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Dried and Redispersible Cellulose Nanocrystal Pickering Emulsions
ACS Macro Letters ( IF 5.1 ) Pub Date : 2016-01-14 00:00:00 , DOI: 10.1021/acsmacrolett.5b00919 Zhen Hu 1 , Heera S Marway 1 , Hesham Kasem 1 , Robert Pelton 1 , Emily D Cranston 1
ACS Macro Letters ( IF 5.1 ) Pub Date : 2016-01-14 00:00:00 , DOI: 10.1021/acsmacrolett.5b00919 Zhen Hu 1 , Heera S Marway 1 , Hesham Kasem 1 , Robert Pelton 1 , Emily D Cranston 1
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The effect of tannic acid (TA) and water-soluble cellulose derivatives on the properties of Pickering emulsions stabilized by cellulose nanocrystals (CNCs) was investigated. The potential to both fully dry CNC-stabilized emulsions and to redisperse the dried emulsions in water is demonstrated. When CNCs are mixed with excess adsorbing polymer, either methyl cellulose or hydroxyethyl cellulose, followed by emulsification with corn oil, oil-in-water emulsions can be transformed without oil leakage into solid dry emulsions via freeze-drying. However, these dry emulsions exhibit droplet coalescence within the solid matrix and thus cannot be redispersed. Addition of TA (after emulsification) imparts dispersibility to the dried emulsions due to complexation between the cellulose derivatives and TA which condenses the “shell” around the oil droplets. When dried emulsions with TA are placed in water, the emulsion droplets redisperse readily without the need for high energy mixing, and minimal change in emulsion droplet size is observed by Mastersizer and confocal microscopy. Therefore, the simple addition of two sustainable components to CNC Pickering emulsions (i.e., TA and methyl cellulose or hydroxyethyl cellulose) has led to the first dried and redispersible CNC-based emulsions with oil content as high as 94 wt %. These processing abilities will likely extend the use of these surfactant-free, “green”, and potentially edible emulsions to new food, cosmetic, and pharmaceutical applications.
中文翻译：
干燥和可再分散的纤维素纳米晶 Pickering 乳液
研究了单宁酸 (TA) 和水溶性纤维素衍生物对纤维素纳米晶体 (CNCs) 稳定的 Pickering 乳液性能的影响。证明了完全干燥 CNC 稳定的乳液和将干燥的乳液重新分散在水中的潜力。当 CNC 与过量的吸附性聚合物（甲基纤维素或羟乙基纤维素）混合，然后用玉米油乳化时，可以通过冷冻干燥将水包油乳液转化为无油泄漏的固体干乳液。然而，这些干乳液在固体基质内表现出液滴聚结，因此不能再分散。由于纤维素衍生物和 TA 之间的络合使油滴周围的“壳”凝聚，TA（乳化后）的添加赋予干燥乳液的分散性。将含有 TA 的干燥乳液置于水中时，乳液液滴很容易再分散，无需高能混合，并且通过 Mastersizer 和共聚焦显微镜观察到乳液液滴尺寸的最小变化。因此，在 CNC Pickering 乳液中简单地添加两种可持续成分（即 TA 和甲基纤维素或羟乙基纤维素）就导致了第一个干燥且可再分散的 CNC 乳液，其油含量高达 94 wt%。这些加工能力可能会将这些无表面活性剂、“绿色”和潜在可食用乳液的用途扩展到新的食品、化妆品和药物应用。Mastersizer 和共聚焦显微镜观察到乳液液滴大小的最小变化。因此，在 CNC Pickering 乳液中简单地添加两种可持续成分（即 TA 和甲基纤维素或羟乙基纤维素）就导致了第一个干燥且可再分散的 CNC 乳液，其油含量高达 94 wt%。这些加工能力可能会将这些无表面活性剂、“绿色”和潜在可食用乳液的用途扩展到新的食品、化妆品和药物应用。Mastersizer 和共聚焦显微镜观察到乳液液滴大小的最小变化。因此，在 CNC Pickering 乳液中简单地添加两种可持续成分（即 TA 和甲基纤维素或羟乙基纤维素）就导致了第一个干燥且可再分散的 CNC 乳液，其油含量高达 94 wt%。这些加工能力可能会将这些无表面活性剂、“绿色”和潜在可食用乳液的用途扩展到新的食品、化妆品和药物应用。
更新日期：2016-01-14
中文翻译：
干燥和可再分散的纤维素纳米晶 Pickering 乳液
研究了单宁酸 (TA) 和水溶性纤维素衍生物对纤维素纳米晶体 (CNCs) 稳定的 Pickering 乳液性能的影响。证明了完全干燥 CNC 稳定的乳液和将干燥的乳液重新分散在水中的潜力。当 CNC 与过量的吸附性聚合物（甲基纤维素或羟乙基纤维素）混合，然后用玉米油乳化时，可以通过冷冻干燥将水包油乳液转化为无油泄漏的固体干乳液。然而，这些干乳液在固体基质内表现出液滴聚结，因此不能再分散。由于纤维素衍生物和 TA 之间的络合使油滴周围的“壳”凝聚，TA（乳化后）的添加赋予干燥乳液的分散性。将含有 TA 的干燥乳液置于水中时，乳液液滴很容易再分散，无需高能混合，并且通过 Mastersizer 和共聚焦显微镜观察到乳液液滴尺寸的最小变化。因此，在 CNC Pickering 乳液中简单地添加两种可持续成分（即 TA 和甲基纤维素或羟乙基纤维素）就导致了第一个干燥且可再分散的 CNC 乳液，其油含量高达 94 wt%。这些加工能力可能会将这些无表面活性剂、“绿色”和潜在可食用乳液的用途扩展到新的食品、化妆品和药物应用。Mastersizer 和共聚焦显微镜观察到乳液液滴大小的最小变化。因此，在 CNC Pickering 乳液中简单地添加两种可持续成分（即 TA 和甲基纤维素或羟乙基纤维素）就导致了第一个干燥且可再分散的 CNC 乳液，其油含量高达 94 wt%。这些加工能力可能会将这些无表面活性剂、“绿色”和潜在可食用乳液的用途扩展到新的食品、化妆品和药物应用。Mastersizer 和共聚焦显微镜观察到乳液液滴大小的最小变化。因此，在 CNC Pickering 乳液中简单地添加两种可持续成分（即 TA 和甲基纤维素或羟乙基纤维素）就导致了第一个干燥且可再分散的 CNC 乳液，其油含量高达 94 wt%。这些加工能力可能会将这些无表面活性剂、“绿色”和潜在可食用乳液的用途扩展到新的食品、化妆品和药物应用。
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