呂沛峰，王 迪，高彥祥，袁 芳*

（中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)工程學(xué)院，北京 100083）

食品中功能因子、風(fēng)味物質(zhì)等活性成分易受光、熱、pH值變化等多種外界環(huán)境因素的影響而被破壞，無(wú)法達(dá)到預(yù)期的效果，因此需要選擇合適的傳遞系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行保護(hù)。傳遞系統(tǒng)一般可以對(duì)功能成分起到保護(hù)、傳遞以及控釋等作用。乳液作為傳遞系統(tǒng)中的一個(gè)大類(lèi)，在食品領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。根據(jù)結(jié)構(gòu)、相分布的不同，乳液可分為多種類(lèi)型，包括傳統(tǒng)乳液、Pickering乳液、多重乳液、多層乳液以及基于乳液的固體脂質(zhì)顆粒和水凝膠填充顆粒等[1]。本文以雙層乳液為主要研究對(duì)象，綜述了其研究進(jìn)展以及應(yīng)用。

1 雙層乳液簡(jiǎn)介

雙層乳液屬于多層乳液的一種，其乳液液滴具有兩層界面層。多層乳液的液滴有著復(fù)雜的相間界面，其多層界面膜是由液滴所帶電荷以及乳化條件所決定的[2]。以一種生物聚合物為乳化劑制備初級(jí)乳液（單層乳液），該乳化劑會(huì)在乳液液滴表面形成第1層界面層，穩(wěn)定乳液結(jié)構(gòu)。絕大部分的初級(jí)乳液都具有一定數(shù)量的表面電荷，當(dāng)具有與液滴表面所帶電位相反電荷的聚電解質(zhì)與第1層界面膜接觸時(shí)，它們相互作用并在第1層界面層外形成第2層界面層，即形成雙層乳液，此時(shí)乳液液滴所帶電荷的正負(fù)性發(fā)生反轉(zhuǎn)，這種方法被稱為層-層（layerby-layer，LBL）靜電沉積法[3-4]。柳艷梅[5]以中鏈甘油三酯（medium chain triglycerides，MCT）油溶解β-胡蘿卜素作為油相，辛烯基琥珀酸淀粉鈉為乳化劑，經(jīng)高速剪切與高壓均質(zhì)制得單層乳液，之后將所得單層乳液與一定濃度的殼聚糖溶液混勻，再經(jīng)高速剪切與高壓均質(zhì)制得雙層乳液。重復(fù)此過(guò)程可以形成更多界面層，從而得到多層乳液[6]，如圖1所示。通過(guò)這種LBL方式制備的雙層乳液與傳統(tǒng)乳液相比，增強(qiáng)了乳液在高離子強(qiáng)度、pH值變化、熱加工、老化、脂肪氧化以及凍融循環(huán)條件下的理化穩(wěn)定性[7]。

圖1 多層乳液形成流程[8]Fig.1 Schematic of the formation of multilayer emulsion[8]

表1 近年來(lái)部分雙層乳液的研究Table1 Selected recent studies on bilayer emulsion

近年來(lái)有許多研究人員對(duì)不同組成的雙層乳液的乳化性、穩(wěn)定性等性質(zhì)以及界面層材料的選擇與開(kāi)發(fā)進(jìn)行研究，如表1所示。乳液作為一種傳遞系統(tǒng)可以保護(hù)所包埋的生物活性物質(zhì)等成分，而雙層乳液通過(guò)添加以蛋白質(zhì)、多糖或小分子表面活性劑等成分組成的界面層增強(qiáng)了乳液的理化穩(wěn)定性，可以對(duì)所包埋成分形成更好的保護(hù)[9]。

2 雙層乳液界面層類(lèi)型

2.1 蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)

研究表明，兩種不同的蛋白質(zhì)可用于制備雙層乳液。有研究人員嘗試使用等電點(diǎn)分別為8.5與5.0的乳鐵蛋白與β-lg制備雙層乳液，Schmelz等[10]的研究發(fā)現(xiàn)乳鐵蛋白與β-lg所形成的界面層在pH 3.0～7.0的范圍內(nèi)穩(wěn)定，此外其所制備的雙層乳液經(jīng)熱處理（21～90 ℃、20 min）以及在離子強(qiáng)度為0～500 mmol/L NaCl、0～60 mmol/L CaCl2的條件下均能保持穩(wěn)定。Mao Yingyi等[17]的研究發(fā)現(xiàn)，乳鐵蛋白與β-lg所制備的雙層乳液與以這兩種蛋白質(zhì)的混合物為乳化劑所制得的乳液相比，在90 ℃條件下具有更好的熱穩(wěn)定性。

