Abstract The feasibility of utilizing β-lactoglobulin nanoparticles (β-lgNPs) as effective Pickering emulsifiers for stable emulsions always meets doubts since they are liable to undergo structural modifications upon adsorption at oil/water interface. In this work, we fabricated β-lactoglobulin-based composite particles with desirable properties as Pickering stabilizers via electrostatic deposition. Through optimizing the propylene glycol alginate (PGA) concentration, uniform β-lg-PGA composite nanoparticles (β-lgPNPs) with mean particle size of 276.6 nm and three-phase contact angle of 89.8 ± 0.3° were obtained at a β-lg-to-PGA mass ratio of 2:1. β-lgPNPs could barely reduce interfacial tension but facilitate the formation of a thick adsorption layer with thickness approximately equal to the hydrodynamic radius of β-lgPNPs around the droplet, sterically hindering close approach of the droplets. Circular dichroism study revealed that the adsorbed PGA molecules could effectively obstructe the denaturation of β-lgNPs at oil/water interface. With the increasing oil fraction, a greater gel strength and viscosity could be observed as determined by diffusing wave spectroscopy. Confocal laser scanning microscopy results indicated that the interfacial structure of oil droplets contained both β-lgNPs and PGA network, which jointly contributed to the stability of the emulsion gels. Results of this study will advance our understanding of utilizing soft protein based particles as particulate emulsifiers for the design and development of Pickering emulsions.

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多糖在软蛋白胶体颗粒上的静电沉积：增强刚性和作为 Pickering 乳化剂的潜在应用

摘要 利用 β-乳球蛋白纳米粒子 (β-lgNPs) 作为稳定乳液的有效 Pickering 乳化剂的可行性一直受到质疑，因为它们在油/水界面吸附时容易发生结构变化。在这项工作中，我们通过静电沉积制备了具有理想特性的 β-乳球蛋白基复合颗粒作为皮克林稳定剂。通过优化海藻酸丙二醇酯 (PGA) 浓度，在 β-lg-PGA 复合纳米粒子 (β-lgPNPs) 中获得了平均粒径为 276.6 nm、三相接触角为 89.8 ± 0.3° 的均匀β-lg-PGA 复合纳米粒子 (β-lgPNPs)。与 PGA 的质量比为 2:1。β-lgPNPs 几乎不能降低界面张力，但有助于形成厚吸附层，其厚度大约等于液滴周围 β-lgPNPs 的流体动力学半径，在空间上阻碍液滴的接近。圆二色性研究表明，吸附的 PGA 分子可以有效地阻止 β-lgNPs 在油/水界面的变性。随着油分率的增加，可以观察到更大的凝胶强度和粘度，这通过扩散波光谱法确定。共聚焦激光扫描显微镜结果表明，油滴的界面结构同时包含 β-lgNPs 和 PGA 网络，这共同促进了乳液凝胶的稳定性。这项研究的结果将增进我们对利用基于软蛋白的颗粒作为颗粒乳化剂来设计和开发 Pickering 乳液的理解。圆二色性研究表明，吸附的 PGA 分子可以有效地阻止 β-lgNPs 在油/水界面的变性。随着油分率的增加，可以观察到更大的凝胶强度和粘度，这由扩散波光谱法确定。共聚焦激光扫描显微镜结果表明，油滴的界面结构同时包含 β-lgNPs 和 PGA 网络，这共同促进了乳液凝胶的稳定性。这项研究的结果将增进我们对利用基于软蛋白的颗粒作为颗粒乳化剂来设计和开发 Pickering 乳液的理解。圆二色性研究表明，吸附的 PGA 分子可以有效地阻止 β-lgNPs 在油/水界面的变性。随着油分率的增加，可以观察到更大的凝胶强度和粘度，这由扩散波光谱法确定。共聚焦激光扫描显微镜结果表明，油滴的界面结构同时包含 β-lgNPs 和 PGA 网络，这共同促进了乳液凝胶的稳定性。这项研究的结果将增进我们对利用基于软蛋白的颗粒作为颗粒乳化剂来设计和开发 Pickering 乳液的理解。共聚焦激光扫描显微镜结果表明，油滴的界面结构同时包含 β-lgNPs 和 PGA 网络，这共同促进了乳液凝胶的稳定性。这项研究的结果将增进我们对利用基于软蛋白的颗粒作为颗粒乳化剂来设计和开发 Pickering 乳液的理解。共聚焦激光扫描显微镜结果表明，油滴的界面结构同时包含 β-lgNPs 和 PGA 网络，这共同促进了乳液凝胶的稳定性。这项研究的结果将增进我们对利用基于软蛋白的颗粒作为颗粒乳化剂来设计和开发 Pickering 乳液的理解。