乳液是由互不相溶的两种或多种液相构成的分散体系，其中分散相以微小液滴的形式分散在连续相中，通过乳化剂实现稳定，乳化剂主要为表面活性剂或者固体粒子，这些物质可以降低相界面张力，增加液滴之间静电斥力，从而提升乳液乳化稳定性，传统的乳液通常依靠表面活性剂来稳定，而固体粒子稳定的乳液则称为Pickering 乳液[1]。表面活性剂稳定的乳液其分子能够在界面上实现吸附-脱附的转变，其吸附过程是可逆的，而固体颗粒稳定的Pickering 乳液由于脱附需要巨大的能量，所以这种吸附通常被认为是不可逆的，相对来说更加稳定[2]。目前，主流的Pickering 乳液稳定机理主要为固体颗粒界面膜理论和三维黏弹粒子网络机理[3]。前者指固体粒子吸附在油水界面形成界面膜，增大液滴间的相互斥力，降低液滴间的碰撞概率，提高乳液的乳化稳定性；后者是指体系中的固体粒子之间形成三维网状结构，增大乳液黏度，抑制液滴移动，从而降低液滴的碰撞概率，提高乳液的乳化稳定性。大多数Pickering 乳液是由无机粒子稳定，这些无机粒子生物相容性和降解性差，难以应用于食品，故生物来源的食品级颗粒稳定剂被广泛开发，其中淀粉颗粒具有来源广泛、天然可再生、可降解、低致敏性以及生物相容性好等特点，已然成为研究热点。但天然淀粉颗粒虽然具有一定的乳化性能，但由于其表面存在大量羟基，亲水性较强，乳化效果有限，须经一定改性处理可使其乳化性能更为优异。通过辛烯基琥珀酸酐（octenyl succinic anhydride，OSA）改性增强淀粉颗粒的疏水性最为常见，改性后淀粉分子链上会同时引入亲水性羧酸基团和疏水性烯基长链，从而使基于此的乳液体系具有更高的乳化稳定性[4]，OSA 疏水改性淀粉是我国卫生部以及美国食品药品监督管理局双重认证的食品乳化剂，也是目前食品工业领域应用最为广泛的一类淀粉基乳化剂。
燕麦，禾本科燕麦族燕麦属，可分为带稃型和裸粒型，我国栽培的燕麦以裸粒型为主，是我国北方各省的重要粮食作物，燕麦中含有约60% 燕麦淀粉[5]。燕麦淀粉的一个重要特点为颗粒微小，相关文献报道其平均粒径为3～10 µm[6]，也有文献报道为1.9～2.4 µm[7]，但比小麦、黑麦、大麦和玉米淀粉颗粒都小。一般来说，较小的淀粉颗粒能够用于制备更为稳定的乳液[8]。故燕麦淀粉颗粒非常适合作为稳定剂来制备食品级Pickering 乳液，研究表明，目前已有以大米[9]、玉米[10]、小麦[11]、马铃薯[12]等淀粉颗粒为研究对象经OSA 疏水改性后制备Pickering 乳液的相关研究。但目前国内外关于燕麦淀粉基Pickering 乳液的研究较少，且多作为对比对象之一而非针对性的研究，例如，Yao 等[13]将从水稻、小麦、燕麦、藜麦和苋菜中分离出来的5 种小颗粒淀粉与大颗粒的蜡质玉米淀粉进行OSA 疏水改性后，对比研究OSA 疏水改性淀粉颗粒大小与乳化性能之间的关系；Zhou 等[14]将天然稻米、木薯、燕麦淀粉进行OSA 疏水改性，研究其颗粒尺寸、晶体、润湿性和形态等结构特性，并比较基于不同种类淀粉的Pickering 乳液的乳液指数、液滴尺寸分布和微观结构。Saari等[15]分别从马铃薯、糯玉米、糯大麦、燕麦和加拿大北藜麦中分离淀粉并进行OSA 疏水改性，并对基于不同种类淀粉的Pickering 乳液的液滴尺寸和乳化作用进行比较研究。此类研究证明了OSA 疏水改性燕麦淀粉作为Pickering 乳液稳定剂的可行性，但针对基于OSA 疏水改性燕麦淀粉的Pickering 乳液乳化稳定性影响因素的具体研究则几乎空白，因此，针对OSA 疏水改性燕麦淀粉基Pickering 乳液乳化稳定性影响因素分析的研究具有重要意义。食品级Pickering 乳液稳定剂由于具有环保无公害的优势，成为研究的重点方向，以燕麦为原料提取燕麦淀粉后对其进行OSA 疏水改性，制备Pickering 乳液并对其乳化稳定性的影响因素进行研究，以期开发出一种基于疏水改性燕麦淀粉的新型食品级Pickering 乳液，丰富燕麦淀粉的利用途径并为食品级Pickering 乳液稳定剂的开发提供参考。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