雙層乳液作為一種傳遞系統(tǒng)，對(duì)敏感的親脂性活性成分具有較好的保護(hù)作用。Lesmes等[11]以酪蛋白酸鈉與乳鐵蛋白包埋ω-3脂肪酸制備的雙層乳液具有良好的物理穩(wěn)定性，并且與僅用酪蛋白酸鈉所制備的初級(jí)乳液相比氧化穩(wěn)定性有顯著提高。Taherian等[18]使用魚(yú)膠與乳清分離蛋白（whey protein isolate，WPI）為乳化劑，以魚(yú)油為油相，采用LBL沉積法制備水包油雙層乳液，增強(qiáng)魚(yú)油的氧化穩(wěn)定性，并將其應(yīng)用于牛奶、柑橘飲料等食品的加工中。蛋白質(zhì)具有良好的乳化性，可以很好地包埋功能性成分等活性物質(zhì)，蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)形式的雙層乳液界面層因其食品級(jí)的原料來(lái)源以及易于消化的特性，十分適用于人類(lèi)食品的加工與新型食品的開(kāi)發(fā)。但是由于雙層界面層均為蛋白質(zhì)，相對(duì)于界面層為非蛋白質(zhì)成分（如多糖）的雙層乳液，較易因外界環(huán)境導(dǎo)致蛋白變性，從而影響到乳液的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

2.2 多糖-多糖

天然多糖種類(lèi)繁多，且具有不同的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，以兩種多糖組合制備雙層乳液可以增強(qiáng)其理化穩(wěn)定性[19]。García-Márquez等[13]采用LBL靜電吸附法，以帶陽(yáng)離子的磷酸鈣-殼聚糖復(fù)合材料為內(nèi)層，帶陰離子的甜莢豆膠為外層制備雙層乳液，對(duì)類(lèi)胡蘿卜素進(jìn)行包埋。結(jié)果表明，當(dāng)磷酸鈣-殼聚糖復(fù)合物與甜莢豆膠的質(zhì)量比為1∶10時(shí)，乳液以及所包埋類(lèi)胡蘿卜素的理化穩(wěn)定性有明顯提高。Krstono?i?等[14]研究了用質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%辛烯基琥珀酸淀粉鈉制備的初級(jí)乳液與黃原膠的相互作用，結(jié)果表明，乳液穩(wěn)定性的增強(qiáng)與界面層的厚度和乳液黏度的增加有關(guān)。Choi等[20]采用自組裝的方法制備藻酸鹽-殼聚糖雙層納米乳液包埋辣椒精油以增強(qiáng)其穩(wěn)定性，所制得的納米乳液粒徑小于20 nm，具有較好的理化穩(wěn)定性。Hou Zhanqun等[15]以可溶性大豆多糖為界面層內(nèi)層，殼聚糖為外層，制備雙層乳液包埋β-胡蘿卜素，發(fā)現(xiàn)殼聚糖溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)乳液結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有重要影響，當(dāng)殼聚糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于0.33%時(shí)，乳液液滴粒徑隨著殼聚糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而顯著升高；當(dāng)殼聚糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于0.33%時(shí)，粒徑隨殼聚糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)的升高而降低，且在殼聚糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.50%時(shí)達(dá)到最小值，此時(shí)乳液穩(wěn)定性最好，β-胡蘿卜素的降解率最低。此外，殼聚糖的分子質(zhì)量對(duì)β-胡蘿卜素乳液的穩(wěn)定性也有影響[21]。以多糖為乳化劑制備的雙層乳液對(duì)環(huán)境應(yīng)力的抵抗較強(qiáng)，但是多糖乳化性能相對(duì)蛋白質(zhì)較差，要制備出液滴粒徑較小且自身結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定的乳液往往需要較高濃度的多糖[22]，此外，部分多糖的甜味會(huì)對(duì)食品的風(fēng)味造成一定的影響。

