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探索泡沫粗化與表面流變學(xué)之間的關(guān)聯(lián)性疏水性蛋白——結(jié)論、致謝！
來(lái)源：上海謂載 瀏覽 1764 次 發(fā)布時(shí)間:2021-11-25
結(jié)論
在這項(xiàng)工作中，我們研究了由HFBII疏水蛋白、天然低分子量奎拉葉皂甙乳化劑制成的泡沫的穩(wěn)定性，并將其與由已知表面活性蛋白（如b-乳球蛋白和b-酪蛋白）制成的泡沫進(jìn)行了比較。 所有泡沫的空氣體積分?jǐn)?shù)約為50%，低于緊密包裝，泡沫氣泡懸浮在生物聚合物溶液中，具有微弱的屈服應(yīng)力，足以在實(shí)驗(yàn)期間抑制直徑小于200微米的氣泡的乳狀化。 這一實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)使我們能夠清楚地將氣泡聚結(jié)和乳脂化的影響與由于氣體擴(kuò)散導(dǎo)致的氣泡歧化分開(kāi)。 我們的結(jié)果表明，不同體系的歧化速率存在顯著差異，這反過(guò)來(lái)可能歸因于吸附層表面流變特性的差異。 為了研究它們，我們使用了大變形實(shí)驗(yàn)，正如我們?cè)谶@里推測(cè)的那樣，與文獻(xiàn)中通常報(bào)道的小變形平衡測(cè)量相比，大變形實(shí)驗(yàn)更接近歧化過(guò)程中的真實(shí)條件。 然而，在這種情況下，表面流變參數(shù)應(yīng)僅用于類(lèi)似條件下系統(tǒng)之間的差異比較，并且應(yīng)小心處理它們與各自平衡性質(zhì)的關(guān)系。 所有泡沫的空氣體積分?jǐn)?shù)約為50%，低于緊密包裝，泡沫氣泡懸浮在生物聚合物溶液中，具有微弱的屈服應(yīng)力，足以在實(shí)驗(yàn)期間抑制直徑小于200微米的氣泡的乳狀化。這一實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)使我們能夠清楚地將氣泡聚結(jié)和乳脂化的影響與由于氣體擴(kuò)散導(dǎo)致的氣泡歧化分開(kāi)。我們的結(jié)果表明，不同體系的歧化速率存在顯著差異，這反過(guò)來(lái)可能歸因于吸附層表面流變特性的差異。為了研究它們，我們使用了大變形實(shí)驗(yàn)，正如我們?cè)谶@里推測(cè)的那樣，與文獻(xiàn)中通常報(bào)道的小變形平衡測(cè)量相比，大變形實(shí)驗(yàn)更接近歧化過(guò)程中的真實(shí)條件。然而，在這種情況下，表面流變參數(shù)應(yīng)僅用于類(lèi)似條件下系統(tǒng)之間的差異比較，并且應(yīng)小心處理它們與各自平衡性質(zhì)的關(guān)系。
然后，我們將這里研究的不同吸附層的表面性質(zhì)與在非常稀釋狀態(tài)下具有類(lèi)似表面膨脹行為的等效2D聚合物網(wǎng)絡(luò)相關(guān)聯(lián)。 這種與等效2D聚合物的比較使我們能夠根據(jù)其“內(nèi)部”硬度來(lái)比較層的性質(zhì)。 這種比較表明，HFBII分子在界面層表現(xiàn)為比其他分子更硬的實(shí)體。
這種硬粒子行為進(jìn)一步反映在高壓縮下的行為中，HFBII在高壓縮下形成微觀褶皺，并導(dǎo)致橢偏儀信號(hào)突然增加和噪聲，這很可能與褶皺的形成有關(guān)。 這種行為不同于其他蛋白質(zhì)，它們可能被分子壓縮，甚至從表面分離，而不會(huì)產(chǎn)生微觀褶皺。 因此，HFBII的最大模量大大超過(guò)了所研究的其他表面活性劑，并且觀察到有效的膨脹硬化而不是膨脹軟化。 此外，HFBII層在膨脹變形和剪切變形下的粘性耗散較小。
當(dāng)將蛋白質(zhì)層剛度轉(zhuǎn)化為氣泡收縮的驅(qū)動(dòng)力時(shí)，通過(guò)2Emax/gmax>5和有限的粘性耗散量預(yù)測(cè)，HFBII可以有效阻止歧化，這與正在研究的所有其他材料不同。 這一預(yù)測(cè)得到了氣泡緊密堆積下方空氣分?jǐn)?shù)下模型泡沫的氣泡尺寸演變的證實(shí)。 HFBII能夠在至少比參考材料大三個(gè)數(shù)量級(jí)的時(shí)間尺度上保持恒定的氣泡尺寸。
致謝
作者要感謝英國(guó)科爾沃思聯(lián)合利華研發(fā)部的安德魯·考克斯博士和荷蘭弗拉丁根聯(lián)合利華研發(fā)部的魯本·阿諾多夫博士，感謝他們進(jìn)行了許多富有啟發(fā)性的討論和發(fā)表了許多評(píng)論。
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