燕麦：产自内蒙古赤峰市宁城县的裸燕麦籽粒；辛烯基琥珀酸酐：美国西格玛奥德里奇贸易有限公司；中链甘油三酯（medium chain triglycerides，MCT）：广东华壹食品添加剂有限公司；石油醚、氢氧化钠、盐酸、无水乙醇、氯化钠、柠檬酸（均为分析纯）：天津恒兴化学试剂制造有限公司。
1.2 仪器与设备
LM-85/40 型实验磨粉机：无锡穗邦科技有限公司；标准筛（80 目）：浙江上虞龙翔精密仪器厂；DZF-6020 型真空干燥箱、DHG-9245A 型鼓风干燥箱：上海一恒科学仪器有限公司；HY-6B 数显调速多用振荡器：金坛区西城新瑞仪器厂；78-1 型磁力加热搅拌器：金坛市华峰仪器有限公司；5430R 型高速离心机：德国艾本德公司；AE224C 型电子天平：上海舜宇恒平科学仪器有限公司；PHS-3C 型pH 计：上海雷磁仪电科学仪器股份有限公司；ALPHAII 型傅里叶变换红外光谱仪：布鲁克（北京）科技有限公司；Sigma 300 型扫描电子显微镜：德国蔡司公司；T18 型高剪切分散均质机：德国艾卡仪器设备有限公司；DM1000 型光学显微镜：德国徕卡显微系统有限公司；173Plus 型动态光散射粒度仪：美国布鲁克海文仪器有限公司；Zetasizer Nano Zen3600型Zeta 电位分析仪：英国马尔文仪器有限公司。
1.3 试验方法
1.3.1 燕麦淀粉的制备
参考游新勇等[16]的方法并稍作修改，将裸燕麦籽粒除杂粉碎，过80 目筛，得到裸燕麦粉。采用石油醚对燕麦粉进行浸泡脱脂，摇床振摇后离心（室温，4 000 r/min，5 min）并倾去上层清液，重复此操作至上层清液颜色由黄色接近无色，将脱脂后的燕麦粉进行真空干燥至恒重。取100 g 所制燕麦粉加入500 mL 0.02 mol/L NaOH溶液于室温搅拌30 min 后离心（室温，4 000 r/min，20 min），弃去上清液，沉淀物加入500 mL 水振荡混匀，所得混合物用尼龙纱布（300 目）过滤。滤液用1 mol/L HCl 溶液进行中和后重复离心1 次，弃去上清液并刮去下层淀粉沉淀表层，剩余淀粉沉淀用200 mL水重复洗涤3 次，再次离心弃去上清液，将下层淀粉沉淀置于40 ℃鼓风干燥箱干燥12 h，即得燕麦淀粉。
1.3.2 燕麦淀粉的OSA 疏水改性及改性程度测定
取1.3.1 所制燕麦淀粉50 g 均匀分散于120 mL蒸馏水中，磁力搅拌器充分搅拌并用1 mol/L NaOH 溶液将pH 值调整为7.6，称取3% 的OSA（以燕麦淀粉质量计，并用适量无水乙醇稀释混合），以15 min 为间隔分4 次等量添加，期间用1 mol/L NaOH 溶液将pH值保持为7.6，当pH 值恒定至少15 min 时，可认为反应完成[17]。将混合物进行离心（室温，8 000 r/min，10 min），弃去上清液。再先后用柠檬酸溶液（pH4.5）和蒸馏水两次洗涤淀粉沉淀，最后将完成洗涤的淀粉颗粒在室温下干燥48 h。
使用滴定法[18]测定OSA 的改性程度，分别取同一批次制备的OSA 疏水改性燕麦淀粉和裸燕麦淀粉样品2.5 g（以干基质量计）于烧杯中并加入少量无水乙醇润湿样品，然后加入25 mL 0.1 mol/L HCl 溶液，磁力搅拌30 min，然后将混合物进行离心（室温，8 000 r/min，10 min），弃去上清液，下层淀粉沉淀再先后用25 mL乙醇洗涤1 次，蒸馏水洗涤两次。向洗涤后的淀粉沉淀中加入150 mL 蒸馏水，95 ℃磁力搅拌10 min 重新分散后自然冷却至室温。随后用0.1 mol/L NaOH 溶液滴定至pH8.3。按照以下公式[17]计算OSA 基团含量，用于表示OSA 的改性程度。
