芋頭淀粉及其穩(wěn)定化Pickering 乳液的性質(zhì)表征

涂 連，呂春秋，王捷，梁欽梅，鐘偉華，林瑩,

（1.廣西大學(xué)輕工與食品工程學(xué)院，廣西南寧 530004；2.南寧海關(guān)技術(shù)中心，廣西南寧 530021）

由固體顆粒乳化劑穩(wěn)定的乳液被稱為Pickering乳液，與傳統(tǒng)表面活性劑相比，固體顆粒乳化劑具有分散性好、吸附能力強等優(yōu)點。由于淀粉具有生物可再生、可降解、低致敏性及安全性高等特點，淀粉基顆粒乳化劑廣泛應(yīng)用于食品級Pickering 乳液體系。

研究表明，淀粉的顆粒大小和濕潤性會影響其乳化能力。一般天然淀粉的粒徑大小為1～100 μm，小顆粒淀粉（<10 μm）是研究天然乳化劑乳化機理的良好模型。Timgren 等、Li 等發(fā)現(xiàn)天然淀粉顆粒尺寸與其乳化能力呈一定反相關(guān)，平均粒徑在2～5.5 μm 的藜麥、大米淀粉表現(xiàn)出良好的乳化能力。淀粉顆粒的濕潤性用其在油/水界面的三相接觸角（）表示，一般天然淀粉顆粒的<90°，作為乳化劑可制備O/W 型乳液。除上述影響因素外，乳液體系的穩(wěn)定性還受乳化劑的分子量、表面電荷、持油持水率等因素影響。徐亞峰認(rèn)為酶處理辛烯基琥珀酸酯化改性（OSA 改性）淀粉的乳液穩(wěn)定性隨其分子量減小而增加。固體顆粒乳化劑表面電荷量可以影響顆粒在油水界面的有效吸附從而影響乳化穩(wěn)定性，持油率和持水率的增加可以促進蘋果渣顆粒穩(wěn)定的Pickering 乳液的穩(wěn)定性。由此可知，淀粉顆粒能否構(gòu)建穩(wěn)定Pickering 乳液受其理化特性及乳液體系等多方面因素的影響。

芋頭（（L.）Schott）是一種隸屬于天南星科的根莖作物，其淀粉顆粒較小，在構(gòu)建Pickering 乳液方面有一定的研究。彭曄采用酶解法結(jié)合酯化改性制得OSA 改性芋頭淀粉顆粒，其穩(wěn)定的Pickering 乳液乳滴粒徑分布在8.7～16.92 μm，能作為乳化劑應(yīng)用于潤膚霜中。余振宇制備的OSA 改性芋頭淀粉可用于包埋和運載姜黃素。張琳琳等發(fā)現(xiàn)熱改性萊陽芋頭淀粉在質(zhì)量濃度62.5 mg/mL、油相分?jǐn)?shù)60%、分散強度14000 r/min和分散4 min 條件下能形成的穩(wěn)定乳液。這些研究部分缺少與天然淀粉乳化性的對比，且不同品種的芋頭淀粉食品加工特性和功能性質(zhì)不同。

世界上已知的芋頭大約有100 個屬和1500 種，廣泛種植在熱帶和亞熱帶地區(qū)。產(chǎn)于廣西桂林市荔浦縣的荔浦芋，又名檳榔芋，是經(jīng)過野生芋長期自然選擇和人工選育而形成的一個優(yōu)良品種。與多子芋、多頭芋相比，荔浦芋屬大魁芋，其個頭大、產(chǎn)量高、營養(yǎng)物質(zhì)豐富，淀粉干基含量超過70%。一般芋頭淀粉粒徑大小為2.6～5.19 μm，而荔浦芋淀粉顆粒較?。s2.29 μm），在穩(wěn)定Pickering 乳液方面具有較大潛力，但目前未見將荔浦芋淀粉應(yīng)用于食品乳液體系的相關(guān)報道。此外，荔浦芋作為廣西的特色農(nóng)產(chǎn)品，其應(yīng)用局限于作為肉制品輔料或制作油炸食品等初級加工。因此，本研究以荔浦芋淀粉為研究對象，通過對天然荔浦芋淀粉及其穩(wěn)定化Pickering 乳液的理化性質(zhì)進行表征，探究荔浦芋淀粉作為Pickering 乳液穩(wěn)定劑的可行性，以期為Pickering 乳液穩(wěn)定劑的研發(fā)提供潛在的淀粉來源和食品級荔浦芋淀粉基乳液穩(wěn)定劑的開發(fā)提供理論依據(jù)。

