一步法制備大豆不溶性肽-殼聚糖復(fù)合顆粒穩(wěn)定的Pickering 雙重乳液及其表征

舒欣怡，黃小楠，賴洋杰，李理，尹壽偉*

（1.華南理工大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，廣東廣州 510640）（2.中新國際聯(lián)合研究院，廣東廣州 510555）（3.西南科技大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院，四川綿陽 621000）

雙重乳液是一種復(fù)雜的乳化體系，包括水包油包水型（W/O/W）和油包水包油型（O/W/O）[1]。在食品工業(yè)中，雙重乳液被認(rèn)為是能夠減少乳液基食品的含油量[2]，同時不影響其自身口感的良好手段[3]；雙重乳液具有分室結(jié)構(gòu)，也可用于封裝與保護易受光照、溫度等環(huán)境影響的親水性與疏水性生物活性物質(zhì)，如營養(yǎng)素、風(fēng)味物質(zhì)、天然色素及益生菌[4-5]。雙重乳液在化妝品、藥品及材料領(lǐng)域也有較為廣泛的應(yīng)用[6-7]。傳統(tǒng)的兩步乳化法制備雙重乳液程序復(fù)雜，主要通過表面活性劑、鹽離子等提高乳液的穩(wěn)定性。一步乳化制備雙重乳液方法簡單便捷，主要有微流控法、嵌段共聚物法及Pickering 乳液法。其中，Pickering 乳液利用膠體粒子不可逆吸附至油水界面形成的物理屏障，減少內(nèi)相損失，改善雙重乳液體系的穩(wěn)定性，且相對其他制備方式中表面活性劑的使用更加經(jīng)濟、無毒、對環(huán)境友好。到目前為止，已經(jīng)研究了由二氧化硅顆粒和氧化石墨烯顆粒等穩(wěn)定的Pickering 雙重乳液[8-10]。然而，由食品級膠體顆粒一步法制備雙重乳液的研究鮮少報道。在單一高剪切/高壓作用下，利用食品級膠體顆粒一步乳化法制備Pickering 雙重乳液，將為工業(yè)生產(chǎn)帶來新的研究思路和應(yīng)用前景[11]。

大豆蛋白廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)中，酶解制備的蛋白肽具有人體有益的保健功能，酶解過程形成的疏水肽團聚沉淀造成優(yōu)質(zhì)氨基酸資源浪費。張遠(yuǎn)紅[12]研究了SPI 酶解過程中產(chǎn)生的不溶性聚集體，發(fā)現(xiàn)其具有與大豆蛋白相當(dāng)?shù)陌被峋饨M分，且其自身具備優(yōu)異的荷載能力，能夠作為一種潛在的功能性食品配料。因此，利用大豆蛋白酶解副產(chǎn)物—水不溶性聚集體作為基料穩(wěn)定Pickering 乳液能夠進(jìn)一步提高大豆蛋白酶解副產(chǎn)物的綠色可持續(xù)化應(yīng)用。殼聚糖CS 是一種堿性陽離子多糖，由甲殼素通過堿性脫乙酰作用得到。其來源豐富，具有良好的生物相容性、生物可降解性、抑菌性等特點被廣泛應(yīng)用在各個領(lǐng)域。本研究將大豆蛋白酶解產(chǎn)生的水不溶性聚集體SWIA與殼聚糖CS通過靜電相互作用制備結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的復(fù)合膠體顆粒，通過一步法構(gòu)建穩(wěn)定的Pickering 雙重乳液，系統(tǒng)研究了不同殼聚糖比、pH 值對Pickering 雙重乳液的形成、穩(wěn)定性、微觀結(jié)構(gòu)的影響，進(jìn)一步探討乳液微結(jié)構(gòu)、流變特性與乳液穩(wěn)定性之間的關(guān)系，為制備多重乳液提供一種簡便有效的手段。

1 材料與方法

1.1 原料

SPI、玉米油，市購；低分子量殼聚糖，購于Sigma-Aldrich 公司；Protamex，購于諾維信酶制劑公司。

1.2 主要儀器設(shè)備

ALPHA1-4 冷凍干燥機，德國Christ 公司；T10高速剪切機，德國IKA 公司；Zeta 電位及納米粒度儀Nano-ZS，英國Malvern 公司；MasterSizer3000 粒徑分布儀，英國Malvern 公司；激光共聚焦顯微鏡，德國Leica 公司；HAKKE RS600 流變儀，德國Thermo公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 大豆水不溶性肽聚集體的制備