式中：Z 为OSA 基团含量，%；Vo 为滴定OSA 疏水改性燕麦淀粉所需的NaOH 溶液体积，mL；Vn 为滴定裸燕麦淀粉所需的NaOH 溶液体积，mL；M 为NaOH溶液的摩尔浓度，0.1 mol/L；m 为淀粉干基质量，g；210为琥珀酸辛烯基团的相对分子质量。
1.3.3 基于OSA 疏水改性燕麦淀粉的Pickering 乳液乳化稳定性影响因素测定
1.3.3.1 OSA 疏水改性程度
按照1.3.2 方法，将其中OSA 的添加量分别设置为0%、1%、3%、5%、7%，（以燕麦淀粉质量计），可制得改性程度分别为0%、0.76%、2.12%、3.46%、5.08% 的OSA 疏水改性燕麦淀粉。
取改性程度分别为0%、0.76%、2.12%、3.46%、5.08% 的OSA 疏水改性燕麦淀粉于10 mL 去离子水中使颗粒浓度为1.5%（以水相体系计），然后按油水体积比5∶5 加入MCT 高速均质制得Pickering 乳液，并测定稳定1 d 时乳液的乳滴粒径、光学显像及稳定1、7、14、21、28 d 时的乳化指数。
1.3.3.2 OSA 疏水改性燕麦淀粉颗粒浓度
取改性程度为2.12% 的OSA 疏水改性燕麦淀粉于10 mL 去离子水中使颗粒浓度分别为0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%（以水相体系计），然后按油水体积比5∶5 加入MCT 高速均质制得Pickering 乳液，其余测定步骤同1.3.3.1。
1.3.3.3 油水体积比
取改性程度为2.12% 的OSA 疏水改性燕麦淀粉于10 mL 去离子水中使颗粒浓度为1.5%（以水相体系计），然后按油水体积比分别为1∶5、2∶5、3∶5、4∶5、5∶5加入MCT 高速均质制得Pickering 乳液，其余测定步骤同1.3.3.1。
1.3.3.4 pH 值
取改性程度为2.12% 的OSA 疏水改性燕麦淀粉于10 mL 去离子水中使颗粒浓度为1.5%（以水相体系计），然后按油水体积比为5∶5 加入MCT 高速均质制得Pickering 乳液，用1 mol/L NaOH 溶液和1 mol/L HCl 溶液将乳液体系pH 值分别调整为3、5、7、9、11，其余测定步骤同1.3.3.1。
1.3.3.5 离子强度
取改性程度为2.12% 的OSA 疏水改性燕麦淀粉于10 mL 去离子水中使颗粒浓度为1.5%（以水相体系计），然后按油水体积比为5∶5 加入MCT 高速均质制得Pickering 乳液，分别向乳液中加入NaCl 使体系离子强度分别为0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mol/L，其余测定步骤同1.3.3.1。
1.3.4 燕麦淀粉基本组分测定
淀粉、水分、粗灰分、粗脂肪、粗蛋白、损伤淀粉的含量分别按照GB 5009.9—2023《食品安全国家标准食品中淀粉的测定》、GB 5009.3—2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》、GB 5009.4—2016《食品安全国家标准 食品中灰分的测定》、GB 5009.6—2016《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》、GB 5009.5—2016《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》、GB/T 31577—2015《粮油检验 小麦粉损伤淀粉测定 安培计法》进行测定。
1.3.5 傅里叶变换红外光谱测定