本研究通過激光粒度分布分析、掃描電鏡觀察和分子量分布測定對芋頭淀粉的顆粒特性進行表征，且測定其持油率、持水率、三相接觸角和Zeta 電位，然后對芋頭淀粉作為單一乳化劑構(gòu)建的Pickering 乳液的理化性質(zhì)進行表征。粳米、玉米、小麥?zhǔn)呛坦阮愔参?，山藥與芋頭均屬于薯類或塊莖植物。禾谷類、薯類植物淀粉有不同的顆粒特性及加工特性，粳米、玉米、小麥和山藥淀粉是食品加工的主要商用淀粉，其開發(fā)程度遠大于芋頭淀粉。所以為了更能體現(xiàn)荔浦芋淀粉在構(gòu)建Pickering 乳液體系方面比現(xiàn)有的主要商用淀粉具有更大的應(yīng)用潛力，本文將對荔浦芋淀粉與以上四種淀粉進行比較。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

荔浦芋頭、鐵棍山藥 于秋末采購自廣西大學(xué)西菜市場，其淀粉由實驗室自制；粳米淀粉、玉米淀粉、小麥淀粉 無錫金農(nóng)生物科技有限公司；高峰淀粉酶（10 萬U/g）上海源葉生物科技有限公司；氫氧化鈉 成都市金山化學(xué)試劑有限公司；鹽酸成都市科龍化工試劑廠；石油醚 茂名市雄大化工有限公司；葡聚糖標(biāo)準(zhǔn)品 美國Sigma 公司；液體石蠟重慶市川東化工有限公司；其他試劑 均為國產(chǎn)分析純；實驗用水 均為二級水。

Bettersize2600 激光粒度分析儀 丹東百特儀器有限公司；Phenom 掃描電子顯微鏡（配有噴金設(shè)備）上海復(fù)納科學(xué)儀器有限公司；AIIIANCE 型凝膠滲透色譜儀及配套示差折光檢測器 美國Waters公司；NANO ZS90 型Zeta 電位分析儀 英國馬爾文儀器公司；Dataphysics OCA20 型接觸角測量儀德國Dataphysics 公司；T25 型數(shù)顯分散均質(zhì)機 德國IKA 公司；Leica DM1000 LED 光學(xué)顯微鏡 德國Leica 公司；HAAKE-MARS 型流變儀 美國賽默飛世爾科技公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 芋頭、粳米、玉米、小麥和山藥淀粉的常規(guī)成分測定 淀粉含量：淀粉酶水解法（GB 5009.9-2016）；蛋白質(zhì)含量：凱氏定氮法（GB 5009.5-2016），蛋白質(zhì)換算系數(shù)N 取6.25；脂肪含量：索氏抽提法（GB 5009.6-2016）；水分含量：直接干燥法（GB 5009.3-2016）。

1.2.2 芋頭、粳米、玉米、小麥和山藥淀粉的粒徑分布 用蒸餾水配制濃度為125 mg/mL 淀粉懸浮液，搖勻待測。采用激光粒度分析儀對樣品粒度進行測定，設(shè)置水折射率為1.330，遮光率為12%。

1.2.3 芋頭、粳米、玉米、小麥和山藥淀粉的掃描電鏡觀察 將導(dǎo)電膠貼于電鏡樣品臺，取1～2 mg 待測淀粉樣品于導(dǎo)電膠上，用氮氣吹掃松散多余的淀粉樣品，采用離子濺射法在樣品表面噴金，于掃描電鏡聚焦觀察。

