O/W乳液作为营养素、药物和其他活性功能成分的封装和递送系统,已广泛应用于食品、制药和化妆品领域。然而,乳液在长期储存过程中的絮凝、聚结、奥斯特瓦尔德成熟和相分离阻碍了它们在这些领域的实际应用。向乳液体系中添加亲水性聚合物(例如多糖)是提高乳液稳定性和产生乳液凝胶的一种简单而有效的方法。
多糖(阴离子多糖和阳离子多糖)因其良好的稳定性和安全性已在乳液体系中获得广泛的应用。其可以作为增稠剂提高乳液体系粘度,进而抑制液滴聚结和乳液相分离,提高乳液稳定性。然而,大多研究认为非吸附多糖会充当耗竭剂并诱导乳液滴之间的耗竭作用,引起液滴之间的絮凝和聚集,加速乳化分层和乳液不稳定。尽管多糖对乳液稳定和凝胶化的增稠或耗竭影响已被报道,但多糖含量和种类与乳液稳定或凝胶化之间的关系仍缺乏充分的认识。
为此,四川大学李旭东团队基于前期多酚-氨基酸微纳米组装体(ACS Sustainable Chem. Eng. 2020, 8, 26, 9833–9845)、多酚-氨基酸固体颗粒稳定的高内相Pickering乳液凝胶 (ACS Sustainable Chem. Eng. 2021, 9, 11, 4076–4090) 以及Pickering乳液绿茶防晒霜 (Green Chem., 2023, 25, 4387) 的工作基础,报道了一种简单有效地通过向乳液连续相中引入水溶性多糖的普适性策略,来实现O/W Pickering emulsions的进一步稳定和凝胶化,并发现了阴、阳离子多糖对乳液体系的界面和流变学等行为的差异性影响。
Polysaccharide-dependent depletion strategy to fabricate Pickering emulsion gels
图1 阴离子多糖存在下的乳液制备及多糖对乳液影响示意图
图2 阴离子多糖对乳液液滴微观结构的影响以及影响示意图
图3 阴离子多糖对乳液流变学行为的影响
图4 阴离子多糖促进乳液稳定与凝胶化的普适性
综上所述,这项工作利用非吸附阴离子多糖在乳液连续相中的耗竭相互作用以及增稠作用简便快捷地实现了O/W Pickering emulsions的进一步稳定以及凝胶化。此部分工作发表在Food Hydrocolloids (2023, 145, 109175)上。
论文链接: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
图5 羧甲基壳聚糖和无机盐对乳液的影响示意图
图6 羧甲基壳聚糖对不同多酚-氨基酸颗粒稳定的Pickering emulsions的影响
图7 羧甲基壳聚糖含量对乳液的影响及作用机制
图8 无机盐浓度及种类对乳液的影响
综上所述,区别与前一项工作,本工作所选择的羧甲基壳聚糖和其伴随而来的静电相互作用会产生不同的界面效应,进一步增强其引发的耗竭作用以及增稠作用,从而在乳液的稳定以及凝胶化中发挥作用。此部分工作发表在Carbohydrate Polymers (2024, 331, 121902)上。
论文链接:https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2024.121902
两项工作针对阴离子和阳离子多糖对O/W Pickering emulsions的稳定与凝胶化的影响,形成了相对系统的研究。不仅拓展了多糖和O/W乳液在食品、药品以及化妆品等领域的应用;更重要的,通过引入不同功能属性的多糖简便地实现了乳液的不同功能目的,为功能化乳液的制备提供了新思路。
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