范方宇 趙國瑜 黃 瑾 李華珊 楊絲蕾

（西南林業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，云南 昆明 650233）

山茶油中含90%以上的不飽和脂肪酸[1-2]，且含多種對(duì)人體有益的活性成分[3-4]，被廣泛應(yīng)用于食品[5]等領(lǐng)域。但茶油中不飽和脂肪酸在加工、運(yùn)輸及貯藏中會(huì)發(fā)生氧化變質(zhì)，導(dǎo)致營養(yǎng)成分流失[6]，此外，黏度大、流動(dòng)性差也大大限制其應(yīng)用[7]。乳液又稱乳狀液，是保存茶油等脂溶性成分的常用方法之一，是將一種或多種液體以液滴形式分散于另一種與之不相溶的液體中，由連續(xù)相與分散相組成，構(gòu)成外觀不透明、乳滴粒度小的多相分散體系[8]。研究發(fā)現(xiàn)，乳液的遞送系統(tǒng)不僅可保護(hù)、攜帶和釋放生物活性物質(zhì)[9]，同時(shí)油脂在乳化后界面面積增大，利于與消化液作用，具有較高環(huán)境耐受性，還可以提高親脂性化合物在介質(zhì)中的生物利用度。乳液尺度均一、黏度低等特點(diǎn)，對(duì)易揮發(fā)、氧化、水解的油脂成分具有保護(hù)作用，目前在食品領(lǐng)域顯示出廣泛的應(yīng)用前景[10]。殼聚糖（CS）是自然界唯一帶陽離子的堿性多糖，是一種天然生物高分子聚合物，具有獨(dú)特的功能、營養(yǎng)和理化性質(zhì)，同時(shí)具有良好的吸附性、抗菌性、成膜性和生物相容性，可生物降解[11]。因CS可與帶多個(gè)負(fù)電荷的其他物質(zhì)發(fā)生交聯(lián)，當(dāng)聚電解質(zhì)吸附在油性核上時(shí)，會(huì)形成食品級(jí)多層，層的形成可通過充當(dāng)油性核與外部環(huán)境間的屏障來增強(qiáng)生物活性成分穩(wěn)定性和保質(zhì)期[12]。因此殼聚糖已被用作包裹活性化合物的材料，在食品工業(yè)中有著廣闊的應(yīng)用前景。納米SiO2是一種無毒、無味、無污染的無機(jī)非金屬材料，呈三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。表面存在大量不飽和殘鍵、不同鍵合狀態(tài)的羥鍵，使表面具有因缺氧而偏離穩(wěn)態(tài)的硅氧結(jié)構(gòu)，同時(shí)量子隧道效應(yīng)和體積效應(yīng)能使其產(chǎn)生游滲作用，可與高分子化合物以化學(xué)鍵結(jié)合賦予高分子材料特殊性能[13]，不僅能改善有機(jī)高分子性質(zhì)，還能增強(qiáng)其穩(wěn)定性[14-15]。如于欣偉等[16]通過乳液聚合法制得改性納SiO2-丙烯酸酯聚氨酯乳液，通過Zeta 電位等手段對(duì)乳液進(jìn)行了表征，結(jié)果表明添加納米 SiO2后，乳液分散均勻，熱分解溫度提高，乳液平均粒徑在納米級(jí)，乳液穩(wěn)定性增強(qiáng)；Shen等[17]采用水性二氧化硅共混法制備聚丙烯酸酯/二氧化硅雜化乳液，延緩尿素的釋放，并且由于彎曲擴(kuò)散，使硬度提高，降低水蒸氣滲透率，同時(shí)，提高了涂層的加工性能，防止了涂層中顆粒團(tuán)聚。