1.2.4 芋頭、粳米、玉米、小麥和山藥淀粉的分子量測定 采用高效凝膠排阻色譜（GPC）測定淀粉樣品的分子量。樣品處理：超純水配制的1 mg/mL 淀粉懸浮液于沸水浴30 min，冷卻后過0.45 μL 濾膜于2.5 mL 進樣瓶。色譜條件：色譜柱Ohpak SB-806 HQ 型尺寸排阻色譜，示差折光檢測器和色譜柱的溫度分別為30、60 ℃，上樣量50 μL，流動相為超純水，流速0.6 mL/min。五個不同分子量的葡聚糖標(biāo)品用相同的色譜條件上樣，利用系統(tǒng)自帶軟件分析被測淀粉樣品的分子量。

1.2.5 芋頭、粳米、玉米、小麥和山藥淀粉的持油率與持水率的測定 參照Nawaz 等方法并稍作修改。稱取淀粉樣品1 g，加入10 mL 蒸餾水或液體石蠟。于室溫200 r/min 振蕩30 min，5439×g 離心10 min后將游離的水或液體石蠟除去，稱取離心管底物的質(zhì)量，計算淀粉的持油率和持水率。

1.2.6 芋頭、粳米、玉米、小麥和山藥淀粉的三相接觸角測試 每個淀粉樣品的三相接觸角由接觸角測量儀進行測量。淀粉樣品被真空壓片機壓成片劑后浸入液體石蠟中5 s 后取出，用濾紙將片劑表面過量的油拭去。高精度注射器系統(tǒng)將2 μL 超純水輕輕滴到片劑表面上，安裝在OCA 20 上的高速攝像機以每秒10 幀的速度記錄水滴形狀的演變。OCA 20 軟件將水滴的輪廓數(shù)據(jù)自動擬合到LaPlace-Young 方程，獲得淀粉樣品的接觸角。

1.2.7 芋頭、粳米、玉米、小麥和山藥淀粉的Zeta 電位測定 參照王仙紛方法并稍作修改。用超純水配制0.1 mg/mL 的淀粉懸浮液，于高剪切分散乳化均質(zhì)機均質(zhì)1 min，轉(zhuǎn)速為15000 r/min，隨后于600 W超聲1 min，將所得分散液進行電位測定。

1.2.8 Pickering 乳液的理化性質(zhì)表征

1.2.8.1 乳液的制備 參照Li 等方法并稍作修改。準(zhǔn)確稱取200 mg 的淀粉樣品和10 mL 蒸餾水于25 mL 的燒杯中，獲得濃度為20 mg/mL 淀粉懸浮液，設(shè)置分散均質(zhì)機轉(zhuǎn)速為10000 r/min，對懸浮液分散30 s 后加入10 mL 液體石蠟，在同樣轉(zhuǎn)速下均質(zhì)4 min，獲得乳液。

1.2.8.2 乳液的儲藏穩(wěn)定性 將制備好的乳液轉(zhuǎn)移至30 mL 的玻璃瓶，25 ℃條件下儲藏，觀察不同時間段乳液的變化情況并拍攝照片。

1.2.8.3 乳液的微觀形態(tài) 采用光學(xué)顯微鏡觀察乳液的形態(tài)。取適量乳液于載玻片后，蓋上蓋玻片，于顯微鏡放大20 倍進行觀察和測試。

1.2.8.4 乳滴粒徑 采用激光粒度分析儀對儲藏不同時間的淀粉基Pickering 乳液進行測試。具體操作步驟如下：設(shè)置蒸餾水的折光系數(shù)為1.330，將乳液體系混勻后，用膠頭滴管逐滴滴加到分析儀的蒸餾水分散容器中，待遮光率達到12%時進行測試。

1.2.8.5 乳液的流變學(xué)特性 采用流變儀對乳液的靜態(tài)流變和動態(tài)流變特性進行測定。靜態(tài)流變掃描時剪切速率為0.01～100 s。動態(tài)振蕩掃描時振幅應(yīng)變?yōu)?.1%，頻率為0.01～10 Hz。上述實驗設(shè)定環(huán)境溫度為25 ℃，使用的平板夾具直徑為60 mm，平板間距設(shè)置為1 mm，樣品裝載并靜置2.0 min 后進行測試。

1.3 數(shù)據(jù)處理

所有實驗重復(fù)進行3 次，結(jié)果為3 次測量的平均值，數(shù)據(jù)采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差的形式，采用SPSS 22.0 統(tǒng)計分析軟件進行數(shù)據(jù)的差異性分析（ANOVA），顯著性差異采用95%的置信區(qū)間，采用Origin 2018繪制圖形。

