由于纤维素资源丰富,且具有无毒、生物可降解性、生物相容性、以及可回收利用等优异的性能,使用纤维素纳米颗粒稳定的Pickering乳液在食品相关领域具有巨大的潜在应用价值,例如,各种生物活性剂的固定,用作脂肪的代替品或制造食品储存/包装系统,引起了越来越多的关注。本课题以纤维素纳米颗粒为乳化剂,制备了O/W型Pickering乳液,对体系的稳定性和流变特性进行了研究。本课题的创新点为:对于纤维素纳米颗粒稳定的乳液,流动和变形是从制备到食用的整个周期最重要的主题。然而,在文献中关于乳液流变行为的报道极为有限,乳液的形态-粘弹性响应关系对于Pickering乳液的形态设计、制备和应用具有重要意义,但目前还没有很好的建立。本课题对纤维素纳米颗粒稳定的乳液在不同流场中的流动和变形行为进行了系统的研究。详细探讨了液滴絮凝体的形成和松弛机理及其在不同流场中的演化,提供了有关食品水凝胶体的制备,储存和最终应用的重要信息。许多研究集中在纤维的长度对乳液稳定性和形态的影响,纤维柔韧性和乳液形态之间有密切的关系,可以通过调整纤维的长径比来指导乳液的制备和形态控制。本课题的主要研究内容和结果如下:(1)以纤维素纳米纤维(CNF)为乳化剂制备了水-芝麻油Pickering乳液,从CNF浓度和油水比的角度探究了乳液的稳定性、液滴形态以及在小振幅振荡剪切(SAOS)下的流变特性。研究发现以的CNF作为乳化剂,可以将水中的芝麻油充分的乳化,形成稳定的Pickering乳液。由于芝麻油的多组分特性和CNF的原纤维结构,在这些体系中形成了液滴絮凝体结构。液滴絮凝体在小振幅振荡剪切(SAOS)下,其流变响应行为与纤维素(CNF)的浓度和油水比无关。液滴絮凝体的存在对SAOS响应的行为几乎没有影响。(2)以纤维素纳米纤维(CNF)为乳化剂稳定Pickering乳液,以芝麻油(Sesame oil)为油相,从CNF浓度和油水比的角度详细研究了乳液的流变响应行为,并且在大振幅振荡剪切(LAOS)下,深入探究其液滴结构的演化和松弛机理。结果表明,水-芝麻油Pickering乳液中形成了紧密堆积的液滴絮凝体,尤其是在较高的CNF浓度和油浓度时,彼此相互排斥;这种乳液形态以不同的方式影响着体系最终的流变响应,这些液滴絮凝体在大振幅振荡剪切(LAOS)流动过程中不是屈服和聚结,而是整体的变形和流动;在瞬态剪切流动过程中,液滴絮凝体可以被分解甚至重新排列,从而影响乳液的触变性;与动态粘弹性相比,触变响应更适合用来探测液滴絮凝体结构的形成和演化。这项工作为控制食用Pickering乳液的形态和粘弹性提供了有用的指南。(3)选用三种不同长径比的纳米纤维素,包括细菌纤维素(BC)、纤维素纳米纤维(CNF)、纤维素纳米晶体(CNC)制备了水-橄榄油Pickering乳液,具有不同长径比的纳米纤维素在剪切流动过程中在乳液中显示出不同的纤维形态:最短的纤维素纳米晶体(CNC)完全是刚性的,最长的细菌纤维素(BC)是柔性的,而中长度的纤维素纳米纤维(CNF)是半柔性的;此外,揭示了纤维的柔韧性对乳化效果的影响,柔性BC没有明显的乳化能力,而半柔性CNF和刚性CNC可以很好地用于稳定乳液。三种类型的纳米纤维素在乳化过程中发挥不同的作用对于CNF稳定的体系,耗竭效应占主导地位,容易导致液滴絮凝体的形成,而对于CNC稳定的体系,斥力作用占主导地位。但是,在形态演化和松弛阶段,CNC和CNF的作用没有明显差异。通过动态流变学探究了液滴絮凝体的松弛和乳液的屈服行为之间的关系。