衛(wèi) 姣,陳雨露,高彥祥,毛立科,袁 芳
(中國農業(yè)大學食品科學與營養(yǎng)工程學院 北京 100083)
乳狀液(Emulsion),簡稱乳液,是由兩種液相組成的熱力學不穩(wěn)定體系,其中被分散的相稱為分散相(Dispersed phase),分散其它相的物質的相稱為連續(xù)相(Continuous phase)[1]。通常為了穩(wěn)定乳液需加入第3 種組分——乳化劑,其可降低混合體系中各組分的界面張力,從而阻礙分散相的聚集,獲得更加穩(wěn)定的乳液[2]。乳液通常分為水包油(O/W)、油包水(W/O)及多重乳液等類型,在食品、化妝品、工業(yè)和醫(yī)藥等領域應用廣泛。特別是在食品領域中,一些由兩種不互溶的液相或假液相組成的食品,均可看作是乳化體系,如牛奶、乳飲料、沙拉醬、蛋黃醬、冰淇淋和巧克力等可看作O/W 乳狀液[3];黃油、人造黃油和奶油等可看作W/O 乳狀液。
高內相乳液(High internal phase emulsions,HIPEs)又稱作超濃乳液,是指分散相體積分數(shù)在74.05%以上的乳液[4]。這一概念由Lissant 于20世紀60年代提出。高內相乳液和普通乳液一樣,主要包括水包油(O/W)[5]、油包水(W/O)[6]和超臨界CO2(C/W)[7]3 種類型。如圖1所示,一般乳液的分散相體積分數(shù)為30%~50%,以互不相連的球形液滴分散在連續(xù)相中;當分散相的體積分數(shù)達到74.05%的臨界密度時,分散相液滴將緊密堆積成相互連接的球形;進一步增大分散相體積分數(shù),分散相液滴將相互擠壓、變形成為多邊形,此時的乳液即HIPEs[8]。近年來HIPEs 成為食品、化妝品、組織工程、制藥和石油工業(yè)領域的研究熱點[9-14]。
圖1 (a) 分散相體積分數(shù)φ=30%~50%;(b) 分散相體積分數(shù)φ=74.05%;(c) 分散相體積分數(shù)φ ≥74.05%[8]Fig.1 (a) volume fraction of dispersed phase φ=30%~50%;(b) volume fraction of dispersed phase φ=74.05%;(c) volume fraction of dispersed phase φ ≥74.05%[8]
當使用小分子表面活性劑作為乳化劑穩(wěn)定HIPEs 時,由于小分子表面活性劑本身的動力學不穩(wěn)定性質,導致其在油-水界面黏附作用弱,容易流失,因此一般需要大量的乳化劑來穩(wěn)定HIPEs[15]。此外,小分子表面活性劑的潛在毒性和生物相容性等問題也不容忽視。近年來小分子表面活性劑逐漸由雙親性生物大分子和有機或無機固體顆粒所取代[16]。由固體顆粒穩(wěn)定的乳液稱之為皮克林(Pickering)乳液,由Ramsden[17]于1903年首次提出,隨后由Pickering[18]首次公開描述這一現(xiàn)象。與傳統(tǒng)的小分子表面活性劑穩(wěn)定的HIPEs 相比,Pickering 乳液具有以下優(yōu)點:1)顆粒不可逆地吸附在油-水界面上或在油-水界面上自組裝,形成阻礙液滴合并、奧斯瓦爾德熟化和結霜的剛性層[19-20];2)Pickering 乳液非常穩(wěn)定,保質期穩(wěn)定在幾個月到幾年之間[21-23];3)與表面活性劑相比,膠體顆粒對人體的毒性要小得多,且更環(huán)保[24-25]?;谏鲜鲅芯勘尘?,本文綜述穩(wěn)定高內相乳液的乳化劑種類,尤其是穩(wěn)定食品級HIPEs 的顆粒種類(多糖、蛋白和多糖-蛋白)及其研究現(xiàn)狀,簡述高內相乳液的制備方法及在食品領域的應用和發(fā)展前景。