将OSA 疏水改性燕麦淀粉和裸燕麦淀粉样品分别与KBr（光谱纯）按照100∶1（质量比）混合，于玛瑙研钵中充分研磨成细小粉末后用压片机压成薄片，用傅里叶变换红外光谱仪进行光谱扫描，扫描范围4 000～500 cm-1，分辨率4 cm-1，扫描次数32 次。
1.3.6 扫描电子显微镜测定
分别取适当浓度OSA 疏水改性燕麦淀粉和裸燕麦淀粉样品水分散液滴在硅片上，自然风干后用导电胶粘在样品台，在镀膜台上喷金，加速电压15.0 kV，通过扫描电子显微镜于适合的倍数观察形貌并拍摄。
1.3.7 Pickering 乳液光学显微镜测定
取适量Pickering 乳液样品于载玻片并盖上盖玻片，调整目镜物镜（目镜10×，物镜20×）观察乳液的显微结构，找到有代表性的物像后观察并拍照。
1.3.8 Pickering 乳液乳滴粒径测定
取适当稀释Pickering 乳液样品，设置折射率为1.54（淀粉），连续相的折射率设置为1.33（水），采用粒度仪测定Pickering 乳液乳滴的平均粒径。
1.3.9 Pickering 乳液乳滴Zeta 电位测定
取适当稀释Pickering 乳液样品放入电位分析专用样品皿，采用Zeta 电位分析仪分析样品表面的带电性。
1.3.10 Pickering 乳液乳化指数测定
将1.3.3 制得的Pickering 乳液倒入玻璃样品瓶中，于室温环境下静置一定时间后对乳液分层情况进行观测。按照以下公式[19]计算乳化指数。
式中：E 为乳化指数，%；He为乳液乳化层高度，mm；H 为乳液总高度，mm。
1.4 数据统计与分析
以上试验均重复3 次，采用SPSS 22 软件进行数据分析，Origin 9 软件作图。
2 结果与分析
2.1 燕麦淀粉组分分析
制得燕麦淀粉的基本组分见表1。
表1 制得燕麦淀粉的基本组分
Table 1 Basic components of oat starch obtained
淀粉含量/（g/100 g）82.20±0.80水分含量/（g/100 g）11.90±0.25粗灰分含量/（g/100 g）0.17±0.01粗脂肪含量/（g/100 g）1.70±0.07粗蛋白含量/（g/100 g）0.80±0.02损伤淀粉含量/%4.60±0.11
由表1 可知，淀粉含量为82.20 g/100 g，且粗灰分含量仅为0.17 g/100 g，粗蛋白、粗脂肪含量分别为0.80、1.70 g/100 g，证明该法所提淀粉纯度较高；损伤淀粉含量为4.60%，说明提取过程中对淀粉颗粒的破坏程度较小，所提取燕麦淀粉可用于后续进一步改性。
2.2 OSA 疏水改性燕麦淀粉的表征分析
2.2.1 傅里叶变换红外光谱分析
裸燕麦淀粉、OSA 疏水改性燕麦淀粉的红外光谱图见图1。
图1 裸燕麦淀粉、OSA 疏水改性燕麦淀粉的红外光谱图
Fig.1 FTIR spectra of naked oat starch and oat starch modified with OSA
由图1 可知，疏水改性前后的燕麦淀粉颗粒均在3 800～3 000 cm-1 范围内出现较宽的O—H 键伸缩振动特征峰，在2 933.68 cm-1 处出现C—H 键伸缩振动特征峰，在1 200～900 cm-1 范围内出现了4 个C—O 键伸缩振动特征峰，以上均为淀粉分子典型吸收特征[14]。OSA 疏水改性燕麦淀粉颗粒在波长1 724.53 cm-1 和1 571.70 cm-1处均出现新的特征峰，分别为酯羰基 
以及羧基RCOO—伸缩振动特征峰[20]，证明OSA 基团成功以酯键的形式在燕麦淀粉颗粒上完成接枝，且在1 780 cm-1 和1 850 cm-1 处均没有明显的环酸酐特征吸收峰，说明OSA 疏水改性燕麦淀粉颗粒样品中无OSA酸酐残留[21]。
2.2.2 扫描电子显微镜形貌分析
淀粉颗粒形貌的扫描电子显微镜观察结果见图2。