在食品加工中，過去大部分研究都以蛋白質(zhì)作為連續(xù)相建立食品乳化體系[18]，近年來以高分子水溶性物（如多糖殼聚糖、可溶性淀粉）作為連續(xù)相的研究引起關(guān)注，但國內(nèi)外研究多集中于單一CS乳液、CS納米Pickering乳液或蛋白與CS間的相互作用。如邱苗等[19]為探究蛋白質(zhì)與多糖間的相互作用及其復(fù)合物乳化性質(zhì)，以牛血清白蛋白和殼聚糖復(fù)合，研究微觀環(huán)境下蛋白質(zhì)與多糖的相互作用機(jī)理，探究兩者對(duì)水包油型乳液乳化性能的影響。Zhang等[20]將殼聚糖和酪蛋白復(fù)合制備乳液，研究了殼聚糖濃度等因素對(duì)乳液穩(wěn)定性的影響，結(jié)果表明殼聚糖的存在能有效地提高酪蛋白的乳化活性和乳液的穩(wěn)定性。Ribeiro等[21]研究殼聚糖和三聚磷酸鹽離子交聯(lián)反應(yīng)制備納米Pickering乳液，從粒徑分布、微觀結(jié)構(gòu)等方面對(duì)殼聚糖納米乳液進(jìn)行了表征。然而對(duì)于以CS溶液為連續(xù)相并將納米SiO2引入乳液中探究其性質(zhì)的研究還鮮有報(bào)道。

基于此，為了使CS溶液能夠形成更加穩(wěn)定的乳液，本研究采用茶油為分散相，選用添加量為CS質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1.00%、3.00%、5.00%、7.00%、9.00%的納米SiO2改性CS溶液為連續(xù)相，構(gòu)建O/W型乳液體系，并對(duì)CS-納米SiO2復(fù)合乳液相關(guān)性質(zhì)和穩(wěn)定性進(jìn)行研究。通過乳化活性、乳化穩(wěn)定性、離心穩(wěn)定系數(shù)、平均粒徑和流變特性分析納米SiO2添加量對(duì)復(fù)合乳液的形成及對(duì)乳液性質(zhì)和穩(wěn)定性的影響；采用電鏡和光學(xué)顯微鏡對(duì)乳液體系的微觀結(jié)構(gòu)和表面形態(tài)進(jìn)行觀察，為CS和納米SiO2在乳液中進(jìn)一步的研究和制備穩(wěn)定的O/W型乳液提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

納米SiO2（20～30 nm） 舟山明日納米科技材料有限公司；茶油 益海嘉里食品營銷有限公司；殼聚糖（脫乙酰度≥95%） 麥克林生化科技有限公司；十二烷基磺酸鈉（SDS） 分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

XINYI-ⅡD超聲波細(xì)胞破碎機(jī)（寧波新藝超聲設(shè)備有限公司）；DZKW-D-V型電熱恒溫水浴鍋（北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司）；DJ1C-100電動(dòng)攪拌器（貴州儀器有限公司）；FJ200-SH實(shí)驗(yàn)室數(shù)顯高速分散均質(zhì)機(jī)（上海瀘析實(shí)業(yè)有限公司）；A10型多功能臺(tái)式高速冷凍離心機(jī)（昆明倍捷科技有限公司）；UV-2600型紫外可見分光光度計(jì)（蘇州島津儀器有限公司）；TM3000掃描電子顯微鏡（日本HITACHI公司）；LA-960V2激光粒度儀（日本HORIBA有限公司）；HR 20 Discovery 混合型流變儀（美國TA公司）。

1.3 納米SiO2改性及CS乳液制備

1.3.1 納米SiO2改性

1.000 g納米SiO2→加入200 mL 7 g/L的SDS（80 ℃配制）→調(diào)節(jié)pH 4.0→85 ℃水浴攪拌6 h→80 ℃蒸餾水5 500 r/min，5 min反離心洗滌至無泡沫→50 ℃干燥24 h→改性納米SiO2→保存。

