高压均质法制备壳聚糖Pickering乳液及其性能研究

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壳聚糖是自然界中第二丰富的天然生物聚合物,也是唯一的天然阳离子多糖,具有杀菌、消炎、降血脂、降血糖、抗癌等功能特性。基于壳聚糖自组装颗粒稳定的Pickering乳液不仅具有壳聚糖分子的生理活性,而且能够实现活性成分的包埋与长期储存。尽管p H调控自组装纳米颗粒的制备简单方便,但其在高p H条件下的自组装可控性较差,易于团聚而形成大颗粒纳米颗粒,影响了其Pickering乳液的性能。高压均质技术是一种高效的纳米颗粒粉碎技术,利用其高压均质过程中的高速冲击、高剪切、空化等多重作用对微纳米颗粒进行破碎,有利于制备Pickering乳液。本论文主要研究高压均质处理对壳聚糖自组装颗粒稳定Pickering乳液的影响规律。研究了高压均质法直接制备壳聚糖自组装颗粒Pickering乳液,并以显微观察乳液液滴大小、离心稳定性和长期储存稳定性为指标,研究了高压均质压力、高压均质循环次数、p H值、壳聚糖浓度、油相体积比对壳聚糖Pickering乳液的影响规律。对于不同的自组装壳聚糖Pickering乳液制备方法,高压均质优于手摇法和高剪切均质法,达到与超声均质法相似的粒径效果,这主要是因为高压均质具有很强的破碎壳聚糖絮凝颗粒能力。高压均质可在很小的高压均质压力、很少的均质循环次数条件下就能获得较稳定的壳聚糖Pickering乳液。壳聚糖Pickering乳液随着油相体积比的变化呈现两端好中间差的结果,其原因与Pickering乳液在高低油相体积比下的不同稳定机制有关。低油相体积比乳液稳定性主要取决于液滴粒径,高油相体积比下乳液稳定性与乳液密集排列而形成与凝胶相似的三维网状结构相关。在壳聚糖的等电点或更高的p H下可获得非常稳定的乳液,但是当p H超过6.7时,由于壳聚糖团聚颗粒太大而堵塞高压均质阀缝隙而导致高压均质乳化无法顺利完成,制约了高压均质在高p H壳聚糖Pickering乳液制备方面的应用。为解决高压均质在高p H下难以制备壳聚糖Pickering乳液的问题,本论文提出了一种新的p H连调耦合高压均质制备方法,即先构建乳液再连续调高p H,并同步进行高压均质处理的乳液制备方法。并以显微观察乳液液滴大小和长期储存稳定为指标,系统地研究了p H、高压均质压力、壳聚糖浓度、油相体积比对p H连调耦合高压均质制备壳聚糖Pickering乳液的影响规律。p H连调耦合高压均质制备的乳液具有极高的长期储存稳定性,主要归因于两个方面,一是此技术制备的乳液液滴粒径非常小,二是壳聚糖乳液在高p H状乳液形成与凝胶结构类似的三维网状结构有关。与其它壳聚糖Pickering乳液制备方法相比,p H连调耦合高压均质法可在更低均质压力、更小的油相体积比、更高的p H范围制备极高稳定性的壳聚糖Pickering乳液。这些发现对拓展壳聚糖Pickering乳液在食品、医药、化妆品等领域的应用具有重要的价值和意义。
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