在本论文中，使用凹凸棒土（简称凹土）作为乳化剂，将凹土分散在PBS缓冲液中，与酶液混合组成水相，以甲苯作为油相，使用高速匀浆机在10000转/分钟的条件下高速打浆制备凹土基Pickering乳液并固定化脂肪酶。实验考察了不同浓度的PBS对乳液稳定性的影响。并先后改变加入的脂肪酶酶液的浓度，凹土在水相中的分散浓度，观察两者对乳液稳定性的影响。期间使用光学显微镜对乳液的液滴粒径进行表征以确定乳液的稳定情况。最后对固定化脂肪酶的重复使用情况进行测试。实验结果表明，凹土与脂肪酶协同稳定的Pickering乳液在凹土分散浓度为2.0wt%，脂肪酶酶液浓度为0.015wt%时最稳定，以此方法固定的脂肪酶重复使用五次后仍有相当高的催化活性。关键词 凹土，固定化酶，Pickering乳液，协同稳定
目 录
1 绪论 1
1.1 Pickering乳液简介 1
1.2 影响Pickering乳液稳定性的因素 2
1.3 固定化脂肪酶的研究 3
1.4 Pickering乳液固定化酶 4
1.5 凹土简介 5
1.6 本课题的研究内容 5
2 实验部分 5
2.1 实验原料及药品 5
2.2 实验仪器和设备 6
2.3 实验方案 6
2.4 实验步骤 9
3 结果与讨论 9
3.1 磷酸缓冲液（PBS）的选择 9
3.2 水相中脂肪酶浓度对乳液稳定性的影响 12
3.3 水相中凹土分散浓度对乳液稳定性的影响 14
3.4 偏光显微镜表征乳液 17
3.5 固定化酶的重复使用 18
结论 19
致谢 20
参考文献 21
1 绪论
1.1 Pickering乳液简介
当两种互不相溶的液体混合时，若其中某一液体以液滴的形式分散于另一种液体，这样形成的均一的体系就叫做乳液[1]。20 世纪初,Ramsden [2]等人发现将分散有不溶性的固体细粉的水相与一些油性溶剂进行混合，这些固体细粉就会分 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ^351916072^ 
布在相液滴的表面，形成一层由颗粒组成的壳层，而这样的壳层会在分散相中的液滴相互碰撞时阻碍液滴的变形和聚集，因此这种乳液与使用传统乳化剂制备的乳液相比更稳定。随后，Pickering[3]对这种使用尺寸较小的固体颗粒（一般为纳米或微米级）作为乳化剂所制备出来的乳液体系进行了更加系统的研究。因此，像这种用固体颗粒来稳定的乳液被命名为Pickering乳液。相较于那些使用表面活性剂作乳化剂的传统乳液，Pickering乳液由于使用的是相对廉价易得的无机固体颗粒，所以成本更低，毒害性明显减小，而且稳定性能明显提高。


图1.1 乳液稳定机理示意图[4]
（a）O/W乳状液（b）W/O乳状液
根据颗粒乳化剂在两相界面吸附的热力学稳定性及其动力学的行为特征，人们关于Pickering 乳液稳定性良好的原因做出了下述两种推测[5]。第一个是机械阻隔机理，这也是目前被大多数人接受的关于Pickering 乳液稳定的机理。使用固体颗粒做乳化剂时，固体颗粒会紧密的排布在乳液液滴的表面，这就相当于在油水两相之间构筑了一层固体颗粒壳层，从而在空间上阻碍了乳液液滴之间的碰撞的发生。此外，颗粒乳化剂吸附在液滴表面也会增加液滴间的相互斥力。在上述两点的共同作用下，乳液的稳定能力得到了显著的增强[6]。另一个被较多人接受的稳定机理叫做三维黏弹粒子网络机理。这一机理认为，颗粒间相互作用力会使颗粒间形成一种三维网络的结构，这样的结构能通过增加连续相黏度来减弱乳液液滴迁移活动，因而乳液的稳定性得以提高[7]。
随着对Pickering乳液研究的不断深入以及其应用范围的不断扩大，上述的两种稳定机理并不能适用于每一种体系，因此，现在仍有很多课题组对颗粒乳化剂稳定体系的稳定机理进行着更加深入的研究。
1.2 影响Pickering乳液稳定性的因素
Pickering乳液因使用固体颗粒来稳定乳液，粒子表面性质也会对乳液稳定性造成影响。因此影响乳液稳定的因素包括：颗粒表面的润湿性、表面活性剂、固体粒子初始分散位置、固体粒子的浓度、水相中的电解质、pH值等。（1）颗粒表面的润湿性（通常用固体粒子在油/水界面的三相接触角θ来表征）：当θ= 90°时，固体粒子在油/水界面组成的壳层最稳定，即此时乳液的乳化性能最好，而当θ> 90°，就表示固体粒子具有较强的亲油性，乳液容易变成W/O型，反之，当θ< 90°时，固体粒子更亲水而易形成O/W型乳液。由此可知，表面润湿性是确定体系会形成的乳液类型的重要依据。（2）固体粒子初始分散位置：固体粒子的初始分散体系会影响乳液形成的类型。一般来说，含有固体粒子的水相与油相混合时，体系会倾向于形成O/W型的乳液；而油相中含有固体粒子时与水相混合，则W/O型乳液形成的可能性比较高。（3）表面活性剂：表面活性剂的加入，能够促进固体粒子之间的絮凝，改善固体粒子的润湿性，并降低油水两相之间的界面张力，从而能显著的增加乳液的稳定性。（4）水相中的电解质：当水相中溶有电解质时，分散于水相中的固体粒子易出现絮凝现象，进而对乳液的稳定性造成影响。（5）固体粒子的浓度：在一定范围内，固体粒子的浓度增加，油水界面上由固体粒子组成的界面膜也会增厚，这就使液滴与液滴之间聚并更加困难，即乳液更稳定。（6）pH值：固体粒子的电性质或润湿特性会受到连续相的pH值的影响，而这样的影响会改变粒子在油水界面的吸附能力[8]。
1.3 固定化脂肪酶的研究
1.3.1 固定化脂肪酶简介
脂肪酶是一类广泛被应用于食品、化妆品、医药、能源等各类领域[9]的具有多种催化能力的酶，具有一般酶都有的优点，即反应条件温和，微量高效。但是，游离态的脂肪酶的稳定性和利用率都不是很理想，固定化酶的技术便应运而生，并逐渐成为研究的一大热点[10]。固定化酶相对于游离的酶，提高了稳定性，且易与底物及产物分离，从而可多次使用，降低了成本[11]。
1.3.2 固定化酶的制备方法

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