傳統(tǒng)上HIPEs 由小分子的表面活性劑所穩(wěn)定,主要有十二烷基硫酸鈉(Sodium dodecyl sulfate,SDS)、司盤80(Span 80)、十六烷基三甲基溴化 銨 (Hexadecyl trimethyl ammonium bromide,CTAB)等[15]。由于小分子表面活性劑本身的動力學不穩(wěn)定性,一般需要較高濃度(20%左右)的表面活性劑用于穩(wěn)定HIPEs。過量的非食品級乳化劑的使用會對人體健康造成危害,在后續(xù)使用中必須除去,以免影響之后乳液的應用。因此,小分子表面活性劑逐漸被生物大分子和固體顆粒所取代。
利用蛋白質的雙親性、多糖的增稠性可穩(wěn)定HIPEs。蛋白質的分子結構兩端有親水和疏水基團,分散在乳液的油水界面起乳化劑的作用。常用作乳化劑的蛋白為植物蛋白,與動物蛋白相比,植物蛋白更健康、更環(huán)保,并且具有多種生理保健功能,如降低膽固醇、抗氧化和降血壓等[26]。一些具有雙親性的多糖或對多糖進行改性之后也可作為乳化劑或增稠劑,降低油水表面張力或提高水相的黏度,從而提高乳液的穩(wěn)定性。在最近一項研究中,以豌豆蛋白為乳化劑,8 種多糖為穩(wěn)定劑,葵花籽油為油相制備O/W HIPEs(φ=80%),研究了植物蛋白和不同多糖在穩(wěn)定乳液中的協(xié)同作用,通過分析貯藏穩(wěn)定性、流變和粒徑等性質,得出由豌豆蛋白和卡拉膠、黃原膠、塔拉膠穩(wěn)定的HIPEs最為穩(wěn)定,并且在食品配方中有作為脂肪替代物的應用前景[5]。
表1 由生物大分子穩(wěn)定的HIPEsTable 1 HIPEs stabilized by biomolecules
固體顆粒的種類主要可分為無機顆粒和有機顆粒[31]。無機顆粒中主要包括改性二氧化硅[32-34]、羥基磷灰石[35]、二氧化鈦顆粒[36]、石墨烯[37]和氧化鋅[38]等。雖然由無機顆粒穩(wěn)定的Pickering HIPEs的穩(wěn)定性得到改善,但是生物相容性較差,限制了其在生物醫(yī)藥、食品等領域的應用。生物來源的固體顆粒具有環(huán)境友好、可再生、可生物降解等優(yōu)點,固體顆粒性質的研究及新型固體顆粒的研發(fā)是目前的研究熱點。生物來源的固體顆粒主要分為:1)多糖顆粒:纖維素納米晶[39-40]、淀粉[41-42]、殼聚糖[30]等;2)蛋白質顆粒:乳清蛋白[43]、醇溶蛋白[44-47]、大豆蛋白[48-50]、小麥面筋蛋白[51]、牛血清白蛋白[52-53]、玉米肽[54]、卵轉鐵蛋白[55-56]等;3)多糖-蛋白質復合顆粒[57-59]。
表2 由顆粒穩(wěn)定的Pickering HIPEsTable 2 Pickering HIPEs stabilized by granules