大豆水不溶性聚集體的制備參考張遠(yuǎn)紅[12]報道的方法，稍加改動。以市售SPI 為原料，準(zhǔn)確稱取一定量的SPI 溶于去離子水中，配成4%（m/V）的SPI溶液，室溫（25 ℃）下攪拌2 h。Protamex 的酶解條件：pH 7.0，溫度50 ℃，加酶量1%（酶/底物，V/m）。蛋白和酶混合均勻后放入50 ℃恒溫振蕩器中水浴酶解24 h，酶解過程中用1 mol/L NaOH 維持pH 恒定。酶解后取酶解液在8000 ×g，25 ℃下離心20 min，取沉淀水洗3 次，冷凍干燥備用，所得粉末即為大豆水不溶性肽聚集體，記為SWIP。采用OPA 法測定水解度，參照Nielsen 等[13]的方法。本研究所制備SWIA是SPI 的水解度為12%時所得到，不溶性聚集體的得率為16.66%。

1.3.2 大豆水不溶性肽-殼聚糖復(fù)合膠體顆粒的制備

準(zhǔn)確稱取0.5 g 的SWIP 分散于100 mL 去離子水中，室溫下磁力攪拌2 h 后于4 ℃下放置過夜使其充分水化，并用0.1 mol/L 的HCl 調(diào)節(jié)pH 至7.0，配置成0.5%（m/V）的分散液。將分散液在190 W（20%）超聲處理，采用冰浴控制樣品的溫度在25 ℃以下。加入幾滴0.02%疊氮鈉后，大豆水不溶性肽聚集體分散液在4 ℃保存?zhèn)溆?。稱取不同質(zhì)量的殼聚糖（CS）溶于1%的乙酸溶液中，攪拌過夜并離心去除少量不溶性物質(zhì)，配置不同濃度的殼聚糖溶液（0.25%、0.5%、1%）。將殼聚糖溶液與超聲處理的大豆水不溶性肽聚集體溶液等體積混合攪拌2 h，從而得到SWIP:CS 的質(zhì)量比分別為2:1、1:1與1:2 的復(fù)合膠體顆粒，大豆水不溶性肽聚集體的最終濃度固定為0.25%。

1.3.3 大豆水不溶性肽-殼聚糖復(fù)合膠體顆粒的粒徑和Zeta-電位的測定

采用Zetasizer Nano-ZS 測定膠體顆粒的粒徑及分布、多分散系數(shù)（PDI）和Zeta-電勢。測定在25 ℃進(jìn)行，溶質(zhì)為蛋白，其分散系數(shù)設(shè)置為1.45；分散相為水，其分散系數(shù)設(shè)置為1.330。每個樣品至少測定三次，并取其平均值。

1.3.4 復(fù)合膠體顆粒的傅里葉紅外（FT-IR）分析

將復(fù)合膠體顆粒溶液凍干獲得待測樣品粉末，取樣品放置在瑪瑙缽中，加入KBr 粉末（與待測樣品質(zhì)量比為1:100），均勻研磨后壓片，進(jìn)行波長掃描，掃描頻率為500～4000 cm-1。

1.3.5 Pickering 雙重乳液的制備

采用均質(zhì)乳化技術(shù)制備Pickering 雙重乳液。首先，制備兩組大豆水不溶性肽聚集體溶液，一組中分為三份加入不同濃度的殼聚糖溶液，SWIP:CS 質(zhì)量比分別為2:1、1:1與1:2，大豆水不溶性肽的終濃度固定為0.25%（m/V），考察不同殼聚糖比例對Pickering雙重乳液形成及性能的影響。另外一組，加入殼聚糖溶液并固定SWIP:CS 質(zhì)量比為1:1，測得其原始pH為3.8，緩慢滴加1 mol/L NaOH 溶液分布調(diào)整其pH為3.0、4.0、5.0 和6.0，研究在不同pH 值下Pickering雙重乳液的形成與性能。其中，油相采用玉米油（占比50%），放置于血清瓶中，利用高速分散劑IKA T10進(jìn)行均質(zhì)（15000 r/min，2 min）得到Pickering 雙重乳液。