1.3.2 CS乳液制備

利用超聲波細(xì)胞破碎儀將不同添加量的納米SiO2分散于100 mL、1%乙酸溶液中，功率450 W分散2 h，制備納米 SiO2分散液。2.00 g/100 mL CS溶于分散液，60 ℃、450 r/min攪拌40 min，攪拌過程中按CS與油質(zhì)量體積化1∶1比例均勻滴加茶油，12 000 r/min高速分散均質(zhì)3 min，制成乳液。

為研究納米SiO2對(duì)后續(xù)制備茶油乳液的影響，納米 SiO2添加量分別為CS質(zhì)量分?jǐn)?shù)的0.00%、1.00%、3.00%、5.00%、7.00%、9.00%。

1.4 測定方法

1.4.1 乳化活性與乳化穩(wěn)定性測定

不同納米SiO2含量乳液的乳化活性指數(shù)（EAI）和乳液穩(wěn)定指數(shù)（ESI）測定參考Zhu等[22]并稍加修改。采用比濁法表征樣品乳化特性。各取100 μL乳液，用體積質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.100% SDS分別稀釋100倍。以0.10% SDS溶液為空白對(duì)照，波長500 nm測定吸光值A(chǔ)0，靜置30 min后在相同條件下測定吸光值A(chǔ)30。分別通過下式計(jì)算EAI和ESI：

式中：N為乳液稀釋倍數(shù)；C為濃度 g/mL；φ為油相體積；A0、A30乳液放置0、30 min 后在500 nm處的吸光值。

1.4.2乳液離心穩(wěn)定性測定

不同納米SiO2含量乳液離心穩(wěn)定性的測定在Liu等[23]方法基礎(chǔ)上稍加修改。在距離心管底部1 cm處做標(biāo)記并取50 μL乳液，用0.100% SDS將溶液稀釋100倍，500 nm下測定吸光值A(chǔ)0。在4 500 r/min下離心30 min，在相同位置吸取等量乳液稀釋，測定吸光值A(chǔ)1。乳液離心穩(wěn)定性（Ke）按照公式（3）進(jìn)行計(jì)算。

式中：A0離心前吸光度值；A1離心后吸光度值。

1.4.3 乳液粒徑測定

通過激光粒度儀測定不同納米SiO2含量乳液的平均粒徑和粒徑分布。設(shè)置激光粒度儀參數(shù)，校正調(diào)零后將乳液緩慢置于樣品區(qū)，進(jìn)行粒徑測定。

1.4.4 乳液流變特性測定

1）靜態(tài)流變測定：設(shè)定溫度為25 ℃，乳液剪切速率在0.01～1 000 s-1內(nèi)，記錄相應(yīng)剪切速率下不同納米SiO2添加量的表觀黏度與應(yīng)力的變化趨勢。

2）動(dòng)態(tài)流變測定：設(shè)定溫度為25 ℃，乳液振蕩頻率在0.01～100 Hz內(nèi)，記錄相應(yīng)振蕩頻率下不同納米SiO2添加量儲(chǔ)能模量（G'）和損耗模量（G"）的變化趨勢。

1.5 分析方法

1.5.1 凍干乳液掃描電鏡分析

乳液表面結(jié)構(gòu)通過掃描電鏡（SEM）進(jìn)行分析。乳液經(jīng)冷凍干燥后分別取樣并用導(dǎo)電膠固定于樣品臺(tái)，不同納米SiO2添加量的乳液凍干后微觀結(jié)構(gòu)在500倍下進(jìn)行觀察。

1.5.2 乳液光學(xué)顯微鏡分析

通過光學(xué)顯微鏡對(duì)乳液表面形態(tài)進(jìn)行觀察，取10 μL乳液置于載玻片上并緩慢蓋上蓋玻片避免氣泡產(chǎn)生，固定于載物臺(tái)，在100倍下觀察不同納米SiO2含量乳液的形態(tài)結(jié)構(gòu)并拍片保存。