2 結(jié)果與分析

2.1 淀粉的基本組成

由表1 可知，不同淀粉樣品的蛋白質(zhì)、脂肪含量較低，其淀粉含量均較高。其中，山藥淀粉中蛋白質(zhì)含量顯著（<0.05）大于其它淀粉樣品，主要是由于山藥本身含有大量的黏蛋白，在稀堿提取時，部分蛋白質(zhì)易與淀粉發(fā)生共價鍵結(jié)合。

表1 不同淀粉樣品的基本組成Table 1 Basic composition of different starch samples

2.2 粒徑分布和顆粒形態(tài)

粒徑分布和顆粒形態(tài)是表征淀粉顆粒表觀特性的重要方式，通過激光粒度分布分析、掃描電鏡觀察了解不同淀粉樣品的粒徑分布和顆粒形態(tài)。

如圖1 所示，粒徑分布顯示芋頭淀粉的粒徑大小均勻，分布跨度最小，且平均粒徑遠小于其它淀粉樣品的平均粒徑，為2.29 μm，其次是粳米淀粉，平均粒徑為5.40 μm，玉米、小麥和山藥淀粉的平均粒徑較大，分別為14.98、17.00 和20.02 μm，這與文獻報道一致。芋頭淀粉相對于其他淀粉顆粒粒徑較小，更適合作為乳液的穩(wěn)定劑。

圖1 不同淀粉樣品的粒徑分布圖Fig.1 Particle size distribution of different starch samples

如圖2 所示，芋頭和大米淀粉呈不規(guī)則多邊形，芋頭淀粉顆粒表面光滑，粳米淀粉顆粒的表面粗糙。玉米、小麥和山藥淀粉的表面均較為光滑，呈球形、扁球形和桿狀。而且，可以觀察到在SEM 圖譜中，淀粉顆粒非單獨分散，而是以聚集態(tài)呈現(xiàn)。聚集現(xiàn)象可能是由于淀粉顆粒的高比表面積造成的，隨著顆粒尺寸減小，比表面積增加，小尺寸的淀粉顆粒間更易發(fā)生聚集。所以，小顆粒的芋頭和粳米淀粉比較大顆粒的玉米、小麥和山藥淀粉的聚集現(xiàn)象更突出。

圖2 不同淀粉樣品的掃描電鏡圖Fig.2 Scanning electron micrographs of different starch samples

2.3 分子量分布

采用凝膠滲透色譜測定不同淀粉的分子量，結(jié)果如表2 所示，芋頭淀粉的重均（M）、數(shù)均（M）摩爾質(zhì)量分別為2.94×10、2.71×10g/mol，顯著（<0.05）小于其它淀粉樣品。M與M的比值是摩爾質(zhì)量的分布系數(shù)（PDI），其大小反映淀粉分子量的分布情況。芋頭淀粉的PDI 最小，說明芋頭淀粉的分子大小較均勻。

表2 不同淀粉樣品的分子量分布Table 2 Molecular weight distribution of different starch samples

徐亞峰認(rèn)為小分子的OSA 淀粉顆粒擴散率較高，能夠更快地移動到油滴的表面，進而表現(xiàn)出更優(yōu)的乳化性能。但也有研究認(rèn)為在有較高濃度OSA淀粉顆粒參與的Pickering 乳液體系中，大分子OSA淀粉顆粒制備的乳液黏度較大，能夠阻止乳液分層、絮凝與聚結(jié)，使乳液具有較好的穩(wěn)定性。不同研究結(jié)果表明，淀粉顆粒分子量對其乳化能力的影響與其在乳液體系的濃度有關(guān)，且OSA 改性淀粉顆粒與天然淀粉顆粒的理化性質(zhì)有異，所以天然淀粉顆粒分子量對其乳化性的影響有待進一步探究。

