用。

1.3.7 共聚焦激光掃描顯微鏡（confocal laser scanning microscope，CLSM）觀察

采用CLSM觀察HIPEs的微觀結(jié)構(gòu)。測(cè)試前分別將熒光染料尼羅藍(lán)和尼羅紅溶于異丙醇中（質(zhì)量濃度均為0.1 g/100 mL），在油相中加入尼羅紅溶液，在連續(xù)相中加入尼羅藍(lán)溶液，然后按照1.3.6節(jié)方法制備HIPEs，備用。尼羅紅與尼羅藍(lán)的激發(fā)波長(zhǎng)分別為488 nm和633 nm。

1.3.8 HIPEs的流變性質(zhì)測(cè)定

采用流變儀對(duì)HIPEs的靜態(tài)流變和動(dòng)態(tài)流變特性進(jìn)行測(cè)定。實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)定為：50 mm平板，溫度（25±1）℃，底座與平板間隔1 mm。在測(cè)試頻率掃描時(shí)，掃描范圍0.1～100 rad/s，應(yīng)變?yōu)?.1%。在測(cè)試穩(wěn)態(tài)剪切時(shí)，剪切速率范圍為0.1～100 s-1。

1.3.9 HIPEs的穩(wěn)定性及油結(jié)合能力測(cè)定

采用離心法評(píng)估HIPEs的穩(wěn)定性，稱取25 g乳液樣品于5000 r/min離心15 min，觀察離心后樣品的油析出情況。乳液的油結(jié)合能力按式（2）計(jì)算：

式中：m前為離心前樣品質(zhì)量（25 g）；m后為離心后剩余乳化層質(zhì)量/g。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

實(shí)驗(yàn)均重復(fù)3 次。利用Origin 8.5軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 CS-GA復(fù)合顆粒的表征

如圖1所示，與pH 5.0相比，pH 7.0制備的復(fù)合顆粒得率顯著降低，僅為36.35%。已有研究證明帶正電荷的CS與帶負(fù)電荷的GA主要通過靜電相互作用形成聚電解質(zhì)復(fù)合物，pH值會(huì)影響聚電解質(zhì)的解離狀態(tài)，從而影響復(fù)合顆粒的形成[28-29]。當(dāng)pH值為7.0時(shí)，由于此時(shí)的pH值大于CS的等電點(diǎn)，分子中氨基質(zhì)子化程度低，CS發(fā)生自聚集，與GA靜電相互作用減弱，導(dǎo)致得率降低[19]。與pH 5.0相比，超聲處理和熱處理復(fù)合物的得率顯著增加（P＜0.05）。超聲過程中產(chǎn)生的空化效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)和熱效應(yīng)及加熱過程中的高溫可能促進(jìn)了CS和GA的溶解，同時(shí)增加了CS和GA之間的接觸和碰撞頻率，從而提高了復(fù)合物的得率[30-32]。STPP處理的復(fù)合顆粒得率變化不明顯。從外觀來看，在不同處理方式的離心管中均可觀察到明顯的凝聚物形成，靜置一段時(shí)間底部均出現(xiàn)沉淀。

圖1 不同處理方式制備的CS-GA復(fù)合顆粒的得率Fig.1 Yield of CS-GA composite particles prepared by different treatments

如圖2A～D所示，TEM圖像表明，復(fù)合納米顆粒呈橢圓形或球形，并聚集成不規(guī)則形態(tài)。與pH 5.0相比，STPP制備的顆粒及聚集體更大，這可能是由于STPP的交聯(lián)作用。如圖2E所示，pH 5.0制備的復(fù)合顆粒受CS影響，Zeta電位為正，約為20 mV[33]。熱處理對(duì)復(fù)合顆粒Zeta電位沒有顯著影響。與pH 5.0相比，其他3 種方式均使復(fù)合顆粒Zeta電位顯著下降。在pH 7.0和STPP交聯(lián)制備的復(fù)合顆粒表面Zeta電位的絕對(duì)值趨近于0。當(dāng)pH＞6.5時(shí)，CS中大量—解離，并發(fā)生CS自聚集，因此溶液中正電荷減少，電荷數(shù)趨近于0。STPP交聯(lián)可能是因?yàn)閹д姾傻腃S除與帶負(fù)電荷的GA反應(yīng)外，還與帶負(fù)電荷的STPP離子作用發(fā)生物理交聯(lián)，導(dǎo)致溶液中正電荷減少，電荷數(shù)趨近于0。Sharif等[34]研究表明Zeta電位絕對(duì)值越大，體系越穩(wěn)定，即溶解或分散可以抵抗聚集。pH 5.0、熱處理和超聲處理制備的CS-GA復(fù)合顆粒具有較高的Zeta電位絕對(duì)值，有利于防止顆粒聚集。