2 結(jié)果與分析

2.1 乳化活性及乳化穩(wěn)定性

乳化活性和乳化穩(wěn)定性可直接反映乳狀液特性，乳化活性是指形成乳液的能力，乳化穩(wěn)定性是指形成的乳液保持分散并在一定的時(shí)間內(nèi)未發(fā)生油脂上浮或絮凝的能力[24]。由圖1可知，與未添加納米SiO2的乳液相比，添加納米SiO2后，乳液EAI及ESI顯著（P＜0.05）提高，但隨納米SiO2含量增加，EAI和ESI均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢。CS乳液EAI與ESI分別為9.29 m2/g和484 min，當(dāng)添加量為5.00%時(shí)，CS-納米SiO2復(fù)合乳液EAI和ESI最高，分別為10.36 m2/g和540 min，與CS乳液相比顯著（P＜0.05）提高10.37%和10.53%。除9.00%納米SiO2的ESI，所有CS-納米SiO2復(fù)合乳液的EAI和ESI均高于CS乳液。這說明納米SiO2的加入能提高乳液活性和穩(wěn)定性，一方面因CS具有表面多孔性[25]，能與納米SiO2形成復(fù)合物包裹在油滴表面，使其具有良好的分散性；另一方面在O/W乳液中，相對(duì)較大的親水基團(tuán)被吸附在分子之間，納米SiO2可以嵌入液滴界面，防止沉淀和保持乳液穩(wěn)定，且納米SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，其在相界面上排列越緊密，油相和分散相間的界面張力減小，同時(shí)形成的界面膜強(qiáng)度越大，對(duì)液滴保護(hù)作用越強(qiáng)[26]。而EAI和ESI降低可能是由于過量的納米SiO2導(dǎo)致形成的液滴分子間構(gòu)象不穩(wěn)定，暴露出過多的親水基團(tuán)，且多于的納米SiO2會(huì)積聚，破壞穩(wěn)定的界面層，導(dǎo)致乳化活性及穩(wěn)定性降低。結(jié)果表明在適量添加范圍，納米SiO2能增強(qiáng)CS乳液的乳化特性，提高其穩(wěn)定性。

圖1 納米SiO2含量對(duì)乳液乳化活性和乳化穩(wěn)定性的影響Fig. 1 Effects of content of nano-SiO2 on EAI and ESI of emulsion

2.2 離心穩(wěn)定性

乳液體系不穩(wěn)定，在儲(chǔ)存過程中會(huì)產(chǎn)生渾濁、液體分層、絮凝等現(xiàn)象。因此，通過加速離心考察乳液的穩(wěn)定性。以離心穩(wěn)定性系數(shù)（Ke）作為評(píng)價(jià)乳液穩(wěn) 定性的指標(biāo)。研究表明，離心穩(wěn)定系數(shù)越小，乳液的穩(wěn)定性越高[27]。由圖2可知，未添加納米SiO2乳液Ke為29.70%，隨納米SiO2添加量的增加，Ke呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢，納米SiO2添加量為1.00%、3.00%和5.00%時(shí)，Ke值都顯著（P＜ 0.05）低于未添加納米SiO2的乳液，其中納米SiO2添加量5.00%的乳液Ke最低為13.50%，比未添加納米SiO2乳液顯著（P＜0.05）降低54.56%。這主要是納米SiO2在形成乳液的過程中為液滴提供了空間穩(wěn)定性，增加液滴粒子間的排斥力[28-29]，防止乳液分層與液滴絮凝。當(dāng)納米SiO2為7.00%和9.00%時(shí)乳液Ke增大且高于未添加納米SiO2的乳液，可能是添加過量時(shí)，液滴分散的自由空間相對(duì)降低，在離心作用下易發(fā)生乳液液滴間的聚結(jié)現(xiàn)象。結(jié)果表明，適當(dāng)?shù)募{米SiO2能提高乳液的離心穩(wěn)定性，但過量添加反而會(huì)產(chǎn)生不利影響。

圖2 納米SiO2含量對(duì)乳液離心穩(wěn)定性的影響Fig. 2 Effects of content of nano-SiO2 on Ke of emulsion

