纤维素纳米晶稳定高内相乳液及应用

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1、硕士学位论文纤维素纳米晶稳定高内相乳液及应用纤维素纳米晶稳定作者姓名陈秋宏学科专业食品科学与工程指导教师唐传核教授所在学院食品科学与工程学院论文提交日期2018年04月StabilizingHighInternalEmulsionsandApplicationofCelluloseNanocrystalsADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate:ChenQiuhongSupervisor:Prof.TangChuanheSouthChinaUniversityof

2、TechnologyGuangzhou,China分类号：TS201.7学校代号：10561学号：201520120760华南理工大学硕士学位论文纤维素纳米晶稳定高内相乳液及应用作者姓名：陈秋宏指导教师姓名、职称：唐传核教授申请学位级别：工学硕士学科专业名称：食品科学与工程研究方向：食品科学论文提交日期：2018年4月20日论文答辩日期：2018年6月3日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：2018年月日答辩委员会成员：主席：欧仕益委员：李斌，唐传核，赵强忠，黄惠华摘要由固体颗粒稳定的高分散相乳液叫做Pickering高

3、内相乳液，在食品、护肤和医药等领域都有着广泛的应用。但目前用于稳定Pickering高内相乳液的颗粒大多生物不兼容，限制了乳液的应用范围。因此，开发和利用生物来源的颗粒作为乳液稳定剂具有重要的价值和意义。本论文以来源天然的纤维素纳米晶（CNC）为原料，对CNC稳定高内相乳液及其在多孔材料方面的应用进行了研究，而且还通过表面疏水改性提高了CNC的乳化性质。首先，以CNC为稳定剂，大豆油为分散相，通过不同均质方式制备相应的Pickering（高内相）乳液，并对获得乳液的相关特征进行了研究。结果表明，提高均质能量输入能提高CNC的

4、乳化效率，所得乳液粒径更小，稳定性更佳；采用高能乳化（微射流）方式制备乳液，乳液的粒径、絮凝程度以及粘弹性等可以通过改变颗粒浓度（0.3-1.2%w/v）和油相比例（0.1-0.4v/v）来调控；将所得乳液离心（4000g，5min）去水后，可以得到稳定的凝胶状高内相乳液。其次，以辛烯基琥珀酸酐（OSA）为改性剂，通过干热法对CNC进行疏水改性，探究改性对CNC理化特征和乳化性质的影响。研究发现，改性是发生在CNC羟基上的酰化反应，改性程度可以通过控制反应温度（40-60℃）来控制；改性后CNC（OSA-CNC）的晶体结构基

5、本不变，粒径增大，Zeta-电位增强，疏水性明显增加，稳定高内相乳液的能力得以显著提升。最后，以OSA-CNC为乳化剂，环己烷为油相，通过乳液模板法，结合冷冻干燥技术制备多孔材料。研究表明，多孔材料的形成直接源于前体乳液油相的移除，其结构和性质由颗粒浓度、油相比例和乳化方式共同决定；所得多孔材料具有较高的孔隙率和较好的吸油性质。综上所诉，CNC具有独特的纳米结构和适中的润湿性，且生物兼容、易于改性，不仅是一种极好的乳液稳定剂，而且还适于制备多孔材料。这些发现对制备新型生物兼容Pickering（高内相）乳液和多孔材料，扩宽C

6、NC及其稳定乳液在食品、医药、环保等领域的应用具有重要的价值和意义。关键词：纤维素纳米晶；表面疏水改性；Pickering乳液；高内相乳液；多孔材料IABSTRACTEmulsionswithalargevolumeofdispersedphaseandstabilizedbysolidparticlesaretermedasPickeringhighinternalphaseemulsions(HIPEs),havebeenwidelyusedinfood,cosmetic,pharmaceuticalandotherfi

7、elds.However,mostoftheliteraturedealingwithPickeringstabilizationconcernsvarioustypesofinorganicorbiologicalincompatibleparticles,whichgreatlyrestricttheapplicationofemulsions.Therefore,itisveryimportanttodevelopandutilizecolloidalparticlesfrombiologicalsourcesasPi

8、ckeringstabilizers.ThepresentworkinvestigatedthefabricationandapplicationofCNC-stabilizedhighinternalphaseemulsions.Inaddition,theemulsifyingprop