圖2 不同處理方式制備CS-GA復(fù)合顆粒穩(wěn)定HIPEs的TEM圖像和Zeta電位Fig.2 TEM images and zeta potential of HIPEs stabilized by CS-GA composite particles prepared by different processing methods

顆粒用作Pickering乳液穩(wěn)定劑的一個(gè)重要前提是分散相和連續(xù)相都應(yīng)部分潤(rùn)濕顆粒，以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定乳液。顆粒潤(rùn)濕性反映了親水/疏水程度。接觸角（θ）用于量化固體顆粒表面的潤(rùn)濕性，并評(píng)估Pickering乳液的類型。當(dāng)θ＜90°時(shí)，親水性顆粒優(yōu)先形成O/W乳液，當(dāng)θ＞90°時(shí)，疏水性顆粒優(yōu)先趨于穩(wěn)定油包水（W/O）乳液。當(dāng)θ接近90°時(shí)，顆粒在油-水界面的吸附能達(dá)到最大，可形成O/W和W/O乳液[35]。如圖3所示，不同處理方式制備的復(fù)合顆粒θ差異較大。在pH 5.0下制備的復(fù)合顆粒θ最大，約為58°。據(jù)報(bào)道，純CS納米粒子的θ為（42.47±1.19）°[36]，與純CS納米顆粒相比，GA的添加增加了納米粒子的θ。這是由于GA結(jié)構(gòu)中AGP的疏水性多肽鏈的存在提高了CS的疏水性。而pH 7.0以及使用STPP交聯(lián)制備的復(fù)合顆粒顯示出較低的θ，在pH 7.0條件下CS和GA結(jié)合程度低，復(fù)合顆粒中GA含量少，同時(shí)存在CS自聚集顆粒，導(dǎo)致復(fù)合物的θ降低。STPP中的磷酸基團(tuán)屬親水性基團(tuán)，磷酸基團(tuán)的引入可增強(qiáng)多糖的水溶性，因此STPP處理后的復(fù)合顆粒θ最低。此外，在pH 5.0下，超聲處理和熱處理使復(fù)合顆粒的接觸角顯著性降低。

圖3 不同處理方式制備CS-GA復(fù)合顆粒的接觸角Fig.3 Contact angle of CS-GA composite particles prepared by different treatment methods

2.2 復(fù)合顆粒穩(wěn)定的HIPEs的表觀形態(tài)

從圖4可以看出，經(jīng)3 h放置后，所有樣品靜置時(shí)流動(dòng)性消失，表現(xiàn)出半固態(tài)凝膠特性。這是因?yàn)楸舜讼噜彽囊旱蜗嗷プ饔眯纬扇S網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。此外，殘留水相中的CS、GA和復(fù)合顆粒之間相互作用也對(duì)三維網(wǎng)絡(luò)的形成產(chǎn)生一定貢獻(xiàn)。不同樣品的外觀無(wú)明顯差異，但在進(jìn)行外力切割（機(jī)械剪切）時(shí)，樣品出現(xiàn)不同程度的析油現(xiàn)象。這可能是因?yàn)橐旱沃g相互作用較強(qiáng)，外力作用時(shí)，液滴之間不能自由滑動(dòng)，導(dǎo)致乳液破乳，出現(xiàn)析油現(xiàn)象。

圖4 不同處理方式制備CS-GA復(fù)合顆粒穩(wěn)定的HIPEs外觀Fig.4 Visual appearance of HIPEs stabilized by CS-GA composite particles prepared by different treatments

2.3 復(fù)合顆粒穩(wěn)定HIPEs的微觀表征

如圖5所示，所有樣品中均觀察到液滴的聚集，符合乳液凝膠化的結(jié)果。pH 7.0制備顆粒穩(wěn)定的HIPEs具有最小的粒徑，可能是在此pH值下，CS-GA復(fù)合顆粒和CS自聚集顆粒共存，CS自聚集顆粒的粒徑可能比CS-GA復(fù)合顆粒的粒徑小，遷移速率快，導(dǎo)致其穩(wěn)定的乳液粒徑最小，但由于顆粒的表面θ和Zeta電位均較低，導(dǎo)致其乳化穩(wěn)定性較低，很容易破乳。與pH 5.0相比，STPP交聯(lián)處理使乳液液滴顯著增大，并且大小不均勻，可能是STPP交聯(lián)處理后顆粒表面Zeta電位和潤(rùn)濕性都最低導(dǎo)致。而其他方式制備的HIPEs液滴粒徑差異不顯著。