2.3 蛋白質(zhì)-多糖

蛋白質(zhì)和多糖都屬于功能性生物聚合物，具有良好的乳化性[23]。蛋白質(zhì)穩(wěn)定的乳液液滴粒徑較小且分布均勻，但易受環(huán)境影響；多糖穩(wěn)定的乳液可以在較寬的pH值范圍內(nèi)以及高離子強(qiáng)度下保持穩(wěn)定[7,24-26]，可以較好地抵抗環(huán)境應(yīng)力對(duì)乳液穩(wěn)定性造成的影響，但其乳化性相對(duì)弱于蛋白質(zhì)。以蛋白質(zhì)與多糖結(jié)合制備雙層乳液可以更好地發(fā)揮兩種物質(zhì)的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)避免不利的影響[27]。

蛋白質(zhì)-多糖雙層乳液的結(jié)構(gòu)更為穩(wěn)定。Gharsallaoui等[25]采用LBL靜電沉積法，向豌豆分離蛋白穩(wěn)定的乳液中添加果膠制備雙層乳液，當(dāng)pH值較低或是果膠含量較少時(shí)會(huì)發(fā)生橋接絮凝，其余條件下乳液穩(wěn)定。增大果膠濃度，可提高果膠在單層乳液液滴表面的覆蓋度，同時(shí)增加乳液的黏度，有效抑制橋接絮凝的發(fā)生，提升其物理穩(wěn)定性[28]。以蛋白質(zhì)-多糖結(jié)合制備雙層乳液具有更好的控釋性，更加適用于食品領(lǐng)域功能性成分的傳遞。Lim等[7]的研究發(fā)現(xiàn)，以WPI和阿拉伯膠包埋葵花籽油制備的雙層乳液在胃環(huán)境下（pH值約為0.9～1.8）絮凝，包埋在油相中的活性成分被很好地保護(hù)起來(lái)，并在pH值相對(duì)較高（約5.0～7.0）的小腸中發(fā)生解絮凝，從而促進(jìn)了功能性成分的釋放和吸收。Qiu Chaoying等[29]進(jìn)行了以小麥醇溶蛋白/黃原膠、小麥醇溶蛋白/果膠穩(wěn)定的雙層乳液與單一成分穩(wěn)定的單層乳液的胃和小腸的消化實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，雙層乳液在胃與小腸中有著更高的油脂消化率，這是因?yàn)殡p層界面層有效抑制了乳液液滴的聚集，增大了油脂液滴與胃腸道分泌物接觸的比表面積。Pinheiro等[30]使用乳鐵蛋白/藻酸鹽制備姜黃素雙層納米乳液進(jìn)行動(dòng)態(tài)胃腸道模型消化實(shí)驗(yàn)，并與單一乳鐵蛋白穩(wěn)定的單層乳液進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)雙層乳液包埋的姜黃素具有更高的生物利用度。蛋白質(zhì)-多糖雙層乳液有著良好的氧化穩(wěn)定性以及對(duì)所包埋活性成分的保護(hù)能力。研究表明，油滴表面形成的帶有正電荷且具有一定厚度的界面層可對(duì)促氧化劑以及脂質(zhì)過(guò)氧化物起到阻隔作用[31-32]。Zhao Jingjing等[16]利用乳鐵蛋白制備單層乳液包埋橙油，再分別以可溶性大豆多糖和甜菜果膠制備雙層乳液，并對(duì)比研究單層乳液以及兩種雙層乳液橙油的氧化穩(wěn)定性，結(jié)果表明乳鐵蛋白/甜菜果膠雙層乳液對(duì)所包埋物的保護(hù)作用最強(qiáng)。此外，Xiang Jun等[26]還發(fā)現(xiàn)了乳鐵蛋白/甜菜果膠雙層乳液在25 ℃貯存條件下的氧化穩(wěn)定性有明顯增強(qiáng)。

由于蛋白質(zhì)的表面活性較強(qiáng)，更易于在油-水界面形成穩(wěn)定的界面層，因此，通常將蛋白質(zhì)作為內(nèi)層；而多糖對(duì)環(huán)境條件（pH值、離子強(qiáng)度、溫度等）的耐受力較強(qiáng)，并且能夠通過(guò)改善分散相的流變學(xué)特性來(lái)防止絮凝和聚沉，因此第2層通常采用帶相反電荷的多糖[33]。蛋白質(zhì)-多糖雙層乳液特點(diǎn)突出，可根據(jù)實(shí)際條件選擇合適的材料組合。