图2 淀粉颗粒形貌的扫描电子显微镜观察
Fig.2 SEM images of starch granules
由图2 可知，所制备的裸燕麦淀粉粒径基本为4～5 µm，颗粒细小、均匀，疏水改性后的淀粉颗粒与裸燕麦淀粉相比，尽管表面因被碱侵蚀而变得粗糙，不如改性前光滑规则，但淀粉的颗粒结构保持了原有形态而未被破坏，这表明OSA 疏水改性的酯化反应主要发生在淀粉颗粒表面的无定形区，即非晶区域，基本不影响颗粒的内部结晶区域，这与Yao 等[13]和Zhou 等[14]的研究结果一致。
2.3 不同因素对基于OSA 疏水改性燕麦淀粉Pickering 乳液的乳化稳定性影响
2.3.1 OSA 疏水改性程度对乳化稳定性的影响
OSA 疏水改性程度对乳化稳定性的影响见图3～图5。
图3 不同改性程度的OSA 疏水改性燕麦淀粉所制备乳液稳定1 d 时的乳化表观图及光学显像
Fig.3 Emulsion appearance and optical images of emulsion stabilized with the oat starch modified with OSA to different degrees for 1 day
图4 不同改性程度的OSA 疏水改性燕麦淀粉所制备乳液稳定1 d 时的粒径分布
Fig.4 Particle size distribution of emulsion stabilized with the oat starch modified with OSA to different degrees for 1 day
图5 不同改性程度OSA 疏水改性燕麦淀粉所制备乳液静置不同时间的乳化指数
Fig.5 Emulsification index of oat starch modified with OSA to different degrees after standing for different time periods
由图3 可知，未改性时多为大油滴。由图4 可知，未改性时平均粒径为410.9 µm 且粒径分布范围广，在10 µm 附近存在峰，这说明乳化后形成的大多数小油滴已经不同程度聚集成了大油滴且还有继续聚集的倾向，并导致部分淀粉颗粒脱吸附。由图5 可知，裸燕麦淀粉所稳定的乳液乳化指数明显低于改性燕麦淀粉，上述结果相互佐证说明未改性时乳液的乳化稳定性差，仅在均质1 d 后油滴即发生了聚集，这是由于未改性燕麦淀粉表面有大量羟基具有较强的亲水性，这使得颗粒倾向于向水相移动，无法长时间稳定在油水界面，导致油滴聚合油水分离；当改性程度由0.76%增加至3.46%，平均粒径由122.2 µm 减小至81.5 µm，且粒径分布峰宽逐渐收窄，油滴形态中大油滴占比下降，所稳定乳液乳化指数开始下降的时间从7 d 延长至28 d，说明随改性程度增加乳液乳化稳定性增强，这是由于裸燕麦淀粉颗粒表面被引入更多OSA 疏水基团，增强了淀粉颗粒的疏水性和表面润湿性，使其能够更加稳定存在于油水界面使油滴不易聚集，故乳液具有更好的乳化稳定性；但当改性程度达到3.46%并继续增加时，油滴形态与粒径分布再无明显改变，说明当改性程度增加至3.46%后，对乳液的乳化稳定性再无明显影响，Xie 等[22]的研究有相似结果。GB 1886.370—2023《食品安全国家标准 食品添加剂 辛烯基琥珀酸淀粉钠》[23]规定辛烯基琥珀酸基团≤3.0%，结合上述试验结果可知在小于3.46%的范围内改性程度越高乳液越稳定，故应选择3.0%的改性程度，既满足国标要求也可获得最稳定乳液。
2.3.2 OSA 疏水改性燕麦淀粉颗粒浓度对乳化稳定性的影响
OSA 疏水改性燕麦淀粉颗粒浓度对乳化稳定性的影响见图6～图8。
图6 不同颗粒浓度的OSA 疏水改性燕麦淀粉所制备乳液稳定1 d 时的乳化表观图及光学显像
