O/W乳液作為營養素、藥物和其他活性功能成分的封裝和遞送系統,已廣泛應用于食品、制藥和化妝品領域。然而,乳液在長期儲存過程中的絮凝、聚結、奧斯特瓦爾德成熟和相分離阻礙了它們在這些領域的實際應用。向乳液體系中添加親水性聚合物(例如多糖)是提高乳液穩定性和產生乳液凝膠的一種簡單而有效的方法。
多糖(陰離子多糖和陽離子多糖)因其良好的穩定性和安全性已在乳液體系中獲得廣泛的應用。其可以作為增稠劑提高乳液體系粘度,進而抑制液滴聚結和乳液相分離,提高乳液穩定性。然而,大多研究認為非吸附多糖會充當耗竭劑并誘導乳液滴之間的耗竭作用,引起液滴之間的絮凝和聚集,加速乳化分層和乳液不穩定。盡管多糖對乳液穩定和凝膠化的增稠或耗竭影響已被報道,但多糖含量和種類與乳液穩定或凝膠化之間的關系仍缺乏充分的認識。
為此,四川大學李旭東團隊基于前期多酚-氨基酸微納米組裝體(ACS Sustainable Chem. Eng. 2020, 8, 26, 9833–9845)、多酚-氨基酸固體顆粒穩定的高內相Pickering乳液凝膠 (ACS Sustainable Chem. Eng. 2021, 9, 11, 4076–4090) 以及Pickering乳液綠茶防曬霜 (Green Chem., 2023, 25, 4387) 的工作基礎,報道了一種簡單有效地通過向乳液連續相中引入水溶性多糖的普適性策略,來實現O/W Pickering emulsions的進一步穩定和凝膠化,并發現了陰、陽離子多糖對乳液體系的界面和流變學等行為的差異性影響。
Polysaccharide-dependent depletion strategy to fabricate Pickering emulsion gels
圖1 陰離子多糖存在下的乳液制備及多糖對乳液影響示意圖
圖2 陰離子多糖對乳液液滴微觀結構的影響以及影響示意圖
圖3 陰離子多糖對乳液流變學行為的影響
圖4 陰離子多糖促進乳液穩定與凝膠化的普適性
綜上所述,這項工作利用非吸附陰離子多糖在乳液連續相中的耗竭相互作用以及增稠作用簡便快捷地實現了O/W Pickering emulsions的進一步穩定以及凝膠化。此部分工作發表在Food Hydrocolloids (2023, 145, 109175)上。
論文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2023.109175
Influences of carboxymethyl chitosan upon stabilization and gelation of O/W Pickering emulsions in the presence of inorganic salts
圖5 羧甲基殼聚糖和無機鹽對乳液的影響示意圖
圖6 羧甲基殼聚糖對不同多酚-氨基酸顆粒穩定的Pickering emulsions的影響
圖7 羧甲基殼聚糖含量對乳液的影響及作用機制
圖8 無機鹽濃度及種類對乳液的影響
綜上所述,區別與前一項工作,本工作所選擇的羧甲基殼聚糖和其伴隨而來的靜電相互作用會產生不同的界面效應,進一步增強其引發的耗竭作用以及增稠作用,從而在乳液的穩定以及凝膠化中發揮作用。此部分工作發表在Carbohydrate Polymers (2024, 331, 121902)上。
論文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2024.121902
兩項工作針對陰離子和陽離子多糖對O/W Pickering emulsions的穩定與凝膠化的影響,形成了相對系統的研究。不僅拓展了多糖和O/W乳液在食品、藥品以及化妝品等領域的應用;更重要的,通過引入不同功能屬性的多糖簡便地實現了乳液的不同功能目的,為功能化乳液的制備提供了新思路。
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