蜂蜡晶体稳定的Pickering水包油乳液：设计与稳定性机制研究

为解决传统水包油(W/O)乳液依赖合成表面活性剂的环境问题，研究人员创新性地利用蜂蜡(BW)晶体作为Pickering稳定剂，通过均质化方法成功构建了水含量高达70%的稳定乳液体系。研究发现BW晶体通过β’晶型正交堆积降低界面张力至14±1 mN/m，并形成双重稳定机制（界面Pickering效应+体相网络结构），X射线衍射(XRD)和流变学分析证实其6周储存稳定性。该研究为食品、医药等软物质领域提供了绿色乳化替代方案。

　　

在食品、化妆品和制药行业中，水包油(W/O)乳液的稳定性一直依赖于合成表面活性剂如PGPR或疏水性纳米颗粒。这些材料虽有效但存在环境可持续性问题，且高温乳化工艺可能导致热敏成分降解。蜂蜡(BW)作为天然蜡质，因其GRAS（公认安全）特性和复杂晶体结构被视为潜在替代品，但其稳定机制尤其是能否兼具Pickering效应（固体颗粒吸附在界面）和体相网络稳定作用尚未阐明。

为解决这一科学问题，研究人员通过室温均质化技术，以4 wt%蜂蜡油凝胶(BW4)为唯一稳定剂，成功构建了水含量高达70%的W/O乳液。研究采用多尺度表征手段：X射线衍射(XRD)揭示BW晶体在油凝胶中保持β’晶型正交堆积，长链间距从纯蜂蜡的7.8 nm缩减至6.3 nm；界面张力测试显示BW使油水界面张力从21±1降至14±1 mN/m；冷冻扫描电镜(Cryo-SEM)和共聚焦显微镜(CLSM)直接观测到晶体在界面和体相的双重分布；流变学测试证实高水含量乳液呈现凝胶特性（G’>G”）。

研究结果部分：
3.1节显示BW4油凝胶中针状晶体形成致密网络，XRD证实β’晶型在加热至60°C前保持稳定。
3.2节通过原位结晶实验首次直观展示BW晶体在油水界面的Pickering吸附，CLSM图像中蓝色晶体明确分布于红色油相与黑色水滴界面（图3B）。
3.3节发现乳液滴径(D₃₂)随水含量增加呈先降后升趋势（8-16 μm），70%水含量时形成自支撑凝胶。流变学显示其剪切稀化行为，70%水含量样品储能模量(G’)最高达10⁴ Pa。
3.4节证实所有乳液在6周储存后滴径无显著变化（p<0.05），CLSM显示仅轻微晶体聚集（图9C）。

结论指出蜂蜡通过双重机制稳定乳液：界面Pickering晶体降低界面能，体相晶体网络限制液滴迁移。该研究不仅为食品工业提供了一种可持续乳化方案（每克BW可稳定17.5克水），其室温制备工艺对热敏活性成分包埋更具优势。论文发表于《Journal of Food Engineering》，为天然蜡质在软物质领域的应用开辟了新途径，未来可扩展至药物缓释、化妆品缓释等场景。技术方法上，研究核心包括：控制结晶法制备油凝胶（2-6 wt% BW）、光学悬滴法测界面张力、XRD分析晶体结构（2°-70°扫描）、CLSM双染色（Nile Red/Nile Blue）示踪晶体分布，以及流变学频率扫描（0.1-100 Hz）表征粘弹性。