2.4 蛋白質(zhì)或多糖-其他小分子乳化劑

近年來(lái)，將蛋白質(zhì)或多糖與小分子乳化劑如吐溫、司盤(pán)、卵磷脂等結(jié)合制備雙層乳液應(yīng)用于食品領(lǐng)域的研究較多，具有較大的發(fā)展?jié)摿?。這類(lèi)小分子乳化劑具有良好的乳化性能以及擴(kuò)散、穩(wěn)定、增溶等作用，在食品工業(yè)的乳液型食品、飲料產(chǎn)品以及功能性食品研發(fā)等領(lǐng)域中具有廣闊的發(fā)展前景[34-35]。Jiménez-Martín等[36]分別以卵磷脂和卵磷脂/殼聚糖為乳化劑制備包埋魚(yú)油的單層和雙層乳液，結(jié)果表明，雙層乳液的穩(wěn)定性高于單層乳液，且用卵磷脂/殼聚糖雙層乳液制備的微膠囊對(duì)魚(yú)油有很好的保護(hù)能力。Li Yan等[37]研究了吐溫20作為一種輔助表面活性劑對(duì)以β-lg為乳化劑的單層乳液以及以藻酸鹽/殼聚糖為乳化劑的雙層乳液的影響，結(jié)果表明，添加吐溫20能夠減小乳液液滴粒徑、提高乳液的穩(wěn)定性以及促進(jìn)油脂的消化。小分子乳化劑的添加降低了乳化劑的總體用量，提升了乳化效果，但一些小分子乳化劑作為食品添加劑使用時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照國(guó)標(biāo)要求適量添加，注意食品安全。

2.5 共價(jià)復(fù)合物的應(yīng)用

蛋白質(zhì)、多糖可以通過(guò)共價(jià)交聯(lián)制備共價(jià)復(fù)合物，該共價(jià)復(fù)合物可以作用于乳液液滴表面形成雙層結(jié)構(gòu)以提高乳液的理化穩(wěn)定性以及控釋能力等。表2所示為近年來(lái)研究人員對(duì)蛋白質(zhì)-多糖共價(jià)復(fù)合物制備雙層乳液進(jìn)行的研究。蛋白質(zhì)與多糖的共價(jià)復(fù)合可通過(guò)美拉德反應(yīng)或酶誘導(dǎo)來(lái)實(shí)現(xiàn)[38]。

蛋白質(zhì)-多糖共價(jià)復(fù)合物通過(guò)多糖的羰基與蛋白質(zhì)的氨基之間發(fā)生美拉德反應(yīng)得到，如圖2所示。Xu Duoxia等[47]分別以卵白蛋白與高甲氧基果膠的共價(jià)復(fù)合物以及普通物理混合物制備乳液，發(fā)現(xiàn)使用共價(jià)復(fù)合物穩(wěn)定的雙層乳液具有更高的穩(wěn)定性以及黏度[49]。此外，蛋白質(zhì)-多糖共價(jià)復(fù)合物可以提高所包埋的功能活性物質(zhì)如β-胡蘿卜素等的氧化穩(wěn)定性并增加其水溶性。Xu Duoxia等[47]采用WPI-甜菜果膠的美拉德共價(jià)復(fù)合物作為乳化劑制備雙層乳液包埋β-胡蘿卜素，并將之與單獨(dú)使用WPI和WPI/甜菜果膠混合物作為乳化劑所得的β-胡蘿卜素乳液進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，由共價(jià)復(fù)合物制備的乳液具有較好的物理穩(wěn)定性，該共價(jià)復(fù)合物形成了更厚、更致密的界面層，且具有阻氧作用，可以更好地保護(hù)β-胡蘿卜素不受各種環(huán)境因素的影響，減少了β-胡蘿卜素的降解。蛋白質(zhì)與多糖美拉德反應(yīng)的共價(jià)復(fù)合可通過(guò)濕熱法、干熱法以及分子聚集法進(jìn)行誘導(dǎo)，所制得的共價(jià)復(fù)合物雙層乳液具有良好的穩(wěn)定性。此外，其制備過(guò)程可與食品加工生產(chǎn)過(guò)程中的美拉德反應(yīng)結(jié)合，一方面可以降低生產(chǎn)工藝對(duì)食品成分的破壞；另一方面也可以將包埋工藝融入現(xiàn)有生產(chǎn)流程[50]。