大多數(shù)多糖為親水性生物大分子,通常情況下需要對其進行疏水修飾才能應用于穩(wěn)定Pickering HIPEs。Yang 等[41]使用硫酸水解天然糯玉米淀粉制備淀粉納米晶作為O/W HIPEs 的有效穩(wěn)定劑,在顆粒質量分數(shù)為1.0%,內相體積分數(shù)為75%~85%時,可形成穩(wěn)定性較好、硬度良好的HIPEs,顆粒濃度與凝膠狀乳液的硬度成正比。此外,Capron 等[39]也成功地在50 mmol/L NaCl 中制備了僅由纖維素納米晶穩(wěn)定的HIPEs。除了淀粉和纖維素納米晶外,殼聚糖也可作為固體顆粒穩(wěn)定HIPEs,使用京尼平交聯(lián)殼聚糖微凝膠穩(wěn)定HIPEs,當殼聚糖的分子質量為50,100,150 ku時,殼聚糖與京尼平的所有質量比都能用于形成穩(wěn)定的HIPEs[30]。
大多數(shù)蛋白都為顆粒狀,具有高營養(yǎng)價值,且基本為雙親性生物大分子,具有良好的乳化性能,可以吸附在油水界面,在生產穩(wěn)定的、可生物降解的食品級Pickering HIPEs 具有雙重優(yōu)勢。其中,球狀蛋白質是水包油乳液良好的乳化劑和穩(wěn)定劑,當它吸附在油水界面時,趨于發(fā)生結構展開和重排,形成了黏彈性界面膜[26]。在最近一項研究中,以β-伴大豆球蛋白顆粒作為乳化劑制備了以十二烷為油相的O/W HIPEs(φ=80%),如圖2所示,通常以三聚體形式存在的β-伴大豆球蛋白可作為HIPEs 穩(wěn)定劑,其原因是β-伴大豆球蛋白在油水界面發(fā)生亞基解離,再進行有序堆積形成穩(wěn)定的Pickering HIPEs,使得制備的HIPEs 為凝膠網絡狀,且在加熱或延長儲存時間長達60 d 后都非常穩(wěn)定[49]。
圖2 β-伴大豆球蛋白穩(wěn)定Pickering HIPEs的機理[49]Fig.2 Mechanism of Pickering HIPEs stabilization with soy globulin[49]
與單獨使用多糖和蛋白質相比,多糖和蛋白質復合顆粒同時具有多糖和蛋白質的優(yōu)點,如良好的乳化特性和較強的空間穩(wěn)定性。對于多糖顆粒,與蛋白質的絡合可以增強液滴堆積效應和界面橋聯(lián)影響,大大提高其乳化性能[52]。另一方面,對于使用單一蛋白質顆粒穩(wěn)定的HIPEs,與多糖(如:果膠)的絡合也可以改進乳化性能和界面穩(wěn)定性[62]。以牛血清白蛋白和海藻糖復合穩(wěn)定HIPEs,在海藻糖存在下,牛血清白蛋白的界面穩(wěn)定性得到顯著改善,促進了橋聯(lián)液滴的形成,當海藻糖質量分數(shù)為40%時,在蛋白核心周圍形成了核-殼納米結構,極大地促進了界面的穩(wěn)定性[52]。單一的玉米醇溶蛋白顆粒由于疏水性太強不能有效附著在油水表面,通過添加多糖可改善其乳化性能。吳滋靈[58]通過簡單的反溶劑方法制備了玉米醇溶蛋白和果膠的復合顆粒,并制備了油相高達80%的HIPEs,該HIPEs 能夠穩(wěn)定4 個月以上,能夠耐受較大離心力而不破乳,具有較強的凝膠網絡結構。
除了多糖與蛋白的復合顆粒外,溶菌酶也可提高由蛋白質穩(wěn)定HIPEs 的穩(wěn)定性,Wei 等[55]制備由卵轉鐵蛋白和溶菌酶形成的復合顆粒穩(wěn)定HIPEs,當pH 值為9.3 時,卵轉鐵蛋白/溶菌酶比例為8∶1 的卵轉鐵蛋白-溶菌酶顆粒滿足Pickering 穩(wěn)定劑的基本要求,可穩(wěn)定油相體積分數(shù)為75%的HIPEs。