2.3 平均粒徑及粒徑分布

圖4 納米SiO2含量對(duì)乳液粒徑分布的影響Fig. 4 Effects of content of nano-SiO2 on particle size distribution of emulsion

乳液的液滴粒徑與乳液穩(wěn)定性相關(guān)[1]，乳液粒徑越小乳液越穩(wěn)定。也有研究表明，乳液的EAI、ESI 與乳液的平均粒徑有關(guān)：乳液平均粒徑越小，乳化性能越好。不同納米SiO2含量下乳液的平均粒徑及粒徑分布如圖3、4所示。隨納米SiO2含量增大，乳液的平均粒徑呈先降低后增大的趨勢，且當(dāng)納米SiO2增至3.00%時(shí)乳液粒徑最小為12.74 μm。但減小不顯著，說明1.00%、3.00%和5.00%的納米SiO2對(duì)CS乳液粒徑并無明顯影響。同時(shí)CS乳液及1.00%、3.00%和5.00%的CS-納米SiO2復(fù)合乳液均呈單峰，粒徑分布范圍窄峰值高，說明乳液是穩(wěn)定性較好的單分散體系，乳液中分散相分布集中。添加量為7.00%、9.00%時(shí)，乳液粒徑顯著（P＜0.05）增大，相比于CS乳液分別增加80.96%和85.17%，多余的納米SiO2相互作用加劇了乳滴間的布朗運(yùn)動(dòng)，造成乳液的聚結(jié)或絮凝，因此乳液的粒徑增大，范圍寬峰值下降，乳液液滴分布呈現(xiàn)不穩(wěn)定的多峰現(xiàn)象，形成一種多分散體系，均一性變差。與上文2.2乳液EAI和ESI的測定結(jié)果基本一致。

圖3 納米SiO2含量對(duì)乳液平均粒徑的影響Fig. 3 Effects of content of nano-SiO2 on average particle size of emulsion

2.3.1靜態(tài)流變特性

黏度是影響乳化液穩(wěn)定性的重要因素，通常乳液的黏度越大，越利于乳化體系保持穩(wěn)定。乳液的流變學(xué)性能也與乳液體系穩(wěn)定性息息相關(guān)，圖5a和b為不同納米SiO2含量乳液的表觀黏度和應(yīng)力。如圖5a所示，在剪切速率0～200 s-1范圍內(nèi)，CS乳液和CS-納米SiO2復(fù)合乳液的表觀黏度隨剪切速率增加而急劇降低。在200～1 000 s-1內(nèi)表觀黏度隨剪切速率增加緩慢下降，表現(xiàn)出剪切稀釋現(xiàn)象，屬于假塑性流體[29]。一方面CS乳液本身就為一種假塑性流體；另一方面液滴在乳液內(nèi)是無序分布，并且在一定空間內(nèi)分子間會(huì)發(fā)生布朗運(yùn)動(dòng)，當(dāng)剪切速率增大，剪切阻力大到能克服布朗運(yùn)動(dòng)，以及CS-納米SiO2間弱鍵產(chǎn)生的綜合效應(yīng)時(shí)，乳液液滴會(huì)在剪切場作用下發(fā)生位置重排[30]，使乳液內(nèi)的摩擦力減小，黏度下降。如圖5a和b所示，除7.00%和9.00% CS-納米SiO2復(fù)合乳液外，隨著納米SiO2添加量增加，乳液表觀黏度和應(yīng)力增加，且在5.00%的納米SiO2添加量下表現(xiàn)出最大黏度和應(yīng)力。CS溶液自身就具備較大黏度，在添加適量的納米SiO2后，乳液體系中有足夠的納米SiO2可以吸附在油滴表面并將其包裹住，有利于限制油滴運(yùn)動(dòng)，減弱油滴的聚合。另一方面油水界面吸附納米SiO2有利于分子間相互作用，使油滴間相互連接形成較為致密的類三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)[31]，因此黏度增大，更有利于乳化體系的穩(wěn)定，相反當(dāng)納米SiO2添加量為7%和9%時(shí)，乳液的表觀黏度和應(yīng)力小于CS乳液，可能是過量的納米SiO2聚集，破壞了乳液的結(jié)構(gòu)化，乳液絮凝空缺，導(dǎo)致部分油未得到乳化。說明加入適量的納米SiO2，有助于提高乳液表觀黏度和應(yīng)力。但總體上乳液的粘度和應(yīng)力都較低，乳液呈現(xiàn)流體狀態(tài)。與2.2.2乳液 EAI和ESI的測定結(jié)果一致。