表2 蛋白質(zhì)-多糖共價(jià)復(fù)合物制備雙層乳液Table2 Double layer emulsions stabilized by protein-polysaccharide conjugates

圖2 蛋白質(zhì)-多糖美拉德反應(yīng)及其產(chǎn)物在乳液中的應(yīng)用[8]Fig.2 Schematic representation of Maillard reaction of protein and carbohydrate and application in emulsion[8]

蛋白質(zhì)-多糖共價(jià)復(fù)合物也可通過(guò)酶誘導(dǎo)制備，相比于美拉德反應(yīng)，酶誘導(dǎo)需要的反應(yīng)物更少，反應(yīng)速度更快[38]。Liu Yan等[38]利用辣根過(guò)氧化物酶交聯(lián)BSA和CFG，制得BSA-CFG共價(jià)復(fù)合物，所得復(fù)合物具有比BSA和CFG更好的乳化性，且在大范圍的pH值、凍融循環(huán)以及高離子強(qiáng)度條件下具有良好的穩(wěn)定性。Zeeb等[51]以明膠和甜菜果膠制備雙層乳液，并以漆酶交聯(lián)明膠和甜菜果膠，研究其所包埋的脂質(zhì)在人體胃腸道內(nèi)的消化特性，發(fā)現(xiàn)通過(guò)改變?nèi)橐河偷伪砻娼Y(jié)構(gòu)可以改變油脂的消化率，控制液滴在人體消化系統(tǒng)中定點(diǎn)釋放所包埋的活性成分，這對(duì)于功能性食品的開(kāi)發(fā)具有重要意義。

3 影響雙層乳液界面層的因素

3.1 pH值

溶液的pH值決定了乳液液滴表面基團(tuán)的電離，從而決定了其表面的電荷密度[52]，進(jìn)而影響界面層的性質(zhì)。通過(guò)控制溶液的pH值可以控制聚合物在液滴表面的覆蓋程度。例如在pH 7時(shí)，由于多糖和乳液液滴之間的靜電斥力較大，陰離子果膠無(wú)法吸附于由酪蛋白酸鈉包裹的液滴表面；而在pH 3時(shí)，多糖和液滴表面具有相反的電荷，果膠可以吸附于酪蛋白酸鈉包裹的液滴表面，形成雙層乳液[53]。此外，乳液界面層的性質(zhì)可以通過(guò)調(diào)整pH值來(lái)改變。乳液pH值的變化能夠改變液滴表面和吸附的界面層、界面層之間以及界面層和未吸附的聚電解質(zhì)之間的相互作用，由此而改變界面層的厚度及完整性。

3.2 離子強(qiáng)度

溶液的離子強(qiáng)度決定了分子內(nèi)和分子間靜電相互作用的強(qiáng)度和范圍，因此決定了多層乳液多層界面層的形成過(guò)程、結(jié)構(gòu)以及厚度。隨著溶液離子強(qiáng)度的增加，聚電解質(zhì)和乳液液滴之間的靜電相互作用的強(qiáng)度和范圍會(huì)減小，這是因?yàn)橐旱伪砻嬷車(chē)措x子的積累，這種現(xiàn)象被稱為靜電屏蔽。當(dāng)溶液中反離子的濃度和原子價(jià)升高時(shí)，靜電屏蔽效果隨之增強(qiáng)[54]。Mao Like等[55]使用WPI和果膠以LBL靜電吸附制備雙層乳液，并研究了離子強(qiáng)度對(duì)乳液的影響，發(fā)現(xiàn)在pH 5條件下，當(dāng)NaCl濃度大于150 mmol/L時(shí)，由于靜電屏蔽現(xiàn)象，雙層乳液結(jié)構(gòu)開(kāi)始被破壞。Zeeb等[56]采用LBL靜電吸附，以明膠和果膠制備雙層乳液，并研究了NaCl對(duì)乳液的影響,對(duì)比了添加和不添加NaCl以及添加不同濃度NaCl溶液的乳液粒徑，結(jié)果表明，添加NaCl溶液降低了乳液界面層的厚度，隨著NaCl濃度的增加乳液界面層厚度降低。