高內相乳液的制備方法主要包括一步乳化法、兩步乳化法和濃縮法,其中一步乳化法制備HIPEs 操作簡便,簡單易行,為最常用的制備方法[63]。
一步乳化法制備HIPEs 包括高速剪切均質、超聲處理及手搖/渦旋等,其中高速剪切均質為最常用的制備方法[63]。將分散相一次性加入到連續(xù)相中,使用高速剪切機對混合物進行剪切均質,通過控制剪切速率和剪切時間制備得到穩(wěn)定的HIPEs。Yang 等[41]將淀粉納米晶的水懸浮液和大豆油混合后,在13 500 r/min 轉速下剪切120 s,制備得到均勻的凝膠狀O/W HIPEs。對于內相體積分數(shù)較高的HIPEs,在剪切過程中將分散相逐滴加入連續(xù)相中更易制備得到HIPEs,不易發(fā)生相轉。在最近一項研究中,在14 000 r/min 的轉速下,使用蠕動泵將水相以2.5 mL/min 的流速滴加到油相中,在水相完全并入乳液后,在11 000 r/min 下剪切4 min,可制備得到均勻的內相體積分數(shù)為75%的W/O HIPEs[6]。在使用高速剪切機均質的過程中,剪切速率和剪切時間會通過影響乳液粒徑的大小、分散性和界面吸附性來影響乳液的流變學行為和穩(wěn)定性。Tripathi 等[64]探究了剪切時間對HIPEs 流變學行為和穩(wěn)定性的影響,試驗證明,剪切速率的提高和剪切時間的延長會減小液滴粒徑,增加液滴的分散性,從而增加乳液的儲能模量和黏度等流變行為,影響乳液的穩(wěn)定性。
兩步乳化法是先以高能量輸入的方式(微射流、高壓均質、超聲等)制備內相體積分數(shù)較低的初始乳液,再以低能量輸入的方式(高速剪切)在初始乳液中增加分散相的體積分數(shù)剪切制備得到HIPEs。在最近一項研究中,陳業(yè)寶[65]對比了一步乳化法和兩步乳化法對HIPEs 流變及穩(wěn)定性的影響,結果表明兩步乳化法明顯增強了HIPEs 的凝膠網絡結構,并且微射流的高能量輸入影響了蛋白的疏水性,使得更多的蛋白吸附在油水界面,從而影響了HIPEs 的凍融穩(wěn)定性。此外,兩步乳化法也顯著提高了HIPEs 的儲藏穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性,微觀結構表明初始乳液中形成的大量微乳滴可以吸附在大乳滴界面上,增加蛋白的界面吸附,在一定程度上可以起到Pickering 顆粒的作用,對乳液的穩(wěn)定性起到了協(xié)同作用[66]。然而當初始乳液的粒徑小到一定程度時,對于同體積的初始乳液,微乳滴的數(shù)量會劇增,從而超過HIPEs 橋聯(lián)絮凝的顆粒濃度閾值,使其轉變成流動性更強的空缺絮凝狀態(tài),彈性和穩(wěn)定性反而會下降。
圖3 采用一步乳化法和兩步乳化法制備HIPEs 的機理圖[65]Fig.3 The mechanism diagram of HIPEs prepared by one-step and two-step emulsification[65]