圖5 不同處理方式制備CS-GA復(fù)合顆粒穩(wěn)定HIPEs的微觀形貌（A～E）及粒徑（F）Fig.5 Micromorphology (A-E) and particle sizes (F) of HIPEs stabilized by CS-GA composite particles prepared by different treatments

由于不同處理方式制備CS-GA復(fù)合顆粒穩(wěn)定的HIPEs具有相似的微觀形貌，因此選取pH 5.0組的HIPEs作為代表進(jìn)行CLSM分析。如圖6所示，紅色油滴均勻分布在藍(lán)色的連續(xù)相中，紅色油滴表面被藍(lán)色熒光層覆蓋，表明尼羅藍(lán)標(biāo)記的CS-GA復(fù)合顆粒（藍(lán)色區(qū)域）被吸附在油滴（紅色區(qū)域）表面，證實(shí)了O/W乳液的形成。CLSM圖像顯示乳化油滴聚集形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，游離的CS-GA顆粒也相互聚集形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這是HIPEs成膠的主要原因。此外，由于油滴的壓縮堆積，一些油滴發(fā)生聚結(jié)或變形。Wang Lijuan等[37]在研究CS-玉米醇溶蛋白納米顆粒穩(wěn)定的乳液中觀察到乳液液滴的變形和合并。

2.4 HIPEs的流變特性

乳化體系食品的流變性能與其應(yīng)用和加工性能密切相關(guān)。如圖7A所示，所有乳液均呈現(xiàn)出剪切變稀的假塑性非牛頓流體行為，這可能與剪切速率增加時(shí)液滴間的聚集變形和三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)破壞有關(guān)。不同處理方式制備的CS-GA復(fù)合顆粒會(huì)對(duì)其穩(wěn)定的HIPEs液滴之間相互作用產(chǎn)生不同影響，從而導(dǎo)致乳液具有不同的表觀黏度。pH 7.0制備顆粒穩(wěn)定乳液的表觀黏度明顯高于pH 5.0制備顆粒穩(wěn)定的乳液，這可能是因?yàn)樵趐H 7.0時(shí)復(fù)合顆粒的得率最低，體系中存在較多未結(jié)合的GA，發(fā)揮了增稠劑的作用，導(dǎo)致乳液黏度增加[38]。pH 5.0的熱處理、超聲處理以及STPP交聯(lián)的顆粒穩(wěn)定HIPEs的表觀黏度低于pH 5.0顆粒穩(wěn)定乳液。STPP組乳液表觀黏度最低，這可能是因?yàn)镾TPP交聯(lián)的顆粒結(jié)構(gòu)緊密，同時(shí)Zeta電位低，導(dǎo)致顆粒之間相互作用較弱，使乳液的表觀黏度最低。超聲處理和熱處理均使納米顆粒得率升高，從而有更多的顆粒可能聚集在水-油界面處，使體相中顆粒減少，因此乳液的表觀黏度降低[39]。

一般來說，儲(chǔ)能模量（G’）與乳液的彈性有關(guān)，反映了乳液的固體性質(zhì)，而損耗模量（G”）與乳液的黏性有關(guān)，反映了乳液的液體性質(zhì)。本實(shí)驗(yàn)在線性黏彈性區(qū)進(jìn)行小振幅振蕩剪切實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行頻率掃描以確定G’和G”。如圖7B、C所示，所有樣品的G’值均高于G”值，表明CS-GA穩(wěn)定的HIPEs主要以彈性為主，所有乳液體系均具有凝膠狀的行為，這進(jìn)一步證明了HIPEs內(nèi)部三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成，與外觀和微觀結(jié)構(gòu)的結(jié)果一致[40]。G’隨頻率的增加而略有增加，表現(xiàn)出較弱的頻率依賴性，而G”隨頻率的增加而增加相對(duì)較明顯，特別是在高頻區(qū)，表現(xiàn)出較強(qiáng)的頻率依賴性，說明CS-GA穩(wěn)定的HIPEs結(jié)構(gòu)在高頻區(qū)不夠穩(wěn)定。不同樣品的G’和G”隨頻率的變化趨勢(shì)沒有明顯差異。此外，與pH 5.0相比，pH 7.0、超聲和熱處理的樣品的G’和G”均升高，STPP處理樣品的G’和G”均明顯降低。pH 7.0乳液的G’和G”較高，這主要由于，一方面乳液粒徑較小，另一方面體系中存在更多游離的GA，含有大量的AGP組分吸附在水-油界面，增加了乳液的黏彈性，共同增強(qiáng)體系網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)度[41]。超聲和熱處理均使納米顆粒的得率升高，平均粒徑減小，更多的小粒徑液滴和納米顆粒聚集成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致乳液的彈性模量升高[42]。STPP可與兩個(gè)CS中的氨基交聯(lián)，使復(fù)合顆粒或顆粒聚集體粒徑增大，導(dǎo)致顆粒間疏水和靜電相互作用均降低，乳液粒徑較大，使網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)減弱，因此乳液G’和G”均降低。

