越復(fù)雜的功能需求往往越需要復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體系來支撐。相較于單腔室乳液，多腔室乳液無論是在功能性成分的包封方面，還是在輸送及釋放方面都存在十分明顯的優(yōu)勢，且許多研究表明多腔室乳液的穩(wěn)定性可以得到保證，這無疑為食品行業(yè)發(fā)展提供了新的方向，可以通過制備更具結(jié)構(gòu)復(fù)雜性的內(nèi)外多腔室等級(jí)乳液來滿足市場上愈加多樣化的需求。乳液的制備通常需要3個(gè)步驟：第1步制備出O1/W1型乳液液滴，第2步是制備W2/O2型乳液，最后是以O(shè)1/W1乳液液滴為穩(wěn)定劑制備得到具有內(nèi)外多腔室和等級(jí)結(jié)構(gòu)的多重乳液（（O1/W1）/O2/W2），如圖所示。乳液的穩(wěn)定性主要是靠制備乳液液滴的乳化劑在油-水界面的自組裝作用、油相添加量、乳液液滴濃度等幾種因素之間的相互作用來決定的。

圖內(nèi)外多腔室等級(jí)乳液制備示意圖

乳液結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性決定了乳液制備過程中的不確定性。最后一步制備過程的成功要建立在前兩步穩(wěn)定乳液構(gòu)建的基礎(chǔ)上，這就意味著在制備O1/W1乳液液滴和W2/O2乳液時(shí)乳化劑的添加量要適當(dāng)，要保證乳液粒徑足夠小，才會(huì)有利于在第3步制備過程中得到粒徑更小的乳液顆粒。同時(shí)在乳化劑的選擇上要滿足2種乳化劑在降低界面張力時(shí)能產(chǎn)生協(xié)同作用，而非相互競爭甚至出現(xiàn)界面張力升高的現(xiàn)象。此外，油相添加量的變化會(huì)導(dǎo)致乳液粒徑發(fā)生改變，影響多重乳液包封效果及穩(wěn)定性。

乳液液滴的添加量也十分重要，添加量過低會(huì)導(dǎo)致乳液發(fā)生塌陷，最終變?yōu)閃/O型乳液。陳小威通過三步均質(zhì)法成功制備出了內(nèi)相為油包水乳液（W2/O2）、外層為納米乳液（O1/W1）的內(nèi)外多腔室等級(jí)乳液（（O1/W1）/O2/W2），并且在不添加任何鹽、明膠等穩(wěn)定劑的前提下，在儲(chǔ)存180 d后仍能觀察到明顯的多重乳液結(jié)構(gòu)。這為穩(wěn)定型簡潔（Easy recipes）多重乳液的構(gòu)建提供了新的途徑。對于該乳液而言，可以通過改變不同的影響因子來實(shí)現(xiàn)對不同類型揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的調(diào)控釋放；也可以對營養(yǎng)素和著色劑進(jìn)行空間腔室化包埋，幫助提高產(chǎn)品品質(zhì)。更加復(fù)雜的乳液結(jié)構(gòu)可為未來食品的功能、色澤、風(fēng)味等的研發(fā)提供更高的基準(zhǔn)。

補(bǔ)充說明：

除此外，溫度、壓力等外部條件通過改變分子熱運(yùn)動(dòng)和界面分子間作用力影響內(nèi)外多腔室等級(jí)乳液的界面張力。

1.溫度

溫度升高通常降低界面張力（分子熱運(yùn)動(dòng)加劇，界面分子間作用力減弱）。但對于蛋白質(zhì)或生物基乳化劑，高溫可能破壞其構(gòu)象（如變性），導(dǎo)致界面吸附能力下降，界面張力反升。此外，多重乳液中內(nèi)/外水相的溫度差異可能引發(fā)界面膜的應(yīng)力不均，間接影響界面張力。

2.壓力

高壓可壓縮界面雙電層（對離子型乳化劑），降低界面張力；同時(shí)高壓可能改變?nèi)榛瘎┑娜芙舛龋ㄈ鏑O?溶解增加），影響其在界面的分配。但實(shí)際應(yīng)用中壓力影響較小，多見于特殊加工條件（如超高壓均質(zhì)）。

溶液的電解質(zhì)、pH及共存物質(zhì)通過改變?nèi)榛瘎╇姾蔂顟B(tài)或界面雙電層結(jié)構(gòu)影響界面張力。

1.電解質(zhì)

離子型乳化劑體系中，低濃度電解質(zhì)（如NaCl）可壓縮界面雙電層，減少乳化劑分子間的靜電排斥，促進(jìn)其在界面的緊密排列，降低界面張力；但高濃度電解質(zhì)會(huì)壓縮雙電層過度，導(dǎo)致乳化劑從界面脫附（鹽析效應(yīng)），界面張力升高。

非離子型乳化劑受電解質(zhì)影響較小，但高鹽可能破壞水相結(jié)構(gòu)（如降低介電常數(shù)），間接影響乳化劑溶解性。

2.pH值

對于兩性或可離解乳化劑（如蛋白質(zhì)、氨基酸類），pH變化會(huì)改變其凈電荷：

當(dāng)pH偏離等電點(diǎn)（pI）時(shí)，乳化劑帶正/負(fù)電，通過靜電作用增強(qiáng)界面吸附，降低界面張力；

接近pI時(shí)，電荷最少，界面吸附能力下降，界面張力升高（如乳清蛋白在pH=4.6時(shí)界面張力最大）。

3.共存溶質(zhì)

表面活性劑類似物（如短鏈醇、脂肪酸）可能與主乳化劑競爭界面吸附，降低有效界面濃度，導(dǎo)致界面張力升高；而某些高分子（如多糖）可通過空間位阻穩(wěn)定界面，間接降低界面張力（但主要影響乳液穩(wěn)定性而非直接降低界面張力）。