1.3.6 Pickering 雙重乳液的穩(wěn)定性分析

觀察乳析層隨時間的變化來評價乳液的儲藏穩(wěn)定性。如果乳液的乳析層固定不變，也就意味著該乳液具備著良好的穩(wěn)定性；但如果乳液的乳析層在不斷的改變，而且在放置的時間內(nèi)出現(xiàn)漏油破乳等現(xiàn)象，也就意味著乳液的穩(wěn)定性不好。

1.3.7 Pickering 雙重乳液的粒徑分布測定

采用MasterSizer 3000 粒度分布儀測量乳狀液的粒徑。顆粒吸收率：0.001，顆粒折射率：1.470，分散劑折射率：1.330，分散劑是水。采用面積平均粒徑d3,2及體積平均粒徑d4,3來表示乳液粒徑，設(shè)置樣品測試三次。

1.3.8 Pickering 雙重乳液的微觀結(jié)構(gòu)觀察

采用光學(xué)顯微鏡觀察Pickering 雙重乳液的微觀結(jié)構(gòu)，將最新制備的乳液滴在載玻片上，蓋上蓋玻片調(diào)節(jié)適合的焦距進(jìn)行觀察。

利用激光共聚焦顯微鏡（CLSM）對乳液的分散狀態(tài)進(jìn)行觀察。采用尼羅紅染對油相染色，具體方法：用1,2-丙二醇溶解尼羅紅（0.1%），取40 μL 混合染料加入到1 mL 乳液樣品中，輕輕振蕩，即完成染色。取少量染色的樣品放置于載玻片凹槽并蓋上蓋玻片，用40 倍物鏡觀察。儀器參數(shù)設(shè)置如下：在488 nm 處激發(fā)，頻率掃描的密度為1024×1024，頻率為100 Hz。

1.3.9 Pickering 雙重乳液的流變學(xué)特性

采用HAAKE RS600 流變儀器測定乳液的流變學(xué)特性。測試溫度為25 ℃，使用直徑27.83 mm 的平板，其間隙為1 mm。應(yīng)力掃描：0.1 Pa 到1000 Pa，固定頻率為1 Hz。頻率掃描：0.1 Hz 到10 Hz，應(yīng)力為1 Pa。粘度：在剪切速率為0.1 s-1到100 s-1記錄粘度變化。

1.3.10 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

將每個實驗所得的數(shù)據(jù)重復(fù)三次，實驗結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差的表示，并運用SPSS 25.0 軟件進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 大豆水不溶性肽-殼聚糖復(fù)合膠體顆粒構(gòu)建及表征

2.1.1 復(fù)合膠體顆粒的粒徑、電位及外觀分析

在Zhang 等[14,15]的研究表明SPI 經(jīng)酶解釋放出來的疏水性氨基酸通過疏水相互作用形成了水不溶性的肽聚集體。本研究借助于高強度的超聲，使得疏水肽之間、肽與蛋白之間的非共價鍵被打斷，實現(xiàn)不溶性肽聚集體的解聚、分散，獲得可分散性膠體粒子。如圖1a 所示，在聚集體分散液底部有明顯可見的沉淀物，經(jīng)過超聲處理之后，聚集體在水中的分散性有著顯著的增強且分布均勻。在放置一段時間后，顆粒發(fā)生聚集產(chǎn)生沉淀析出。從表1 中能夠看出，經(jīng)過超聲處理后的水分散膠體顆粒的粒徑為124.60 nm，電位為14.60 mV，將其與殼聚糖進(jìn)行復(fù)合后，新制備的復(fù)合膠體顆粒呈現(xiàn)出更為穩(wěn)定均勻的膠體分散狀態(tài)。如圖1b 所示，復(fù)合顆粒的粒徑介于229 nm 和501 nm之間，zeta 電位從14.60 mV 到49.50～54.7 mV，顆粒的放置穩(wěn)定性增強，在儲存過程中未見明顯沉淀。因此，隨著陽離子多糖殼聚糖的加入，復(fù)合膠體顆粒表面正電荷增強，在大豆不溶性肽聚集體顆粒粒子表面構(gòu)筑多糖親水層使疏水相互作用變?nèi)醵鴼滏I增強，同時，殼聚糖鏈的空間位阻效應(yīng)以及復(fù)合顆粒表面增強的靜電斥力使得通過超聲分散的聚集體粒子能夠穩(wěn)定的分散在水溶液中。