圖5 納米SiO2含量對(duì)乳液粘度及應(yīng)力的影響Fig. 5 Effects of content of nano-SiO2 on viscosity and stress of emulsion

2.3.2 乳液動(dòng)態(tài)流變特性

乳液的粘彈性可以用儲(chǔ)能模量G'和損耗模量G"來表征，儲(chǔ)能模量G'又代表彈性性質(zhì)，損失模量G"代表黏性性質(zhì)[32]。圖6可知，隨著振蕩頻率增加，所有乳液G'和G"都增加。乳液的G'隨納米SiO2含量的增加先增加后減小。CS-納米SiO2復(fù)合乳液都高于CS乳液，其中納米SiO2添加量為5.00%時(shí)，乳液的G'最大，可能是納米SiO2與CS間的相互作用形成較高的交聯(lián)密度和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了復(fù)合乳液的彈性模量。但納米SiO2的添加對(duì)乳液損能模量無影響。在振蕩頻率范圍內(nèi)，除5.00% CS-納米SiO2復(fù)合乳液外，所有樣品乳液的G"值都高于G'值。其中0.00%，1.00%和3.00%G'曲線圖不完整是因?yàn)椴糠諫'值為負(fù)值，無法用對(duì)數(shù)表示，說明乳液主要表現(xiàn)為液體的黏性特征，具有良好的流動(dòng)性。當(dāng)納米SiO2添加量為5.00%時(shí)，在初始振蕩頻率增大階段，G'小于G"，乳液體系還處于液體特性，主要發(fā)生黏性形變，隨振蕩頻率增大，G'與G"相交，交點(diǎn)后G'大于G"，乳液呈彈性為主的凝膠結(jié)構(gòu)狀態(tài)，主要表現(xiàn)為固體特性，說明說明其內(nèi)部存在弱凝膠狀結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了乳液的彈性性能從而保證了乳液的穩(wěn)定性。

圖6 納米SiO2含量對(duì)乳液G'和G"的影響Fig. 6 Effects of content of nano-SiO2 on storage modulus(G') and loss modulus(G") of emulsion

2.4 乳液形態(tài)

通過光學(xué)顯微鏡觀察不同納米SiO2添加量下的乳液表觀形態(tài)（圖7）。圖7可知，CS乳液與CS-納米SiO2復(fù)合乳液液滴分散均勻，呈圓形，粒徑較小，但CS乳液液滴有部分橋連現(xiàn)象，大小不均勻。1.00%、3.00%和5.00%的CS-納米SiO2復(fù)合乳液，乳液粒徑雖變化不顯著，但乳液液滴大小分布較均勻，乳液橋連現(xiàn)象減弱?？梢钥闯鲈诤线m的納米SiO2添加量下，液滴更穩(wěn)定，且沒有明顯的聚結(jié)。相反，在添加了7.00%和9.00%的CS-納米SiO2復(fù)合乳液粒徑增大，乳液液滴大小不均勻，乳液聚結(jié)。這是由于在油滴表面過量的納米SiO2受水親和性，脫離油水界面，發(fā)生奧斯特瓦爾德熟化，穩(wěn)定性降低，導(dǎo)致液滴尺寸因聚結(jié)而顯著增加[33]。結(jié)果表明，添加納米SiO2有利于使CS包裹到茶油表面并形成較小且分散、大小均勻的穩(wěn)定液滴。