2.4 持油、持水率

淀粉的持水性或持油性是淀粉顆粒在重力作用下吸附水或油的特性，是淀粉在食品加工中的重要特性。不同淀粉樣品的持油持水率如表3 所示，可以看出，淀粉樣品的持油率普遍高于對應(yīng)淀粉樣品的持水率，這與范靜的結(jié)果一致。這可能是由于淀粉分子羥基間氫鍵的作用，分子內(nèi)的直鏈和支鏈淀粉相互結(jié)合纏繞，形成較大的顆粒和束狀結(jié)構(gòu)，顆粒表面堅實致密不利于與水分子的結(jié)合，而淀粉顆粒對油的吸附屬于非選擇性物理吸附，淀粉顆粒對油的吸附能力與其結(jié)構(gòu)特性、比表面積等有關(guān)。

表3 不同淀粉樣品的持油、持水率Table 3 Oil and water holding capacity of different starch samples

芋頭淀粉的持油率與粳米、玉米、小麥淀粉的持油率無顯著（>0.05）差異，而顯著（<0.05）大于山藥淀粉的持油率，且其持水率顯著（<0.05）高于其它幾種淀粉的持水率。Lu 等認(rèn)為較小粒徑的纖維顆粒表現(xiàn)出較大比表面積，可以截留更多的水和油，從而增加持油率和持水率。不同超微處理秋葵的試驗結(jié)果也顯示較小顆粒秋葵粉末的持油性和持水性更好，此外淀粉的雙螺旋結(jié)構(gòu)含量與其持油性呈一定正相關(guān)。所以在本研究中，芋頭淀粉表現(xiàn)出更優(yōu)的持油性和持水性，其主要可能是因為顆粒最小，其次芋頭淀粉的分子量分布較均勻，其雙螺旋結(jié)構(gòu)含量可能更高。蛋白質(zhì)基顆粒乳化劑的持油性和持水性是評價其乳化能力的重要參數(shù)，同樣適用于纖維素基顆粒乳化劑。所以芋頭淀粉較高的持油率和持水率可能在一定程度上有助于其乳液穩(wěn)定。

2.5 三相接觸角測試

淀粉顆粒的三相接觸角（θ）反映淀粉的疏水性，一般天然淀粉的θ 小于90°，具有較強親水性。如圖3 所示，所有淀粉樣品的θ 均小于90°，與之前報道的天然淀粉具有較強親水性的研究一致。其中，粳米淀粉的θ 最小，芋頭、粳米和玉米淀粉的θ 無顯著（>0.05）差異，山藥淀粉的θ 最大。這說明粳米淀粉的親水性最強，山藥淀粉比其他淀粉具有更強的疏水性。

圖3 不同淀粉樣品的接觸角Fig.3 Contact angles of different starch samples

2.6 Zeta 電位測定

Pickering 乳液是熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，有自發(fā)油水分離傾向。通常認(rèn)為顆粒乳化劑間由粒子帶相同電荷所引起的靜電作用力起到了重要的穩(wěn)定作用，可以用Zeta 電位來表征粒子的帶電荷能力。如表4所示，不同來源淀粉的Zeta 電位差異不大，分布在?25.43～?29.13 mV，與其它文獻報道的淀粉一樣帶負電荷。研究表明，淀粉顆粒的帶電情況與淀粉種類、濃度有關(guān)，同時受環(huán)境的pH、離子濃度和黏度等因素影響。一般認(rèn)為，Zeta 電位在?20±5 mV的粒子被認(rèn)為是適度帶電并易于聚集的，當(dāng)乳液的電位絕對值大于30 mV 時，乳液的靜電作用可以抵抗乳滴間的聚集，更利于乳液穩(wěn)定。

表4 不同淀粉樣品的Zeta 電位分析Table 4 Zeta potential analysis of different starch samples

2.7 乳液的儲藏穩(wěn)定性

在Pickering 乳液體系的食品生產(chǎn)中，乳液儲藏穩(wěn)定性指標(biāo)可以更直觀地評價顆粒乳化劑的乳化能力。圖4 呈現(xiàn)了不同淀粉基Pickering 乳液儲藏1和30 d 后的乳液表觀。儲藏1 d 的淀粉基Pickering乳液中，粳米、玉米、小麥和山藥淀粉穩(wěn)定的Pickering乳液發(fā)生不同程度油析，其中玉米淀粉無法構(gòu)建Pickering 乳液。芋頭淀粉穩(wěn)定的Pickering 乳液有大量的白色乳液層，且未發(fā)生油析。儲藏30 d 后，粳米、小麥和山藥淀粉穩(wěn)定的Pickering 乳液的油析更加明顯，顯示了其較差的乳化能力。而芋頭淀粉穩(wěn)定的Pickering 乳液卻依然保持穩(wěn)定，未見明顯的油析。