表1 不同殼聚糖比例顆粒的粒徑和Zeta 電位值Table 1 Particle size and Zeta potential of complex particles

圖1 a：超聲處理解聚大豆不溶性肽團簇物；b：不同殼聚糖/肽比顆粒的外觀圖Fig.1 a:The stable SWIP dispersions by ultrasonic processing of aggregates;b:The appearance of chitosan/peptide complex particles

2.1.2 復(fù)合膠體顆粒的傅里葉紅外分析

圖2 是大豆不溶性肽聚集體、殼聚糖與SWIP：CS 質(zhì)量比為1:1 的復(fù)合膠體顆粒的紅外吸收光譜圖（FT-IR）。從圖中我們可以看出，大豆水不溶性肽在1680 cm-1處表現(xiàn)了強烈的伸縮振動峰，這是典型的蛋白質(zhì)紅外譜帶—酰胺I 帶，也就是C=O 伸縮振動，能夠反映蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)[16]。還有在1540 cm-1處的酰胺II 代（N-H 彎曲振動），以及處于1230-1350 cm-1區(qū)域內(nèi)的酰胺III 帶，大多數(shù)為C-N 鍵的伸縮振動[17,18]。除此之外，殼聚糖在3300 cm-1也出現(xiàn)了碳水化合物本身特有的伸縮振動峰-氫鍵，且其在1740 cm-1以及1660 cm-1也都出現(xiàn)了特征峰，分別是處于C=O鍵和COO-鍵的伸縮振動區(qū)域。與之相對應(yīng)的，所形成的復(fù)合膠體顆粒（SWIP-CS）紅外光譜中，殼聚糖的氫鍵特征峰輕微地向低波數(shù)移動，這也就表明膠體顆粒里分子間氫鍵的存在。

圖2 復(fù)合膠體顆粒的FT-IR 圖Fig.2 FTIR profiles of composite colloidal particles with CS and SWIP as the control

2.2 Pickering 雙重乳液的制備

2.2.1 不同殼聚糖比例對Pickering 雙重乳液粒徑、穩(wěn)定性及微觀結(jié)構(gòu)的影響

圖3 Pickering 雙重乳液外觀Fig.3 Appearance of Pickering double emulsions

從圖中可以看出，單純由大豆不溶性聚集體制備的Pickering 乳液（a）很不穩(wěn)定，在放置一個月后已全部破乳，這可能是疏水性驅(qū)動大豆不溶性聚集體顆粒聚結(jié)形成不溶性團簇體，影響膠體顆粒的界面吸附及界面覆蓋率。因此，表面覆蓋率低的分散油滴容易聚結(jié)，最終導(dǎo)致相分離。同時，由0.125%、0.25%與0.5%殼聚糖制備的乳液（e、f、g）在放置一個月后也出現(xiàn)明顯的漏油現(xiàn)象，說明僅殼聚糖不能形成穩(wěn)定的乳液。利用復(fù)合膠體顆粒新制備的乳液（b、c、d）均勻、細(xì)膩，呈乳白狀，未乳析和分層。在放置了一個月后，隨著殼聚糖比的增加，Pickering 乳液的乳析指數(shù)呈現(xiàn)不同的變化，但都維持在10%之內(nèi)，大豆水不溶性肽/殼聚糖比例為1:1 的復(fù)合膠體顆粒制備的Pickering 乳液乳析指數(shù)最低，低于5%。大豆水不溶性肽-殼聚糖復(fù)合顆粒構(gòu)建的Pickering 乳液有著穩(wěn)固的界面層屏障，有效的防止液滴聚結(jié)。由此可見，通過復(fù)合膠體顆粒制備的Pickering 乳液具有更高的穩(wěn)定性。