2.5 HIPEs的穩(wěn)定性

由于HIPEs呈現(xiàn)半固體形態(tài)，采用傳統(tǒng)稀乳液穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方式很難觀察到樣品之間的差異，因此利用離心的方法評(píng)估不同處理方式制備CS-GA復(fù)合顆粒穩(wěn)定HIPEs的穩(wěn)定性。如圖8A所示，在pH 7.0和采用STPP交聯(lián)制備的復(fù)合顆粒穩(wěn)定的乳液經(jīng)離心后有大量油相析出，超聲和熱處理有少量油相析出，pH 5.0組無(wú)油相析出。圖8B顯示，與對(duì)照組相比，超聲處理和熱處理制備的復(fù)合顆粒均表現(xiàn)出較高的油結(jié)合能力，而在pH 7.0和采用STPP交聯(lián)制備的復(fù)合顆粒油結(jié)合能力均較弱（＜20%）。這與上述得率、Zeta電位和θ結(jié)果相互印證。在pH 7.0和采用STPP交聯(lián)制備的復(fù)合顆粒的表面Zeta電位、θ和得率均較低，從而導(dǎo)致所制備的乳液穩(wěn)定性較差，在離心條件下HIPEs的結(jié)構(gòu)無(wú)法保持。與pH 5.0相比，超聲處理和熱處理方式制備的復(fù)合顆粒的表面θ略低，所以其穩(wěn)定乳液的離心穩(wěn)定性略低。值得注意的是，pH 7.0復(fù)合顆粒穩(wěn)定乳液的粒徑最小，但是離心穩(wěn)定性很低，說明乳液粒徑大小不是決定乳液穩(wěn)定性的唯一因素。

圖8 不同處理方式制備CS-GA復(fù)合顆粒穩(wěn)定HIPEs經(jīng)離心后的表觀形態(tài)（A）及CS-GA復(fù)合顆粒的油結(jié)合能力（B）Fig.8 Visual appearance of HIPEs stabilized by CS-GA composite particles after centrifugation (A) and oil binding capacity of CS-GA composite particles (B)

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)探究不同處理方式制備CS-GA復(fù)合顆粒的得率、性能、表觀形態(tài)以及微觀結(jié)構(gòu)，并考察這些復(fù)合顆粒穩(wěn)定HIPEs的結(jié)構(gòu)、流變性和穩(wěn)定性。結(jié)果表明，不同處理方式對(duì)所制備復(fù)合顆粒的得率、表面Zeta電位及潤(rùn)濕性能均有不同程度的影響。與pH 5.0相比，超聲和熱處理方式會(huì)使CS-GA復(fù)合顆粒的得率顯著提高，pH 7.0使CS-GA復(fù)合顆粒的得率顯著降低，Zeta電位和θ都有不同程度的下降。CLSM結(jié)果顯示，CS-GA復(fù)合顆粒被吸附在油滴表面，乳化油滴聚集形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，未吸附的CS-GA顆粒也相互聚集形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。流變特性結(jié)果表明CS-GA復(fù)合物穩(wěn)定HIPEs均表現(xiàn)剪切變稀行為。與pH 5.0相比，pH 7.0處理的HIPEs表觀黏度增加，其他處理方式均降低。所有HIPEs樣品均表現(xiàn)為凝膠特性。與pH 5.0相比，超聲和熱處理均使HIPEs具有優(yōu)異的黏彈性，且表現(xiàn)出較高的油結(jié)合能力和乳化穩(wěn)定性，而在pH 7.0和采用STPP交聯(lián)制備的復(fù)合顆粒穩(wěn)定的HIPEs結(jié)構(gòu)經(jīng)離心后被明顯破壞，大量油相析出，油結(jié)合能力較差。上述結(jié)果顯示在保證乳液體系穩(wěn)定的前提下，超聲處理和熱處理可以實(shí)現(xiàn)對(duì)CS-GA體系結(jié)構(gòu)和性能的調(diào)控。