Fig.6 Emulsion appearance and optical images of emulsion stabilized with OSA-modified oat starch with different particle concentrations for 1 day
图7 不同颗粒浓度的OSA 疏水改性燕麦淀粉所制备乳液稳定1 d 时的粒径分布
Fig.7 Particle size distribution of emulsion stabilized with OSAmodified oat starch with different particle concentrations for 1 day
图8 不同颗粒浓度OSA 疏水改性燕麦淀粉所制备乳液静置不同时间的乳化指数
Fig.8 Emulsification index of emulsion prepared with OSAmodified oat starch with different particle concentrations after standing for different time periods
由图6 可知，随颗粒浓度由0.5%增加至2.0%，油滴体积和油滴间的尺寸差异逐渐减小，但继续增加至2.5%后并无明显改变；由图7 可知，随颗粒浓度增加，平均粒径由292.9 µm 降低至59.1 µm 且粒径分布峰宽收窄，但当颗粒浓度增加至2.5%时，在10 µm 附近出现小峰，可能是脱吸附的淀粉颗粒[24]，这说明该浓度下油水界面的淀粉颗粒已饱和，多余的淀粉颗粒分散在连续相中；由图8 可知，随颗粒浓度由0.5%增加至2.0%，所稳定的乳液乳化指数开始下降的时间从7 d延长至28 d。总体来说，随颗粒浓度增加乳液乳化稳定性增强，这是由于颗粒浓度低时OSA 疏水改性燕麦淀粉颗粒不足以在油滴表面形成致密的吸附层，液滴容易聚集导致乳液不稳定，随颗粒浓度增加，越来越多的淀粉颗粒包覆于油滴表面，这将使油滴避免聚集，维持小油滴的稳定存在，进而增强乳液的乳化稳定性。此外颗粒浓度至2.0%后继续增加不再有明显变化，说明该浓度下油水界面的淀粉颗粒已饱和。总体来说，增加颗粒浓度有助于增强乳化稳定性，Feng 等[25]研究也提出相同结论，但也应注意，过高的颗粒浓度不仅会增加成本还会增大乳液黏度降低流动性，使得乳液难以应用于实际生产。
2.3.3 油水体积比对乳化稳定性的影响
油水体积比对乳化稳定性的影响见图9～图11。
图9 不同油水体积比的OSA 疏水改性燕麦淀粉所制备乳液稳定1 d 时的乳化表观图及光学显像
Fig.9 Emulsion appearance and optical images of emulsion stabilized with OSA-modified oat starch with different volume ratios of oil to water for 1 day
图10 不同油水体积比的OSA 疏水改性燕麦淀粉所制备乳液稳定1 d 时的粒径分布
Fig.10 Particle size distribution of emulsion stabilized with OSAmodified oat starch with different volume ratios of oil to water for 1 day
图11 不同油水体积比OSA 疏水改性燕麦淀粉所制备乳液静置不同时间的乳化指数
Fig.11 Emulsification index of emulsion prepared with OSAmodified oat starch with different volume ratios of oil to water after standing for different time periods