表2 是不同殼聚糖比例下的復(fù)合膠體顆粒（SWIP-CS）所穩(wěn)定的Pickering 乳液粒徑。Pickering乳液的粒徑隨著殼聚糖比例的增加呈現(xiàn)緩慢下降的趨勢，結(jié)合雙重乳液的外觀圖來看，不同比例下復(fù)合顆粒形成的乳液均較穩(wěn)定，在粒度上的差異也并不顯著。當(dāng)大豆水不溶性肽-殼聚糖比例為1:2 時，乳液的粒徑最?。?3.9 μm），可能是此時顆粒上到油水界面的能力相對較強，具備更好的表面性能，從而能夠形成更小尺度的乳液。

表2 不同殼聚糖濃度條件下的SWIP-CS 穩(wěn)定的Pickering 雙重乳液粒徑Table 2 The size of Pickering double emulsions stabilized by SWIP-CS complex particles

圖4 為不同殼聚糖濃度下復(fù)合膠體顆粒新制（a、c、e）與放置15 d（b、d、f）的Pickering 乳液的光學(xué)顯微鏡圖。從中能夠清晰地看到，不同殼聚糖比例的復(fù)合膠體顆粒都能夠通過一步法制備出穩(wěn)定的Pickering 雙重乳液，在水包油乳液內(nèi)部包含大量的油包水小乳滴，并且在放置半個月的時間后，內(nèi)部的小乳滴數(shù)量并沒有明顯的減少，進(jìn)一步證實了該Pickering 雙重乳液具有優(yōu)越的儲藏穩(wěn)定性。圖5 是SWIP-CS 比例為2:1、1:1 時的復(fù)合膠體顆粒新制的Pickering 雙重乳液激光共聚焦顯微鏡圖，其中，使用尼羅紅對玉米油進(jìn)行染色。從圖中能夠清晰地看到，乳液液滴內(nèi)部較多小液滴的存在，進(jìn)一步證實了Pickering 雙重乳液的形成。這可能是因為SPI 在進(jìn)行酶解之后產(chǎn)生大量的疏水性氨基酸殘基，其與殼聚糖進(jìn)行復(fù)合之后使得形成的復(fù)合顆粒有著不同的表面潤濕性分布，其中，一部分較為親水，一部分較為疏水；其次，殼聚糖在連續(xù)相形成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可以有效的防止內(nèi)水相的聚結(jié)，并且，在Diam 等[19]的研究中發(fā)現(xiàn)，殼聚糖參與的兩步乳化法制備雙重乳液的過程中，其在內(nèi)相與外相中的存在提高了W/O/W 雙重乳液的物理穩(wěn)定性。綜合這些原因，才能夠?qū)崿F(xiàn)一步法得到穩(wěn)定的Pickering 雙重乳液。

圖4 Pickering 雙重乳液光學(xué)顯微鏡圖（pH 3.8）Fig.4 Microscopy images of Pickering double emulsions by composite colloidal particles (pH 3.8)

圖5 Pickering 雙重乳液的激光共聚焦顯圖（pH3.8）Fig.5 CLSM images of Pickering double emulsions by composite particles (pH 3.8)

2.2.2 不同pH 值對Pickering 雙重乳液粒徑、穩(wěn)定性及微觀結(jié)構(gòu)的影響

從圖中可以明顯的看出，新制的乳液較為均勻統(tǒng)一，在pH 從3.0 到5.0 之間，血清瓶中的乳液都沒有出現(xiàn)漏油破乳的現(xiàn)象，但在pH 為6.0 的乳液表面出現(xiàn)稍微漏油的情況。在放置的過程中，乳液也開始出現(xiàn)乳析；不同pH 的乳液的乳析指數(shù)也有著一定程度的差異。在放置兩天后，所有乳液的乳析指數(shù)逐漸穩(wěn)定并保持不變。從圖中乳液放置兩個月的時間圖中，能夠看出隨著pH 的增加，乳析指數(shù)也有著相應(yīng)的上漲，但基本都維持在10%以內(nèi)。

圖6 不同pH 條件下的Pickering 雙重乳液圖Fig.6 Appearance of Pickering double emulsions at different pH conditions