濃縮法制備HIPEs 是先通過高速剪切、高壓均質等方式制備出內相分數(shù)較低的初始乳液,后將初始乳液經過高速離心、真空蒸發(fā)等方式除去多余的外相來制備HIPEs,計算確定最終的內相體積分數(shù)。Matos 等[67]采用膜乳化法制備了O/W 初始稀乳液(φ=16%),后將初始乳液采用真空蒸發(fā)法除去水分,制備得到穩(wěn)定的O/W HIPEs (φ=75%)。Zou 等[46]先使用高速剪切機在20 000 r/min的轉速均質2 min 制備O/W 初始乳液(φ=50%),后將初始乳液在2 000~7 000×g 下高速離心10 min,除去多余水相,增加油相的體積分數(shù),收集制備得到O/W HIPEs,使用二乙醚將O/W HIPEs 的油水相分離,計算得到油相的體積分數(shù)(φ=72%~87%)。濃縮法相對于一步乳化法操作復雜,油水相體積分數(shù)不易確定,目前應用較少。
近年來,對于分散相體積分數(shù)大于74%的HIPEs,其高負載能力和特殊的流變學行為在食品及生命科學領域備受關注[68]。此前,以HIPEs 為模板,通過不同的路線合成多孔材料已得到較大的發(fā)展,HIPEs 聚合得到的多孔材料稱為PolyHIPEs[69],可通過改變HIPEs 中表面活性的種類、濃度或兩相組成及比例控制PolyHIPEs 的結構和物理性質,使其具有高孔隙率、極低泡沫密度、高比表面積等獨特性能,PolyHIPEs 已在氣體吸附[70-71]、分離[72]、組織工程[73]、傳感[74]、儲能[75]和催化劑載體[76]等領域應用廣泛。近年來,使用淀粉、蛋白質、纖維素等生物來源的、生物相容性高、環(huán)境友好、無毒的天然高分子物質穩(wěn)定HIPEs 成為研究熱點,食品級HIPEs 作為活性物質的傳遞體系或作為脂肪替代物都具有巨大的潛力。與其它乳液體系相比,O/W HIPEs 的含水量較低,因此具有較長的保質期[77]。
HIPEs 在食品中的一個廣泛應用是包埋和傳遞功能性成分,如β-胡蘿卜素、酚類物質及益生菌等。一些生物活性物質由于其水溶性和穩(wěn)定性差等原因導致其生物利用度低,HIPEs 的封裝可以有效解決上述問題。此外,由于HIPEs 內相體積較高,可提高活性物質的負載量,同時具有更好的貯藏穩(wěn)定性和保質期。
4.1.1 類胡蘿卜素 β-胡蘿卜素是一種脂溶性物質,具有抗氧化、抗癌等生理作用。然而天然類胡蘿卜素的水溶性較低,不飽和共軛雙鍵的存在,使其遇光、熱、氧氣易發(fā)生氧化分解,使得天然類胡蘿卜素的生物利用度較低,最終限制了其在食品領域的應用。已有研究證實,使用脂質體、環(huán)糊精、微膠囊等食品傳遞體系封裝β-胡蘿卜素可以有效解決上述難題[78]。
Li 等[30]用京尼平交聯(lián)殼聚糖微凝膠穩(wěn)定的HIPEs 顯著提高了β-胡蘿卜素的載量,僅用0.1 wt%微凝膠乳化劑的載量可達2wt%。在乳化劑用量遠小于常規(guī)用量(約10wt%)的情況下,β-胡蘿卜素在乳狀液體系中的負載量比文獻報道的提高了10 倍以上,同時包埋之后的β-胡蘿卜素對紫外光照射、熱處理、鐵離子和過氧化氫的穩(wěn)定性也有顯著提高。此外,通過構建體外消化模型可模擬在體內的生物利用率,最近一項研究采用預熱的乳清分離蛋白和葡萄糖內酯穩(wěn)定O/W HIPEs 以期提高β-胡蘿卜素的穩(wěn)定性和生物利用率,在添加葡萄糖內酯之后,β-胡蘿卜素保留率和生物利用率得到顯著提高(88.34%±0.77%)。同時,HIPEs的凝膠網絡結構也延緩了β-胡蘿卜素在胃腸道中的降解[28]。