圖4 不同淀粉基Pickering 乳液儲藏1 和30 d 后的照片F(xiàn)ig.4 Photographs of different starch-based Pickering emulsions stored for 1 and 30 d

在淀粉顆粒較大（>10 μm）且大小相近的情況下，與小麥、山藥淀粉相比，玉米淀粉無法構(gòu)建Pickering 乳液。其原因可能是玉米淀粉濕潤性（=37.23°）較小而不能有效吸附在油水界面，且玉米淀粉顆粒表面粗糙對其乳化能力有負面影響。淀粉顆粒的濕潤性和顆粒形貌會對影響其乳化能力，但淀粉顆粒的粒徑大小對其乳液穩(wěn)定性的影響更大，所以較小顆粒的芋頭淀粉具有較強的乳液穩(wěn)定性。

小顆粒芋頭淀粉的比表面積大，易于集聚，促使乳滴與顆粒間、顆粒與顆粒間形成架橋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，同時顆粒的聚集可能使乳滴間的靜電斥力增加，以及較高的持油持水率也更有利于乳液穩(wěn)定。以上結(jié)果說明，在Pickering 乳液體系中，乳液穩(wěn)定性受多種因素共同影響，而天然淀粉顆粒的粒徑大小是影響其乳液穩(wěn)定性的主要因素。

2.8 乳液的微觀形態(tài)和乳滴粒徑

玉米淀粉無法構(gòu)建Pickering 乳液，所以在后續(xù)的實驗中不進一步研究。采用光學(xué)顯微鏡對新鮮制備的芋頭、粳米、小麥和山藥淀粉基Pickering 乳液的微觀結(jié)構(gòu)進行了觀察，并用激光粒度分析儀測定儲藏不同時間乳液的乳滴粒徑。

如圖5 所示，不同淀粉基Pickering 乳液能夠觀察到圓形乳滴，并且可以清晰地看到乳液的周圍分布著淀粉顆粒，表明淀粉作為乳化劑制備的乳液為O/W 型乳液。其中芋頭淀粉基Pickering 乳液的乳滴密集堆積程度較大，乳滴粒徑最小。

圖5 不同淀粉基Pickering 乳液的光學(xué)照片F(xiàn)ig.5 Optical photograph of different starch-based Pickering emulsions

如表5 所示，靜置1 d 的粳米、小麥、山藥淀粉基乳液的乳滴粒徑較大，且在儲藏30 d 后顯著（<0.05）增大，分布在164.42～265.11 μm。在30 d 儲藏內(nèi)的芋頭淀粉基Pickering 乳液的乳滴粒徑較小，分布在34.64～52.20 μm，小于余振宇制備的天然萊陽芋頭淀粉基乳液的乳滴粒徑（>100 μm），且比經(jīng)熱改性芋頭淀粉制備的乳液的乳滴粒徑（35～140 μm）還小，表明荔浦芋淀粉非常適合做Pickering 乳液體系的穩(wěn)定劑。

表5 不同淀粉基Pickering 乳液的乳滴粒徑Table 5 Droplet size of different starch-based Pickering emulsion

在Pickering 乳液體系中，乳滴粒徑大小與顆粒乳化劑種類、濃度及油水體積分?jǐn)?shù)和儲藏條件等有關(guān)。乳滴粒徑是檢測乳液穩(wěn)定性的重要工具，從動力學(xué)的角度分析，聚集速度相同的情況下，乳滴粒徑越小，乳液分層所需要的時間越長，乳液越穩(wěn)定。在相同均質(zhì)條件下，芋頭淀粉基Pickering 乳液的乳滴粒徑最小，表明其在儲藏過程中抗絮凝和聚集的能力較強，乳液較穩(wěn)定。