由图9 可知，随着油水体积比由1∶5 增加至5∶5，较大体积的油滴数量增加，但油滴仍然保持整体的细小紧密，说明油水体积比小于5∶5 时乳液均能保持基本稳定。由图10 可知，随油相占比增加，10 µm 左右小峰逐渐减小至消失，平均粒径由22.4 µm 增加至95.8 µm，这是由于水相固定，乳液体系中的淀粉颗粒数量是一定的，当油相占比过低时，粒径分布结果中出现10 µm 左右小峰，这证明此时乳液体系中存在了大量饱和淀粉颗粒[26]，但随着油相继续增加，单位乳滴表面的改性淀粉颗粒含量降低，会造成液滴聚集，乳液乳化稳定性降低。由图11 可知，随着油相比例增加乳化指数增加，这是由于更多的油相存在必然会表现为乳化层增加。但当油水体积比在4∶5 以内时，乳液乳化指数均能保持28 d 的稳定，但当油水体积比增加至5∶5时，乳液乳化指数开始下降的时间从28 d 缩短至21 d。总体来说，油相占比越高，乳液越难维持稳定，但基于OSA 疏水改性燕麦淀粉的乳液能够在油水体积比小于5∶5 时保持基本稳定，且油水体积比不高于4∶5 的范围内保持28 d 的较高稳定水平。
2.3.4 pH 值对乳化稳定性的影响
pH 值对乳化稳定性的影响见图12～图15。
图12 不同pH 值的OSA 疏水改性燕麦淀粉所制备乳液稳定1 d时的乳化表观图及光学显像
Fig.12 Emulsion appearance and optical images of emulsion stabilized with OSA-modified oat starch at different pH for 1 day
图13 不同pH 值的OSA 疏水改性燕麦淀粉所制备乳液稳定1 d时的粒径分布
Fig.13 Particle size distribution of emulsion stabilized with OSAmodified oat starch at different pH for 1 day
图14 不同pH 值的OSA 疏水改性燕麦淀粉所制备乳液静置不同时间的乳化指数
Fig.14 Emulsification index of emulsion prepared with OSAmodified oat starch at different pH after standing for different time periods
图15 不同pH 值的OSA 疏水改性燕麦淀粉所制备乳液平均Zeta 电位
Fig.15 Average Zeta potential of emulsion prepared with OSAmodified oat starch at different pH
由图12、图13 可知，体系的pH 值为3～9 时，油滴尺寸逐渐减小，粒径减小且粒径分布范围收窄；当pH值继续增大至11，油滴又从小体积变为不规则的大体积，平均粒径反而增加；由图14 可知，当pH 值越接近中性乳化指数越高，说明乳化稳定性越强，乳化指数基本可维持至14 d 开始下降，当pH 值继续增加至9 时基本可维持21 d 的稳定，pH11 时的乳化指数明显低于其他。综上，液滴形态、粒径、乳化指数均随pH 值呈现相同的变化趋势，这是由于淀粉颗粒的OSA 疏水改性使其表面接枝上了羧酸基团，随着体系pH 值增加，羧酸基团发生去质子化反应，导致改性淀粉颗粒表面所带负电荷的数量增加，由图15 可知，pH3～9 时，负电荷带电量增加，这将使颗粒间的静电斥力增加，油滴不易聚集，乳液乳化稳定性增加，与王然[27]的研究结果相似。随着pH 值继续增大至11，Zeta 电位显示负电荷的带电量大大降低，这可能是由于酯化淀粉中存在的酯键在强碱性下容易发生水解[9]，乳液乳化稳定性下降。这说明除强碱环境（pH11）下，OSA 疏水改性燕麦淀粉所稳定的乳液在较宽pH 值范围内相对稳定，且乳液由酸性接近弱碱性的过程中乳液乳化稳定性逐渐增强，这对于流体食品在加工过程中通常会涉及不同的酸碱处理具有重要参考意义。