圖7 納米SiO2含量對(duì)乳液表面形態(tài)的影響Fig. 7 Effects of content of nano-SiO2 on surface morphology of emulsion

2.5 乳液微觀結(jié)構(gòu)

為分析乳液經(jīng)冷凍干燥后微觀結(jié)構(gòu)的變化，用掃描電鏡觀察CS乳液和不同添加量下CS-納米SiO2乳液（圖8）。圖8a為CS乳液掃描電鏡圖，干燥后的乳液由不同形狀的顆粒組成，顆粒不均勻，表面形狀不規(guī)則，其從正常的球形變形擠壓成為多邊形，因此有一些顆粒相互粘附。其中深色斑塊代表油，從圖8a可以看出乳液油滴聚集，表明大部分油滴未被包裹在CS中。添加納米SiO2后乳液表面結(jié)構(gòu)發(fā)生變化（圖8b-f）。如圖8b-d所示，隨著納米SiO2添加量的增加，顆粒變得分散，粒徑減小，顆粒呈球形，大小均勻，外壁光滑。同時(shí)，表面深色斑塊隨納米SiO2添加量增加逐漸減少，一方面是由于納米SiO2能通過自身骨架結(jié)構(gòu)填充形成乳液過程中可能會(huì)產(chǎn)生的表面孔隙[34-35]；另一方面表明納米SiO2在與CS發(fā)生相互作用后，納米結(jié)構(gòu)增強(qiáng)了CS的致密性，這證實(shí)用納米SiO2比單獨(dú)用CS具有更高的茶油保護(hù)效果。當(dāng)添加量為7.00%和9.00%時(shí)（如圖8e、f），粒徑增大，出現(xiàn)深色斑塊，表明過量的納米SiO2反而破壞了所形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

圖8 納米SiO2含量對(duì)乳液微觀結(jié)構(gòu)的影響Fig. 8 Effects of content of nano-SiO2 on microstructure of emulsion

3 結(jié)論與討論

脂溶性成分可通過乳液等方式進(jìn)行保護(hù)，而形成乳液的穩(wěn)定性也與連續(xù)相材料及添加的復(fù)合材料比例有關(guān)，多糖類殼聚糖在醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域可降低膽固醇、預(yù)防和控制高血壓吸附重金屬還具有一定的免疫效果，同時(shí)殼聚糖優(yōu)良的生物相容性和可降解等使其在生物活性化合物的包封方面應(yīng)用廣泛[12]，還能抑制細(xì)菌活性，更好的保護(hù)脂溶性等成分延長保質(zhì)期。邵穎[12]通過乳化超聲制備的殼聚糖-丁香酚乳液保護(hù)丁香酚，掩蓋不良風(fēng)味和異味，減少因蒸發(fā)造成的損失，且防止丁香酚與其他食品基質(zhì)成分發(fā)生強(qiáng)烈的相互作用，增強(qiáng)丁香酚的穩(wěn)定性，改善丁香酚的低水溶性、高揮發(fā)性和弱穩(wěn)定性。此外，包封的活性物質(zhì)的物理穩(wěn)定性在納米尺寸狀態(tài)下得到極大改善。在抗氧化實(shí)驗(yàn)中，殼聚糖-丁香酚納米顆粒表現(xiàn)出抗氧化效果，在體外緩釋實(shí)驗(yàn)中，實(shí)現(xiàn)丁香酚的可控性釋放。殼聚糖-丁香酚納米乳液對(duì)革蘭氏陽性和陰性菌均表現(xiàn)出優(yōu)異的抗菌性，且抗菌性優(yōu)于游離丁香酚，證明其抗菌性能在乳化包埋過程中得到提高。而納米SiO2是一種高科技超微細(xì)無機(jī)新材料，以其粒徑小、比表面積大、表面吸附力強(qiáng)、表面能大、化學(xué)純度高、穩(wěn)定性強(qiáng)等在眾多科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)獨(dú)具特性，有著不可取代的作用。同時(shí)具有的特殊觸變性能明顯改善膜、橡膠等制品的抗拉強(qiáng)度、抗撕裂性，研究表明[15]，在10 g阿拉伯膠中添加0.25 g納米SiO2時(shí)阻氣性和阻濕性最小，且拉伸強(qiáng)度最大，斷裂伸長量最大，有利于制備包裝材料。FTIR、XRD和DSC表明納米SiO2能增強(qiáng)膜的氫鍵，提高熔融溫度，改善其物理性能。除此之外，納米SiO2可作為液體系統(tǒng)的增稠劑、防沉淀，能有效改善液體的分散性和黏度指數(shù)，調(diào)節(jié)流變性，增強(qiáng)電荷穩(wěn)定性。