3.3 溶劑質(zhì)量

溶劑質(zhì)量是雙層乳液形成過(guò)程中的一個(gè)重要參數(shù)，改變?nèi)軇┑慕殡姵?shù)，會(huì)導(dǎo)致靜電相互作用的強(qiáng)度以及各種疏水相互作用的相互影響發(fā)生變化[57]。有研究人員研究了溶劑質(zhì)量對(duì)聚電解質(zhì)多層膜厚度和結(jié)構(gòu)的影響，并通過(guò)石英晶體微天平和表面等離子體共振技術(shù)證實(shí)，隨著溶劑質(zhì)量的降低，膜厚度和包埋量增加。溶劑是除pH值和離子強(qiáng)度外對(duì)膜的厚度、孔隙以及滲透率等參數(shù)外的另一影響因素，溶劑質(zhì)量的改變可獨(dú)立作用，也可與pH值和離子強(qiáng)度結(jié)合作用，以達(dá)到精確制備界面層的目的[58-59]。但是目前有關(guān)溶劑質(zhì)量對(duì)多層乳液界面層影響的研究相對(duì)較少，因此需要進(jìn)一步探索其對(duì)多層食品乳液的形成與性質(zhì)的影響。

3.4 乳化劑

雙層乳液中第1層界面層的電學(xué)性質(zhì)由乳化劑決定，因此可以通過(guò)選擇不同類(lèi)型的乳化劑來(lái)進(jìn)行控制。在食品工業(yè)中可以使用多種不同的乳化劑，包括表面活性劑（如吐溫、司盤(pán)等）、磷脂、蛋白質(zhì)和多糖等。不同的乳化劑具有不同的電特性，能夠影響雙層界面的形成和相關(guān)特性。通常情況下，由非離子表面活性劑形成的乳液液滴帶有不同正負(fù)性的電荷，在高pH值條件下為負(fù)，低pH值條件下為正。

許多不同的食品級(jí)陰離子表面活性劑如卵磷脂、脂肪酸鹽、二乙酰酒石酸單甘脂以及硬脂酰乳酸酯等可用來(lái)制備具有帶負(fù)電荷液滴的初級(jí)乳液，而食品級(jí)陽(yáng)離子表面活性劑較少，表面活性劑包覆的乳液液滴所帶電荷可以通過(guò)具有不同電特性的表面活性劑來(lái)調(diào)節(jié)，如添加蛋白質(zhì)作為乳化劑[54]。蛋白質(zhì)可通過(guò)改變?nèi)芤旱膒H值而改變其電荷的正負(fù)性，通常，當(dāng)溶液的pH值在等電點(diǎn)以下時(shí)帶正電，在等電點(diǎn)以上時(shí)帶負(fù)電。不同的蛋白質(zhì)具有不同的等電點(diǎn)；因此，可以通過(guò)選擇在所需溶液pH值條件下具有所需電學(xué)性質(zhì)的蛋白質(zhì)來(lái)改變單層乳液中液滴的電特性。多糖乳化劑（如阿拉伯膠和淀粉）一般形成較厚的陰離子界面層。

4 雙層乳液的特性及應(yīng)用

4.1 雙層乳液的特性

4.1.1 極端pH值條件下的穩(wěn)定性

在實(shí)際食品乳液中，水相的pH值可以是酸性（如一些軟飲料的pH值為2.5～4.0），也可以是弱堿性（如一些乳制品的pH值為7.0～7.4），此外，在產(chǎn)品的生產(chǎn)、存儲(chǔ)、運(yùn)銷(xiāo)以及食用期間，其pH值都有可能發(fā)生變化。pH值的改變會(huì)影響到乳液結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，從而影響產(chǎn)品的質(zhì)量。雙層界面層可以提高乳液在不同pH值環(huán)境下的穩(wěn)定性。Lim等[7]使用WPI和阿拉伯膠包埋葵花籽油制備雙層乳液，發(fā)現(xiàn)其在胃中的酸性環(huán)境（pH 0.9～1.8）下能夠保持包埋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