2.3.5 离子强度对乳化稳定性的影响
离子强度对乳化稳定性的影响见图16～图19。
图16 不同离子强度的OSA 疏水改性燕麦淀粉所制备乳液稳定1 d 时的乳化表观图及光学显像
Fig.16 Emulsion appearance and optical images of emulsion stabilized with OSA-modified oat starch with different ion concentrations for 1 day
图17 不同离子强度的OSA 疏水改性燕麦淀粉所制备乳液稳定1 d 时的粒径分布
Fig.17 Particle size distribution of emulsion stabilized with OSAmodified oat starch with different ion concentrations for 1 day
图18 不同离子强度OSA 疏水改性燕麦淀粉所制备乳液静置不同时间的乳化指数
Fig.18 Emulsification index of emulsion prepared with OSAmodified oat starch with different ion concentrations after standing for different time periods
图19 不同离子强度OSA 疏水改性燕麦淀粉所制备乳液平均Zeta 电位
Fig.19 Average Zeta potential of emulsion prepared with OSAmodified oat starch with different ion concentrations
由图16 可知，随着盐离子的加入，油滴尺寸变大，由图17 可知，乳液的粒径随盐离子浓度增大而小幅增加，由图18 可知，乳化指数随离子强度增加而降低，由图19 可知，乳液体系中的负电荷数量随盐离子浓度增加而减少，这是由于当盐离子加入乳液中时，它们会与乳液中的负电荷相互作用产生静电屏蔽效应[28]。这将导致附着于油滴表面的淀粉颗粒间斥力减弱，油滴更易聚集导致乳液乳化稳定性下降，Ko 等[29]获得了相似的研究结果。通过静置不同时间乳化指数结果证明不同离子强度下乳液均可维持至14 d 才开始下降，这说明虽然随盐离子浓度增加乳滴表面电荷减少，但在离子强度1.0 mol/L 内乳液还是比较稳定，这与Song 等[9]的研究结果相似。
3 结论
本研究以燕麦为原料提取燕麦淀粉并对其进行OSA 疏水改性，并基于OSA 疏水改性燕麦淀粉制备Pickering 乳液，探究疏水改性程度、淀粉颗粒浓度、乳液体系中油水体积比、pH 值、离子强度对Pickering 乳液乳化稳定性的影响，结果表明：随改性程度增加乳液乳化稳定性增强，但对于改性程度的设置不应超过3.0%；随OSA 疏水改性燕麦淀粉颗粒浓度增加，乳液乳化稳定性增强，增加至2.0%后继续增加不再有明显改变；基于OSA 疏水改性燕麦淀粉的乳液能够在油水体积比小于5∶5 时保持基本稳定；乳液能够在较宽pH值范围内（pH3～9）维持稳定；随离子强度增加乳液乳化稳定性下降，但1.0 mol/L 以内仍能维持乳液稳定。本研究弥补了针对OSA 疏水改性燕麦淀粉基Pickering 乳液乳化稳定性影响因素分析的空白，证明燕麦淀粉经过疏水改性非常适用于Pickering 乳液稳定剂，为一种新型的OSA 疏水改性燕麦淀粉基的食品级Pickering 乳液稳定剂的开发提供了理论依据，丰富了燕麦淀粉的利用途径。
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