表3 是不同pH 值的復(fù)合膠體顆粒（SWIP-CS）穩(wěn)定的Pickering 雙重乳液的粒徑。由于上文中pH 6.0條件下制備的乳液不能夠保持均勻統(tǒng)一的狀態(tài)，容易破乳漏油，因此并沒有對該pH 條件下所制備的乳液進(jìn)行相應(yīng)的研究。表中數(shù)據(jù)指出，隨著pH 的增加，乳液的粒徑并沒有明顯的改變。圖7 為不同pH 條件下的復(fù)合膠體顆粒制備的Pickering 雙重乳液光學(xué)顯微鏡圖片，從圖中能夠清晰的看到，液滴內(nèi)部全部都存在被包裹的小液滴，且在低pH 條件下，所穩(wěn)定的乳液中液滴內(nèi)部包含的小液滴數(shù)量最多，當(dāng)pH 為5.0時，液滴內(nèi)部包含小液滴數(shù)量有著顯著的減少。由此可見，穩(wěn)定Pickering 雙重乳液的形成與復(fù)合膠體顆粒的pH 有著密切的關(guān)系，可以對其進(jìn)行調(diào)控從而制備穩(wěn)定的Pickering 雙重乳液。

表3 不同pH 值下的SWIP-CS 穩(wěn)定的Pickering 雙重乳液粒徑Table 3 Droplet size of Pickering double emulsions stabilized by composite particles (SWIP-CS) at different pH conditions

圖7 Pickering 雙重乳液光學(xué)顯微鏡圖Fig.7 Microscopy images of Pickering double emulsions stabilized complex particles

2.3 Pickering 雙重乳液的流變學(xué)特性

2.3.1 Pickering 雙重乳液的頻率、應(yīng)力分析

通過小幅震蕩測量，能夠更為清楚地揭示微觀結(jié)構(gòu)與乳液流動性之間的關(guān)系[20]。圖8a 是不同殼聚糖比例的復(fù)合膠體顆粒穩(wěn)定的Pickering 雙重乳液的應(yīng)力掃描圖，能夠得出在線性粘彈區(qū)域內(nèi)，不同殼聚糖比例的Pickering 雙重乳液的儲存模量（G＇）均明顯要高于其損失模量（G″），這也就意味著該Pickering雙重乳液具備類彈性固體的凝膠性質(zhì)，是凝膠狀乳液。隨著應(yīng)力的不斷增加，儲存模量（G＇）與損失模量（G″）相交于一點，也即是屈服點（臨界應(yīng)力），該點的出現(xiàn)也就意味著Pickering 雙重乳液自身的結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變，從最初的凝膠狀逐漸轉(zhuǎn)化為溶膠狀，這也是線性相應(yīng)向非線性相應(yīng)之間的轉(zhuǎn)化。另外，隨著殼聚糖比例的增加，雙重乳液的起始G＇相對更大一些，其線性粘彈區(qū)域也較廣，包括屈服點所出現(xiàn)的時間也逐漸變慢，表明其臨界應(yīng)力逐漸增大。在固定應(yīng)力為1 Pa 的條件下，不同殼聚糖比例的Pickering 雙重乳液隨著頻率的增加而逐漸增大，表明當(dāng)殼聚糖比例較高時，雙重乳液的凝膠特性也更強一些，這也與應(yīng)力掃描的結(jié)果相一致。由此可見，通過控制復(fù)合膠體顆粒中殼聚糖的比例，能夠?qū)﹄p重乳液的凝膠性質(zhì)進(jìn)行一定程度的改善。

圖8 Pickering 雙重乳液的應(yīng)力、頻率掃描圖Fig.8 The stress and frequency scan of Pickering double emulsions

圖8c、8d 是SWIP-CS 比例為1:1 時的復(fù)合膠體顆粒在pH 分別為3.0、3.8、4.0、5.0 下制備的Pickering雙重乳液應(yīng)力掃描與頻率掃描圖，從應(yīng)力掃描圖（c）中可知，不同pH 條件下所制備的Pickering 雙重乳液都具備凝膠特性，其儲存模量（G＇）明顯要高于其損失模量（G″），同時在應(yīng)力的不斷增加下也出現(xiàn)了相應(yīng)的屈服點。圖中結(jié)果表明，隨著pH 的增加，儲存模量的起始點逐漸減小，其對應(yīng)的屈服點也出現(xiàn)的越早，意味著臨界壓力也越少，由此可得出該Pickering雙重乳液隨著pH 的增加，其自身的凝膠性能以及穩(wěn)定性都在降低。在頻率掃描圖（d）中也出現(xiàn)了同樣的實驗結(jié)果，不同的pH 條件下G＇都呈現(xiàn)出了較弱的頻率依賴性，同時，隨著pH 的上升，起始G＇逐漸減小，也就是說pH 能夠影響雙重乳液的凝膠特性，可以通過調(diào)控顆粒的pH 進(jìn)而改善雙重乳液的凝膠特性和穩(wěn)定性。