4.1.2 酚類物質 酚類物質廣泛存在于水果、蔬菜及谷物中,具有降低冠心病和其它慢性疾病的作用,而酚類物質較低的水溶性,在腸胃道環(huán)境中的不穩(wěn)定性,及其被動擴散進入細胞的方式,降低了其在人體中的生物利用度。有研究學者使用卵轉鐵蛋白和溶菌酶復合顆粒穩(wěn)定的O/W HIPEs(φ=75%)可作為姜黃素的有效載體,與中鏈甘油三酸酯中的脂解程度 (32.1%) 相比,O/W HIPEs中姜黃素的脂解程度(71.5%)提高了39.4%,其生物利用度也從16.1%提高到38.3%,表明該HIPEs可作為姜黃素的有效載體[55]。此外,在殼聚糖-酪蛋白磷酸肽納米顆粒穩(wěn)定O/W HIPEs 中,姜黃素的生物利用度也提高到40.91%[57]。
Wei 等[56]通過京尼平交聯(lián)卵轉鐵蛋白顆粒制備的Pickering HIPEs 對橙皮苷進行包埋,與菜籽油中橙皮苷的生物利用度(54.5%)相比,京尼平交聯(lián)卵轉鐵蛋白顆粒的生物利用度(61.9%)提高了13.6%,顯著改善了脂解程度和生物利用度。HIPEs也被證明適合作為黃酮類化合物的傳遞體系,通過制備乳清分離蛋白-低甲氧基果膠復合物穩(wěn)定的HIPEs 用于包埋黃酮類化合物,與MCT 油相比較,橘皮素和蜜桔黃素的生物利用度分別增加了5 倍和2 倍[29]。
4.1.3 益生菌 益生菌因其對宿主腸道菌群有積極的生理作用而在功能食品中受到廣泛的歡迎,由于其活性較低,使其應用受到限制,通過對益生菌進行包埋是一種理想的解決辦法。有研究表明,將鼠李糖乳桿菌包埋到油包水的凝膠乳液中,此時益生菌的活力大于77%,在未添加凝膠劑的油包水乳液中,益生菌的活力下降到66%,油包水體系能有效地保護益生菌免受口服和胃環(huán)境的侵害,并能安全地將益生菌輸送到小腸,該研究說明使用油包水凝膠乳液可以提高益生菌的活力,為HIPEs 作為益生菌的傳遞體系奠定基礎[79]。Su 等[80]使用微凝膠穩(wěn)定的HIPEs 包埋植物乳桿菌可以成功地提高巴氏殺菌后細胞存活率。通過HIPEs 包埋益生菌,可以顯著提高益生菌的活性,而目前關于此方面的研究較少,通過HIPEs 對益生菌進行包埋以提高其活性的研究還需要進一步探索。
高內相乳液是一種半固體的材料,可以用來仿制飽和脂肪酸的質構特性,用于制備低脂食品。生活中常見的蛋黃醬是以植物油作為油相,蛋黃、食醋以及一些調料作為水相制備而成,可看作一種典型的O/W HIPEs。在蛋黃醬成分中,蛋黃對乳液的穩(wěn)定性和感官特性起著至關重要的作用[81],然而蛋黃中高水平的膽固醇和飽和脂肪會增加肥胖的風險,且不適合一些患有高膽固醇血癥的人群食用。此外,動物蛋白的供應難以跟上不斷增長的世界人口,集約化畜牧業(yè)又會破壞生態(tài)環(huán)境,使用植物蛋白代替飲食中的動物蛋白可以應對上述問題并促進食品的可持續(xù)發(fā)展[82]。
在最近一項研究中,以小麥面筋蛋白為原料制備了穩(wěn)定的O/W HIPEs(φ=75%),與蛋基蛋黃醬相比,HIPEs 表現(xiàn)出與其非常相似的液滴尺寸分布、流變行為、近乎完美的觸變恢復率和摩擦學性能,表明HIPEs 和蛋黃醬具有相似的感官特性和質地,如奶油味、平滑度和黏稠度,HIPEs 的熱穩(wěn)定性也遠優(yōu)于蛋黃醬[51]。