导读：

近期，浙江大学张辉教授课题组采用两步乳化法制备了一种基于纳米乳液和疏水性Pickering颗粒的O1/W/O2双乳液凝胶，该双乳液凝胶能够共包封疏水性槲皮素和亲水性花青素，作为一种功能性脂肪替代品，具有重要的应用前景。相关研究以“O1/W/O2 double emulsion gels based on nanoemulsions and Pickering particles for co-encapsulating quercetin and cyanidin: A functional fat substitute”为题目，发表在期刊《Food Research International》上。

本文要点：

1、本研究通过两步乳化法制备了一种基于纳米乳液和疏水性Pickering颗粒的O1/W/O2双乳液凝胶，以共包封亲水性花青素和疏水性槲皮素，作为功能性脂肪替代品。

2、通过Tween-80和高速高压乳化相结合制备了负载槲皮素的纳米乳液，并利用植物甾醇纳米颗粒稳定次级乳液的W-O2界面，以在W相中负载花青素。

3、优化的Tween-80浓度为0.3%，双乳液凝胶的槲皮素和花青素的包封效率分别达到93%和85.6%。

4、研究表明，Tween-80通过氢键吸附降低植物甾醇纳米颗粒的原位疏水性，从而削弱乳化效果。

5、根据花青素的pH敏感性设计了pH变色3D打印的双乳液凝胶，并进行了质构分析。

6、模拟消化实验表明，纳米乳液较少的双乳液凝胶由于结构稳定性较高，有利于保护槲皮素和改善递送，而纳米乳液较多的双乳液凝胶由于半固体性质减弱，有利于花青素和山茶油的消化。

7、这种双乳液凝胶通过共封装亲水性和疏水性物质进一步模拟脂肪组织，促进了脂肪替代品在食品工业中的应用。

本研究制备了一种基于纳米乳液和疏水性Pickering颗粒的O1/W/O2双乳液凝胶，其中Tween-80作为增溶剂用于溶解O1相中的疏水性槲皮素，并作为乳化剂稳定纳米乳液。Tween-80浓度对纳米乳液性质的影响主要体现在以下几个方面：

1、粒径变化：

• 随着Tween-80浓度从0.1%增加到0.5%，纳米乳液的平均粒径逐渐减小。当Tween-80浓度为0.1%时，纳米乳液的粒径较大；当浓度增加到0.3%时，粒径显著减小，且进一步增加浓度至0.5%时，粒径变化不明显。这表明0.3%是Tween-80的临界浓度，高于此浓度，Tween-80对粒径的减小作用趋于饱和。

2、多分散性指数（PDI）：

• 随着Tween-80浓度的增加，纳米乳液的多分散性指数（PDI）有所增加，表明粒子尺寸分布变得更广。这是因为高浓度的Tween-80形成的更小粒子增加了粒径分布的不均一性。

3、粘度变化：

• 纳米乳液的粘度随Tween-80浓度的增加而降低。这是因为较大的乳液液滴在运动过程中相互阻碍，而较小的滴则减少了这种阻碍。当Tween-80浓度达到0.3%时，粘度趋于稳定，且0.3%、0.4%和0.5%浓度的纳米乳液粘度差异不大。这有利于后续的二次乳化过程，避免过高的粘度导致的能量损耗。

4、包封效率（EE）：

• 随着Tween-80浓度的增加，纳米乳液中槲皮素的包封效率（EE）有所下降。这是因为较小的乳液液滴提供了更大的比表面积，可能加剧了槲皮素从油相到水相的分子迁移；此外，过量的Tween-80在水相中形成的胶束增加了槲皮素在水相中的溶解度，从而降低了EE。

综上所述，Tween-80浓度是影响纳米乳液性能的关键因素。适当的Tween-80浓度（0.3%）可以制备出粒径小、分布均一、粘度适中的纳米乳液，为后续制备双乳液凝胶奠定基础。

这项研究的结果对食品行业有以下几个重要的启示：

1、功能性脂肪替代品：研究中制备的O1/W/O2双乳液凝胶作为功能性脂肪替代品，能够有效替代传统高饱和脂肪，满足消费者对健康饮食的需求。这种凝胶不仅能够模拟脂肪的质地，还能同时包封亲水性和疏水性成分，提升食品的营养价值和风味。

2、提高营养成分的生物利用度：通过双乳液凝胶的结构设计，可以有效保护和传递活性成分（如槲皮素和花青素），提高其在消化过程中的生物利用度。这对于开发富含营养的功能性食品具有重要意义。

3、3D食品打印应用：研究中展示了基于pH敏感性花青素进行的3D打印，表明双乳液凝胶在食品3D打印中的潜力。这种技术可以用于定制食品形状和功能，满足个性化消费需求。

4、改善食品的口感和质地：通过调节纳米乳液的浓度，可以控制双乳液凝胶的物理性质，如硬度、粘附性和咀嚼性，从而改善食品的口感和质地。这对于提升消费者的感官体验至关重要。

5、可持续性和健康性：使用植物基成分（如茶油和植物甾醇）作为脂肪替代品，符合当前食品行业向可持续和健康方向发展的趋势。这种替代品不仅减少了对动物脂肪的依赖，还可能降低食品中的饱和脂肪含量。

图1.双乳液凝胶制备示意图（A）；多级结构双乳液凝胶示意图（B）；植物甾醇纳米颗粒的SEM显微照片（C）；植物甾醇纳米颗粒的三相接触角和山茶油与水之间的界面张力（D）；植物甾醇纳米颗粒的等效直径和厚度（E）。

图2.由Tween-80（0.1%至0.5%）制备的纳米乳液的强度加权尺寸分布、PDI（A）和粘度（B）；由Tween-80（0.1%至0.5%）制备的纳米乳液中槲皮素的EE（C）；在初级乳液中加入1%至9%的纳米乳液（由0.3%Tween-80稳定）制备的双乳液凝胶中槲皮素的EE（D）。

图3.在初级乳液中加入1%至9%的纳米乳液制备的双乳液凝胶的应变扫描（A）、频率扫描（B）、时间扫描（C）和温度扫描（D）数据。时间扫描中的蓝色区域和红色区域分别表示应变为0.1%和100%。

图4.双乳液凝胶的CLSM、光学和重叠显微照片；插图是双乳液凝胶的尺寸分布。

图5.在初级乳液中加入1%-9%的纳米乳液制备的双乳液凝胶的花青素（A）和LHC（B）EE。

图6.冻干双乳液凝胶的FTIR光谱（归一化）（A）；植物甾醇、Tween-80、山茶油、花青素和槲皮素的FTIR光谱（B）；添加和不添加Tween-80时植物甾醇、空气和水的三相接触角（C）。

图7.pH变色3D打印双乳液凝胶的俯视图和侧视图；将W相的pH从3调节至9。

图8.模拟胃肠消化后槲皮素（A）和花青素（B）的释放；模拟肠道消化过程中FFA（游离脂肪酸）的释放（C）。

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.foodres.2024.114269