4.1.2 熱力學(xué)穩(wěn)定性

乳液為熱力學(xué)不穩(wěn)定系統(tǒng)，但是食品乳液在應(yīng)用過(guò)程中經(jīng)常需要經(jīng)過(guò)熱加工，如巴氏殺菌、滅菌或烹飪，這就要求提高乳液的熱穩(wěn)定性。而雙層乳液可以顯著提高乳液的熱穩(wěn)定性。有研究顯示，以陰離子表面活性劑和陽(yáng)離子聚電解質(zhì)包埋于乳液液滴之上的雙層乳液在30～90 ℃條件下能夠保持穩(wěn)定，例如十二烷基硫酸鈉/殼聚糖[60]、卵磷脂/殼聚糖[61]以及十二烷基硫酸鈉/明膠[62]等，這些雙層乳液的熱穩(wěn)定性顯著高于其初級(jí)乳液。此外，以果膠和β-lg制備的雙層乳液的熱穩(wěn)定性與β-lg乳液相比有明顯提高[47]。

4.1.3 凍融穩(wěn)定性

冷藏是食品運(yùn)銷(xiāo)與保藏的主要方法之一，冷藏可以通過(guò)抑制微生物的生長(zhǎng)與不良反應(yīng)（如脂質(zhì)氧化）的發(fā)生從而保護(hù)產(chǎn)品的品質(zhì)。在乳制品、甜點(diǎn)、冰淇淋等食品中應(yīng)用的乳液通常需要良好的凍融穩(wěn)定性，然而許多水包油乳液在冷藏或冷凍過(guò)程中并不穩(wěn)定，且在再加熱后結(jié)構(gòu)被破壞。而雙層乳液可以顯著提高乳液的凍融穩(wěn)定性。Zhang Zeyu等[63]用SPI和葡聚糖的美拉德反應(yīng)共價(jià)復(fù)合物制備雙層乳液，并研究了該雙層乳液與SPI乳液、SPI/葡聚糖混合物乳液的凍融穩(wěn)定性，發(fā)現(xiàn)雙層乳液的凍融穩(wěn)定性較另外兩種乳液有顯著提高。

4.1.4 氧化穩(wěn)定性

乳液作為一種傳遞系統(tǒng)，在包埋含有多不飽和脂肪酸等易于氧化的功能性成分時(shí)，需要其對(duì)所包埋的成分提供一定的抗氧化保護(hù)。雙層乳液包埋可以很好地提高功能性成分的氧化穩(wěn)定性，使其在傳遞過(guò)程中減少因氧化造成的損失。白藜蘆醇作為一種具有多種生理保健功能的天然酚類(lèi)化合物，是近年來(lái)研究的熱點(diǎn)，然而較差的水溶性和化學(xué)不穩(wěn)定性限制了其開(kāi)發(fā)與應(yīng)用。Acevedo-Fani等[64]以乳鐵蛋白/藻酸鹽制備白藜蘆醇雙層乳液，并將之與未被包埋的白藜蘆醇進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)未被包埋的白藜蘆醇的抗氧化活性隨著貯存時(shí)間的延長(zhǎng)（檢測(cè)時(shí)間為0～4 周）而降低，而被雙層乳液包埋的白藜蘆醇的抗氧化活性隨著貯存時(shí)間的延長(zhǎng)基本沒(méi)有變化，這說(shuō)明雙層乳液對(duì)易于氧化的功能性成分有較好的保護(hù)效果。

4.1.5 控釋能力

雙層乳液復(fù)雜的雙界面層結(jié)構(gòu)可對(duì)外界環(huán)境因素的改變作出響應(yīng)以達(dá)到控釋的目的。Benjamin等[65]以β-lg和果膠包埋易揮發(fā)性活性成分制備雙層乳液，并進(jìn)行了模擬消化實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)初級(jí)乳液在模擬口腔中受唾液影響而將活性物質(zhì)快速釋放，而雙層乳液在口腔中基本保持穩(wěn)定，在胃腸道中將包埋物質(zhì)釋放。與此類(lèi)似的研究還有Xu Duoxia等[66]使用WPI和果膠制備β-胡蘿卜素雙層乳液，并進(jìn)行模擬消化實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，雙層乳液包埋的油相和β-胡蘿卜素被緩慢釋放，且較厚的雙層界面層抑制了脂肪酶的滲透，因此延緩了脂質(zhì)的消化[67-68]。雙層乳液可通過(guò)設(shè)計(jì)而能夠耐受極端的pH值與高離子強(qiáng)度，并且可以抑制或避免包埋物質(zhì)在胃中釋放，以提高功能性成分的生物利用率。

