2022年8月27日，南京財經(jīng)大學食品科學與工程學院湯曉智、高成成（通訊作者）在國際TOP期刊Food Hydrocolloids（Q1，IF: 11.504）發(fā)表題為“In situ rapid conjugation of chitosan-gum Arabic coacervated complex with cinnamaldehyde in cinnamon essential oil to stabilize high internal phase Pickering emulsion”的研究性論文。

殼聚糖是自然界中存在的一種陽離子多糖，可以與陰離子聚合物形成具有高乳化能力的靜電復合物。 阿拉伯膠是一種廣泛應用于食品工業(yè)的兩親性陰離子多糖。殼聚糖-阿拉伯膠復凝聚物（CGCC）已經(jīng)被證實可以穩(wěn)定低油相Pickering乳液。 然而，穩(wěn)定HIPE需要高濃度的CGCC，且HIPE的穩(wěn)定性有限。 肉桂精油是一種天然活性植物提取物，其主要化學成分是肉桂醛。有研究人員在均質化過程中發(fā)現(xiàn)肉桂醛和殼聚糖會在油水界面原位形成復合物，有效地改善殼聚糖乳化性。

基于肉桂醛和殼聚糖可以發(fā)生席夫堿反應及阿拉伯膠可能對肉桂醛具有高的親和力，本文采用油相中添加肉桂精油，利用肉桂醛與CGCC原位反應制備一種CGCC穩(wěn)定的HIPE，并深入分析了穩(wěn)定機理。研究具體考察了肉桂精油和CGCC濃度對HIPE的微觀結構、流變學、凝膠強度和穩(wěn)定性的影響。得益于阿拉伯語增強了CGCC的疏水性，在肉桂精油中，CGCC與肉桂醛通過席夫堿反應、疏水作用和氫鍵在油水界面處快速發(fā)生原位相互作用。這一行為可以顯著降低CGCC界面張力，大幅增加CGCC在油水界面的吸附，形成厚而密的界面層。肉桂精油(2.5%-3)的加入顯著減小了油滴尺寸，提高了Zeta電位，大大提高了HIPE的穩(wěn)定性和凝膠強度。此外，肉桂精油的加入降低了穩(wěn)定HIPE所需的CGCC濃度，降低了HIPE的頻率依賴性和臨界應變，提高了觸變恢復率。本研究的結果為提高CGCC的乳化能力及控制HIPE機械性能和流變性能提供了一種新的途徑。

研究亮點

采用原位添加肉桂精油的方法促進殼聚糖-阿拉伯膠復凝聚物（CGCC）在油水界面的吸附，不僅可以降低CGCC使用量，同時工藝簡單，能耗低。通過改變?nèi)夤鹁吞砑雍靠梢詫崿F(xiàn)對乳液凝膠機械和流變等性質的大幅度調控。

研究結論

殼聚糖-阿拉伯膠復凝聚物（CGCC）與肉桂醛在油水界面處發(fā)生席夫堿反應，促進了CGCC在油水界面的吸附速度和含量。肉桂精油的添加降低了穩(wěn)定HIPE所需的CGCC的量。肉桂精油與CGCC在界面處反應飽和時，繼續(xù)添加不在顯著影響HIPE的結構和性能。肉桂精油的添加也顯著提高HIPE的穩(wěn)定性、凝膠強度、觸變恢復率。此外，顯著影響HIPE的粘彈性。

圖1 肉桂醛與CGCC共同穩(wěn)定HIPE的示意圖

圖2 不同濃度的精油和CGCC穩(wěn)定的HIPEs的Zeta電位和平均液滴直徑(A, B)。HIPEs的光學顯微圖(C)和外觀圖(D)。

圖3 2.5%-0和2.5%-3樣品的CLSM圖像(A)和SEM圖像(B)。

圖4 不同濃度的肉桂精油(a)和CGCC濃度 (B)穩(wěn)定的HIPEs的儲能模量 (G’)和損耗模量 (G”)。

圖5 不同濃度的肉桂精油(A)和CGCC 濃度(B)穩(wěn)定的HIPEs的觸變恢復性。

圖6不同濃度的肉桂精油和CGCC濃度穩(wěn)定的HIPE凍融后的凝膠強度和油結合能力 (A, a)，離心后的外觀(B,b)。

          原文鏈接： https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2022.108103