2.3.2 Pickering 雙重乳液的流動性分析

當(dāng)評估雙重乳液在食品中的應(yīng)用時，粘度是個至關(guān)重要的參數(shù)，粘度也與乳液的穩(wěn)定性密切相關(guān)。當(dāng)剪切速率足夠增加以克服布朗運動時，乳化液液滴沿著流場變得更加有序，并且提供較少的流動阻力，從而降低粘度。乳液的剪切稀化行為與油滴的絮凝有關(guān)，這種情況通常是乳液有著微弱絮凝或者是添加了增稠劑。絮凝增加了分散相體積，導(dǎo)致非球形聚集體的形成，這兩個因素都有助于提高乳液的稠度[21]。

通過對乳液剪切稀化行為進(jìn)行相應(yīng)的研究，能夠進(jìn)一步探索該乳液的應(yīng)用范圍。從圖9 中能夠看出，當(dāng)剪切速率在不斷增加的時候，通過不同殼聚糖比例的復(fù)合膠體顆粒制備的W/O/W Pickering 雙重乳液的表觀粘度在逐漸減小，呈現(xiàn)出剪切稀化的現(xiàn)象，這也就進(jìn)一步表明該乳液中絮凝結(jié)構(gòu)的存在，屬于牛頓流體的范疇。同時，隨著殼聚糖比例的增加，所對應(yīng)的W/O/W Pickering 雙重乳液在表觀粘度上也呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢，其流動性相應(yīng)的減弱。結(jié)合上面的乳液微觀結(jié)構(gòu)圖可得出，增大殼聚糖比例時乳液中水相粘度不斷增加，同時能夠防止內(nèi)部液滴的聚結(jié)，從而能夠?qū)﹄p重乳液的微觀結(jié)構(gòu)（即內(nèi)水相與初級乳液滴的粒徑）進(jìn)行改善。

圖9 不同殼聚糖濃度復(fù)合膠體顆粒制備的Pickering雙重乳液的粘度圖Fig.9 The viscosity of Pickering double emulsion prepared by complex colloidal particles with different chitosan concentrations

3 結(jié)論

本文將SPI 酶解產(chǎn)生的水不溶性聚集體進(jìn)行超聲處理，并與殼聚糖進(jìn)行復(fù)合，制備得到的穩(wěn)定分散的復(fù)合膠體顆粒，利用該復(fù)合膠體顆粒通過簡單的一步均質(zhì)法制備穩(wěn)定的W/O/W 型Pickering 雙重乳液，并研究了不同殼聚糖比例與pH 值對乳液性質(zhì)的影響。結(jié)果表明，在pH 為3.0、3.8、4.0 和5.0 時，殼聚糖濃度為0.125%、0.25%和0.5%及油相分?jǐn)?shù)為50%均能夠制備穩(wěn)定的Pickering 雙重乳液，且具備較好的儲藏穩(wěn)定性與凝膠特性。此外，殼聚糖比例的增加使得乳液的粒徑有著顯著性的降低（30.6～23.9 μm），且較高比例（濃度為0.5%）時能夠改善雙重乳液的穩(wěn)定性與凝膠特性。而隨著pH 從3.0 增加到5.0，雙重乳液液滴內(nèi)部的小液滴數(shù)量逐漸減少，其穩(wěn)定性與凝膠結(jié)構(gòu)特性也在相應(yīng)的降低。總的來說，通過調(diào)節(jié)復(fù)合膠體顆粒的pH與殼聚糖比例能夠?qū)﹄p重乳液的穩(wěn)定性與內(nèi)部結(jié)構(gòu)及凝膠特性進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)控。本研究為制備雙重乳液提供了一種簡便有效的策略，對于食品工業(yè)、化妝品與醫(yī)藥領(lǐng)域上的應(yīng)用具有重要意義。