4.2 雙層乳液的應(yīng)用

雙層乳液具有良好的理化穩(wěn)定性以及對(duì)包埋成分的保護(hù)性，一方面可以穩(wěn)定食品基質(zhì)結(jié)構(gòu)，防止因環(huán)境應(yīng)力如pH值、離子強(qiáng)度、熱加工、冷凍等對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的破壞；另一方面可以包埋易受環(huán)境因素影響而破壞或降解的富含多不飽和脂肪酸的油脂和具有生理保健功能的生物活性物質(zhì)，開(kāi)發(fā)與制備功能性食品。Jiménez-Martín等[36]進(jìn)行了雙層乳液包埋ω-3脂肪酸并通過(guò)噴霧干燥法制備微膠囊的研究，發(fā)現(xiàn)包埋提高了ω-3脂肪酸的理化穩(wěn)定性以及溶解性，據(jù)此，可以將雙層乳液應(yīng)用于包埋魚(yú)油等，為功能性油脂的加工、保藏以及新型含油脂功能食品的開(kāi)發(fā)提供新的方向。結(jié)合Semyonov等[69]的噴霧冷凍干燥制備益生菌微膠囊的研究以及Zhang Zeyu等[63]雙層乳液可提高凍融穩(wěn)定性的研究，可使用雙層乳液包埋益生菌并制備微膠囊，從而進(jìn)行功能性冰淇淋、奶酪等新型食品的開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)。近年來(lái)，研究人員以雙層乳液對(duì)多種生物活性成分如β-胡蘿卜素[6,70-71]、白藜蘆醇[64]、番茄紅素[42]、葉黃素[72]等進(jìn)行包埋并評(píng)價(jià)其理化穩(wěn)定性，發(fā)現(xiàn)雙層乳液對(duì)這些功能性成分具有良好的保護(hù)、傳遞以及控釋效果。因此，雙重乳液可應(yīng)用于保健品、功能食品甚至藥品的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)。

5 結(jié) 語(yǔ)

多種蛋白質(zhì)、多糖以及食品小分子乳化劑之間相互組合，通過(guò)靜電吸附或共價(jià)復(fù)合作用，可以制備雙層乳液。雙層乳液在絕大部分條件下?lián)碛斜纫话闳橐焊玫睦砘€(wěn)定性與適用性，可以應(yīng)用于食品的研發(fā)、生產(chǎn)加工、貯運(yùn)、銷(xiāo)售甚至人體消化過(guò)程中，在食品領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展前景。例如其對(duì)所包埋成分良好的保護(hù)能力可以降低生產(chǎn)和貯運(yùn)成本，也能延長(zhǎng)相應(yīng)食品的保質(zhì)期；其良好的控釋性可以提高一些功能性食品的效果、提升產(chǎn)品利潤(rùn)等。雙層乳液及多層乳液的研究對(duì)食品工業(yè)生產(chǎn)以及新型功能性食品的開(kāi)發(fā)具有重要意義。然而雙層乳液的材料、技術(shù)及其在更加復(fù)雜的食品體系中的應(yīng)用等方面還需進(jìn)一步的研究，如開(kāi)發(fā)出適用于雙層乳液制備的新型低成本材料；進(jìn)一步研究各種乳化劑在復(fù)雜的食品體系中與各種食品材料間有利與不利的反應(yīng)；產(chǎn)學(xué)結(jié)合，將研究成果更好地應(yīng)用于實(shí)際產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)；跨領(lǐng)域發(fā)展，與制藥、材料等領(lǐng)域結(jié)合，研發(fā)新型藥品或環(huán)保包裝材料；在雙層乳液的基礎(chǔ)上對(duì)3 層乳液甚至4 層乳液等多層乳液的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用進(jìn)行研究。