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近期，东北农业大学食品学院Jingjie Hou(第一作者)、张华江教授(通讯作者)、李翰宇副教授(通讯作者)和夏宁副研究员(通讯作者)等在国际食品顶刊《Food Hydrocolloids》发表了题为“Charge density of carboxymethyl cellulose affects depletion attraction-stabilized egg yolk Pickering emulsion gels: Rheological and interfacial properties”的研究性论文。
之前的研究表明，羧甲基纤维素（CMC）可以在胶体系统中引起排空吸引，并增强基于蛋黄的乳液的 3D 打印和年龄友好应用。然而，目前还没有关于不同电荷密度的 CMC 对蛋黄高内相 Pickering 乳液（HIPPEGs）进行研究的报道。因此，我们假设当使用蛋黄颗粒制备 HIPPEGs 时，不同电荷密度的 CMC 可以引起不同程度的排空吸引。
在这项研究中，我们使用具有不同取代度的羧甲基纤维素（高电荷密度：CMC1.2，低电荷密度：CMC0.7）作为不同电荷密度的理想模型，以及不同比例的蛋黄和羧甲基纤维素（20:1 - 1:1）作为不同排空区域（低排空、中排空和高排空）的理想模型。研究了利用蛋黄通过羧甲基纤维素诱导的排空吸引制备的高内相 Pickering 乳液的流变性和界面特性。本研究的目的是阐明高浓度乳液凝胶体系中不同排空区域的特征和形成机制。探索不同电荷密度对乳液凝胶稳定性和排空区域分布的影响。
结果表明，高电荷密度的羧甲基纤维素的排空作用增强了乳液凝胶的稳定性。低电荷密度的羧甲基纤维素表现出较低的排空力，并且在中等排空区域中削弱的排空力更宽。此外，随着羧甲基纤维素比例的增加，排空吸引分为三个阶段：在低排空区域增强界面吸附，在中等排空区域降低排空强度，在高排空区域产生强排空吸引。随着排空剂浓度的增加，含氯化钠的乳液凝胶的强度和稳定性增加。CMC1.2 稳定的乳液凝胶表现出更好的流变性能，如高粘度、粘弹性、剪切敏感性和应力。特别是在低排空区域，CMC1.2 表现出的粘度（261 Pa・s）、G' 值和应力接近高排空区域的值。此外，CMC1.2 表现出更大的扩散（Kd×102：158.94±0.67 mN/m/s1/2）、渗透和复合界面性能。这些发现为稳定高浓度乳液凝胶体系提供了理论依据。
图形摘要
Fig. 1. The digital photographs of HIPPEGs: visualization of uprighted and inverted HIPPEGs with and without added NaCl. The numbers 20, 10, 5, 2, and 1 represent the mass ratio of egg yolk to CMC as 20:1, 10:1, 5:1, 2:1, and 1:1.
Fig. 2. The microstructure and stabilization mechanism of HIPPEGs: (a) CLSM images of stabilized emulsions of egg yolk and CMC1.2, (b) CLSM pictures of stabilized emulsions of CMC0.7, and (c) schematic of stabilization mechanism of HIPPEGs. The magnified image corresponds to the dashed box area.
Fig. 3. The apparent viscosity properties of HIPPEGs: (a) egg yolk and CMC1.2, (b) CMC0.7, (c) egg yolk and CMC1.2 with NaCl addition, (d) CMC0.7 with NaCl addition stabilized HIPPEGs, and (e–h) is the apparent viscosity value corresponding to a shear rate of 0.1 s−1.
Fig. 4. The small amplitude oscillatory shear properties of HIPPEGs: (a) egg yolk and CMC1.2, (b) CMC0.7, (c) egg yolk and CMC1.2 with NaCl addition, (d) CMC0.7 with NaCl addition stabilized HIPPEGs, and (e–h) is the storage modulus (G′) and loss modulus (G″) value corresponding to a frequency of 0.1 Hz.
Fig. 5. The large amplitude oscillatory shear properties of HIPPEGs: (a) egg yolk and CMC1.2, (b) CMC0.7, (c) egg yolk and CMC1.2 with NaCl addition, (d) CMC0.7 with NaCl addition stabilized HIPPEGs, and (e–h) is the corresponding yield stress.
Fig. 6. The dynamic interfacial tension properties of sample: (a) egg yolk and EYCMC 1.2, (b) EYCMC 0.7, (c) egg yolk and EYCMC 1.2 with NaCl addition, (d) EYCMC 0.7 with NaCl addition.
Fig. 7. The relationship between t1/2 and the interfacial pressure of the sample: (a) egg yolk and EYCMC 1.2, (b) EYCMC 0.7, (c) egg yolk and EYCMC 1.2 with NaCl addition, (d) EYCMC 0.7 with NaCl addition.
Fig. 8. The relationship between time and ln[(π3000-πt)/(π3000-π0)] of the sample: (a) egg yolk and EYCMC 1.2, (b) EYCMC 0.7, (c) egg yolk and EYCMC 1.2 with NaCl addition, (d) EYCMC 0.7 with NaCl addition. (e) The contact angle of different samples.
Fig. 9. The particle characterization of different samples: (a) phase behavior, (b) schematic mechanism of the transition from coacervates to co-solutes, (c) zeta potential, (d) particle size, and (e) particle distribution with and without added NaCl in CMC1.2 or CMC0.7. The numbers 20, 10, 5, 2, and 1 represent the mass ratio of egg yolk to CMC as 20:1, 10:1, 5:1, 2:1, and 1:1.
https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2024.110612
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豆及豆制品 果蔬及果蔬制品 大米及米制品 食用菌
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