一、研究背景

乳化是将一种不混相（如油）以小液滴的形式分散到另一种不混相（如水）中的过程，这些小液滴可以通过乳化剂的稳定作用有效地保持。乳化剂作为表面活性剂，其主要作用是降低两相之间的界面张力，从而促进小液滴的形成和稳定。乳化剂在食品、化妆品和药品等行业都很重要，在这些行业中，稳定性和控释是关键，因此开发有效和安全的乳化剂引起越来越多人的关注。壳聚糖的结构和功能使其成为一种有潜力的乳化剂原料。壳聚糖是由几丁质衍生而来的天然生物聚合物，氨基的存在为壳聚糖提供了有趣的性质，如生物相容性、生物可降解性、无毒性以及形成薄膜和水凝胶的能力。壳聚糖中的氨基也可以赋予正电荷，潜在地促进乳化系统的稳定性。此外，壳聚糖的生物相容性使其适用于不使用合成乳化剂的情况。尽管壳聚糖具有这些特性，但其作为乳化剂的应用仍有待开发。

南京财经大学汪振炯副教授团队在《International Journal of Biological Macromolecules》期刊（IF=8.2）上发表了题目为“Exploring the emulsification potential of chitosan modified with phenolic acids: Emulsifying properties, functional activities, and application in curcumin encapsulation”的文章（DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2024.130450)，文章探索了酚酸改性壳聚糖的乳化潜力。并且评价其乳化性能、功能活性和姜黄素包封的有效性。文章中这种创新改性不仅提高了壳聚糖的乳化效率，而且增加抗氧化能力，使其为食品、化妆品和药品等行业提供潜在价值。

文章中使用到流变仪来测定改性后壳聚糖的粘度，并且流变仪由我们上海保圣自主研发，那么具体操作方法是什么呢？

二、实验方法

1.改性壳聚糖的合成

使用EDC·HCl/HOBt作为偶联剂，分别将咖啡酸和3,4-二羟基苯甲酸连接在壳聚糖上。将壳聚糖（1 g）溶解于100 mL 1%（v/v）的乙酸溶液中，然后加入不同量的咖啡酸或3,4-二羟基苯甲酸（0.5、1、2或4 mmol）。为了激活酚酸的羧基，在反应混合物中加入EDC·HCl（6 mmol）和HOBt（6 mmol）。将混合物在室温下避光条件下搅拌24 h，将得到的改性壳聚糖用纤维素膜（MWCO 8-14 kDa）使用蒸馏水透析纯化处理48 h。然后将纯化产物冻干，得到酚酸连接的壳聚糖。将咖啡酸连接壳聚糖和3,4-二羟基苯甲酸连接壳聚糖的产物分别标记为CA-GC和DHB-GC。

2.粘度测定

使用流变仪（RH20，上海保圣）对改性壳聚糖进行测试。使用锥形转子（直径50 mm，1°圆锥角）测量，保持1 mm间隙。在频率扫描测试时，使用20℃恒定温度；温度扫描测试时，频率固定为0.5 RPM。

三、实验结果

1.粘度测试结果

图 天然壳聚糖和改性壳聚糖的紫外可见分析和粘度。A：天然壳聚糖及其衍生物的紫外可见吸收光谱比较；B：壳聚糖与酚酸在不同浓度下的连接率(%)(0.5、1、2和4 mmol);C和D：不同频率和温度下天然壳聚糖和改性壳聚糖的粘度差异显著(p < 0.05)。

图C和D表示天然壳聚糖和改性壳聚糖在不同温度和频率下的粘度，天然和改性壳聚糖溶液的粘度随剪切速度的增加而降低，表征为剪切稀化流体，并且温度升高使壳聚糖溶液的粘度降低。酚酸连接后壳聚糖粘度的也显著降低。这种现象可能是由于引入了疏水性基团，破坏了壳聚糖分子内和分子间的氢键，从而降低了壳聚糖的粘度。