因此，本研究以CS為連續(xù)相、山茶油為分散相，制備CS與納米SiO2（1.00%、3.00%、5.00%、7.00%、9.00%） 復(fù)合乳化體系，以探究CS與納米SiO2添加量間的相互作用及對(duì)復(fù)合乳化體系功能性質(zhì)的影響。結(jié)果表明，納米SiO2添加量為1.00%～5.00%時(shí)，納米SiO2添加量的增加可使乳液中EAI、ESI、表觀黏度、G和'G"提高，以及Ke的下降，表明乳液穩(wěn)定性增強(qiáng)。CS-納米SiO2復(fù)合乳液表現(xiàn)出典型非牛頓假塑性流體行為。乳液平均粒徑變化不顯著，但乳液粒徑分布窄峰值高。由冷凍電鏡與光學(xué)顯微鏡觀察結(jié)果可知，隨納米SiO2添加量的增加，表面油滴減少，乳液分布更為均一，形狀規(guī)則，呈球狀均勻分布。納米SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.00%時(shí)，乳液中EAI、ESI最高為10.36 m2/g和540 min，與未添加納米SiO2乳液相比分別提高10.37%和10.53%；Ke最低為13.20%，相比于CS乳液降低了54.56%，乳化性能提高，增強(qiáng)乳液穩(wěn)定性。乳液粒徑為12.98 μm，表觀黏度最大，G和'G"都增高，乳液向由流體凝膠轉(zhuǎn)化。納米 SiO2添加量為7.00～9.00%時(shí)，乳液EAI、ESI、黏度、G'和G"降低，粒徑顯著增大，由單峰轉(zhuǎn)化為雙峰且粒徑分布變寬峰值降低，Ke增大，表明乳液穩(wěn)定性下降，乳液呈流體。乳液粒徑在可視范圍內(nèi)增大，乳滴分布不均勻，產(chǎn)生不規(guī)則的非球狀，對(duì)乳液的微觀結(jié)構(gòu)破壞較大，不利于乳液均一。與此同時(shí)，部分油滴聚集形成粒徑較大的油滴，這也是乳液粒徑分布變寬的原因。由此可見，在納米 SiO2添加量為5.00%條件下所形成的乳液最穩(wěn)定，超過5.00%會(huì)對(duì)乳液穩(wěn)定性造成不利的影響。表明添加適量的納米 SiO2（1.00%～5.00%） 可改善CS乳液的乳化性質(zhì)，增強(qiáng)乳液穩(wěn)定性。同時(shí)，與單一CS乳液相比，CS-納米SiO2復(fù)合乳液不僅顯著增加理化穩(wěn)定性，而且采用CS與納米SiO2作為穩(wěn)定劑制備乳液具備很好的可行性，使用CS作為材料與納米級(jí)SiO2形成包裹油滴的乳液所研究的方法適用于食品保護(hù)，其良好的穩(wěn)定性為今后多糖乳液和納米SiO2在食品領(lǐng)域中的應(yīng)用提供依據(jù)和參考。最重要的是，載有CS的納米 SiO2復(fù)合乳液可作為更好更有創(chuàng)新的遞送載體，用于提高儲(chǔ)藏食品的貨架壽命和保護(hù)。