此外,HIPEs 代替蛋黃醬也改善了蛋黃醬較差的凍融穩(wěn)定性,使用大豆分離蛋白熱聚集顆粒穩(wěn)定O/W HIPEs,當其100%替代濕蛋黃液時,可制備得到凍融穩(wěn)定性良好的類蛋黃醬,將其與市售的蛋黃醬相比,在凍融穩(wěn)定性較好的情況下又降低了膽固醇的含量(圖4)[63]。除了使用植物蛋白穩(wěn)定的HIPEs 外,在植物蛋白中加入膳食纖維也可作為蛋黃醬的替代品,以柑橘纖維和玉米肽為基礎制備的HIPEs (φ=75%)作為蛋黃醬的替代品,不僅提高了乳制品中膳食纖維的含量,又表現(xiàn)出超低摩擦特性,與以雞蛋為基礎的蛋黃醬相比,可以提供更多的奶油味和平滑度[54]。
圖4 商業(yè)蛋黃醬與實驗蛋黃醬經過3 次凍融循環(huán)后的外觀[54]Fig.4 Appearance of commercial and lab mayonnaise initial and after three freeze-thaw cycles[54]
除了作為蛋黃醬的替代品外,HIPEs 還可作為部分氫化植物油 (Partially hydrogenated oils,PHOs)的替代品。加工食品中的反式脂肪酸大多來源于PHOs,人造反式脂肪酸的主要來源為人造黃油、起酥油、烘焙食品和油炸快餐等[83]。美國食品藥品監(jiān)督管理局于2018年禁止在食品生產中使用PHOs,因此,尋求零反式脂肪酸的PHOs 替代品已經成為現(xiàn)代食品產業(yè)亟待解決的問題。具有綠色標簽的HIPEs 與人造黃油相似,可作為人造黃油(含PHOs)的替代品。使用醇溶蛋白/殼聚糖復合顆粒作為乳化劑的HIPEs,形成的3D 網絡結構使HIPEs 具有獨立的黏彈性,開辟了液態(tài)油轉化為零反式脂肪酸的黏彈性軟固體的路徑,可作為PHOs 的潛在替代品[84]。今后對于HIPEs 在真實食品中的性能及其取代PHOs 的感官特性也需要進一步研究。
高內相乳液由于其高負載能力和特殊的流變學行為在材料、食品、化工、生命科學和石油工業(yè)等領域應用廣闊。近年來,由生物來源的大分子物質或固體顆粒穩(wěn)定的HIPEs 在食品領域取得了較大的發(fā)展,使用多糖和蛋白穩(wěn)定的O/W HIPEs 內相體積分數(shù)可達到85%以上,并且具有較好的物理和儲存穩(wěn)定性,作為傳遞體系負載脂溶性活性物質(β-胡蘿卜素、酚類物質),可以顯著提高脂溶性活性物質的穩(wěn)定性和生物利用度。然而,利用生物來源的大分子或固體顆粒制備W/O HIPEs 還處于起步階段,由于水相和油相的黏度較低且乳化劑有限,W/O HIPEs 內水相體積分數(shù)較低,容易發(fā)生相反轉,穩(wěn)定性較差等問題有待解決。
因此,今后關于高內相乳液的研究可側重以下方面:1)可通過在油水兩相中添加結構劑形成凝膠,提高兩相黏度,以期提高W/O HIPEs 乳液的穩(wěn)定性,或對固體顆粒進行加熱、物理或化學改性,改變固體顆粒的濕潤性,探索更多、更適合穩(wěn)定W/O HIPEs 的固體顆粒;2)深入探索HIPEs 穩(wěn)定性的影響因素,改善由于內相體積的增加引起的相反轉現(xiàn)象;3)HIPEs 作為功能因子的傳遞體系,提高功能因子的包埋率、穩(wěn)定性和生物利用度也具有一定的挑戰(zhàn)性,此外可建立全方位的體外消化模型、細胞模型,來檢測不同功能因子的生物利用度;4)將HIPEs 作為脂肪替代品或取代PHOs的穩(wěn)定性、流變、感官特性和風味也有待進一步研究。