2.9 乳液的流變學(xué)特性

乳液的流變特性對其應(yīng)用和加工具有重要的指導(dǎo)意義，因此，本文利用流變學(xué)測量研究了不同淀粉基乳液的剪切變化情況和黏彈特性。

如圖6A 所示，芋頭、粳米和山藥淀粉的乳液樣品表現(xiàn)出剪切稀化現(xiàn)象，這種剪切稀釋的假塑性流體現(xiàn)象與很多Pickering 乳液的流變現(xiàn)象一致。其中，山藥淀粉基乳液的表觀黏度最大，這可能是由于山藥淀粉的濕潤性較強（=85.27°），能夠吸附在油/水界面形成結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定的界面膜，且分子量較大，從而呈現(xiàn)出較高的黏度。芋頭、粳米淀粉基乳液的剪切黏度較小且其對剪切速率的依賴性變小，說明芋頭、粳米淀粉制備的乳液的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)硬度、黏度均較小。而小麥淀粉制備的乳液的流變學(xué)特性結(jié)果顯示其乳液黏度隨剪切速率的增大而呈現(xiàn)無規(guī)律的變化，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能是在剪切作用下，流體非穩(wěn)定乳液，受油滴的干擾較大而引起分子形變并伴隨著流體力學(xué)相互作用的變化而表現(xiàn)出無規(guī)律黏度變化。

圖6B 顯示了不同淀粉乳液樣品的儲能模量（G'）和損耗模量（G''）的變化。在整個頻率范圍內(nèi)，乳液樣品的G'和G''值均較?。?～5 Pa），表明乳液體系具有較弱的機械強度。不同淀粉乳液樣品的G'值大于相應(yīng)的G''值，表明乳液體系主要受彈性主導(dǎo)，而G'和G''值的大小差異可能與淀粉顆粒在油水界面的有效吸附和堆積有關(guān)。其中，山藥淀粉基乳液的G'值在整個頻率范圍內(nèi)最大（0.7～4.5 Pa），可能是由于其較強的濕潤性促使其更穩(wěn)定地吸附在油水界面。雖然芋頭淀粉基乳液的穩(wěn)定性最好，且乳液外觀圖（圖4）顯示其水層的淀粉顆粒體積占比最小，但G'值卻小于山藥淀粉基乳液的G'值，可能是因為芋頭淀粉的分子量較小，其乳液的黏彈性也較小。粳米、小麥淀粉的黏彈性較小可能是因為其濕潤性較小且乳液穩(wěn)定性較差，淀粉顆粒在油水界面的有效吸附量較小。不同淀粉乳液樣品流變學(xué)特性顯示，乳液流變學(xué)特性與淀粉的理化特性及其乳液穩(wěn)定性有關(guān)。

圖6 不同淀粉基Pickering 乳液的動態(tài)流變（A）和粘彈特性（B）Fig.6 Flow behavior (A) and viscoelastic properties (B) of different starch-based Pickering emulsions

3 結(jié)論

荔浦芋富含淀粉，是一種非常具有開發(fā)利用價值的廣西地方特色農(nóng)產(chǎn)品。本文以荔浦芋淀粉作為研究對象，以粳米、玉米、小麥和山藥淀粉作為對照，先分別從淀粉粒徑分布、顆粒形態(tài)、分子量、持油率、持水率、三相接觸角和Zeta 電位對其乳化能力進行評估，然后進一步將其應(yīng)用于Pickering 乳液體系，并表征了其乳液儲藏穩(wěn)定性、乳液微觀形態(tài)、乳滴粒徑分布和乳液流變學(xué)特性。結(jié)果表明，荔浦芋淀粉具有比其它四種淀粉更小和均一的粒徑和分子量、更高的持油率和持水率，其=36.60°、Zeta 電位為?25.63 mV。在荔浦芋淀粉水分散液質(zhì)量濃度20 mg/mL、油相分?jǐn)?shù)50%、分散強度10000 r/min和分散4 min 條件下能制備穩(wěn)定的Pickering 乳液，且其在30 d 儲藏期內(nèi)具有較小的乳滴粒徑（34.64～52.20 μm）。此結(jié)果證實了荔浦芋淀粉可以有效穩(wěn)定Pickering 乳液，有望作為Pickering 乳液體系的穩(wěn)定劑或乳化劑應(yīng)用到湯汁、醬料、乳制品等食品中，為新型芋頭產(chǎn)品的研發(fā)提供理論依據(jù)。