细菌纤维素（BC）是通过革兰氏阴性乙酸菌（如木醋杆菌属、根瘤菌属、黄球菌属、假单胞菌属等）发酵产生的。
被认为是非细胞毒性、非基因毒性和高度生物相容性的纳米材料，已经广泛应用于医疗、食品等方面。
但由于细菌纤维素成分单一，结晶度高，两亲性差，很难直接用于稳定乳液。因此，改性细菌纤维素提高其乳化能力的研究引起广泛关注。
大多数是围绕细菌纤维素的水解和化学改性展开的，如酸水解，化学改性，物理改性，生物改性等。纤维素的高极性和强分子间氢键导致其即使具有多羟基分子结构仍难以在水和标准有机溶剂中溶解，使纤维素基材料的化学改性受到溶剂选择的限制。
反应复杂，条件苛刻，因而，寻求符合绿色化学发展要求的方法至关重要。 两种不混溶的液体（例如油和水）经手摇、高剪切、均质化或超声等处理形成的分散体系，称为乳液。
在乳化的过程中加入乳化剂提高乳液稳定性是至关重要的，乳化剂主要包括小分子型和颗粒型乳化剂两种，其中，由颗粒型乳化剂稳定的乳液又称为Pickering乳液。
相比于无机固体颗粒，如二氧化硅、膨润土、碳酸钙等，使用基于生物聚合物颗粒特别是由各种蛋白质和多糖制成的软微粒或纳米颗粒，更符合绿色化学的发展，且具有更好的生物相容性，因而在稳定Pickering乳液方面具有广泛关注。
然而单一天然多糖亲水性强，乳化性能有限，因而将它们与其他分子结合来改善或扩展其应用。因此多糖复合物对乳液的形成和稳定性的研究具有重要意义。
纤维素是最丰富的天然聚合物，广泛分布于高等植物、几种海洋动物（如被囊类动物）中，在藻类、真菌和细菌中分布较少，是一种纤维状、不溶于水的物质。
每条纤维素链都具有一个还原端（半缩醛结构），和一个非还原端。纤维素根据其来源，主要包括植物纤维素和细菌纤维素两类。
细菌纤维素比植物纤维素纯度高，成周期短，且纯化工艺简单，在食品与医药领域有着巨大的潜力。
细菌纤维素（BC）是通过革兰氏阴性乙酸菌（如木醋杆菌属、根瘤菌属、黄球菌属、假单胞菌属等）发酵糖类化合物而产生的。
细菌在具有低分子量碳和氮源的培养基中合成纤维素直链，这些直链被分泌到细胞外并结晶形成纤维素单丝，随后纠缠形成高度多孔的纤维素纳米纤维网络，其中单个纳米纤维的直径为20-100nm，在动态条件下形成絮状，在静态生长条件下稳定合成纤维素厚膜。
BC被认为是非细胞毒性、非基因毒性和高度生物相容性的纳米材料，已在世界多地用于医疗食品等方面。且由于含有大量的羟基，BC通常被形容为亲水性物质。
然而，它却很难溶解在水与大多数溶剂中。有报道提出，BC难以溶解是因为CH基团在链间产生疏水效应。因此，纤维素具有两亲性，这使它成为稳定乳剂的潜在材料。
乳液的应用两种不混溶的液体（例如油和水）通过剪切（包括手摇、高剪切、均质化或超声处理）形成的被连续介质包围的细小液滴分散体的混合物，称为乳液，是热力学不稳定的体系。
乳液的稳定性在制药、化妆品、食品和石化工业以及其他应用中具有重要意义。理想的乳液在其整个体积中是均匀的，具有液滴尺寸小多分散性的小液滴，并且不会随时间显着变化，即具有较长的“保质期”。
乳液的不稳定性通常表现在乳状化、沉淀、相分离等。这些不稳定机制通常是由液滴聚结、液滴絮凝或Ostwald熟化引起的。
但可以通过良好的界面稳定剂、优化的连续相粘度以及分散相和连续相之间的密度差异小来最小化。因此，在提高乳液稳定性的过程中加入表面活性剂是必不可少的。
而不同类型的表面活性剂在乳液形成和稳定的过程中遵循着不同的机制。
小分子表面活性剂（例如甘油单酯、聚山梨醇酯、卵磷脂等）是食品加工中最常用的乳化剂，可以有效的降低界面张力，促进均质化过程中小液滴的产生，并通过在液滴周围形成保护层阻止液滴聚集。
然而，这些表面活性剂一般难以防止液滴的絮凝和聚结为乳液提供足够的长期稳定性。此外，这些表面活性剂稳定的乳液一般不能承受恶劣的条件，例如高温、冷冻、脱水、极端pH值和高矿物质含量等。
而用两亲性固体颗粒代替小分子表面活性剂，依靠固体颗粒对分散相的覆盖，形成稳定的乳液，称为Pickering乳液。
这类乳液的稳定性取决于颗粒与界面之间的亲和力，以及固体的直径。较小的颗粒往往在液滴周围具有更好的包装和更高的吸附能力。
如今已经研究了许多不同的化合物来开发Pickering乳液，例如二氧化硅纳米粒子、膨润土、碳酸钙、聚苯乙烯等。
然而，这类乳液的应用在不断扩大，加上它们在药品和食品中的应用，已将研究转向探索有机和标签友好的化合物，例如淀粉、蛋白质、木质素、纤维素纳米晶体和纳米原纤维等。
细菌纤维素在乳液方面的应用纤维素作为乳化剂在食品、医药、化妆品等领域具有潜在的应用价值。
但由于细菌纤维素成分单一，结晶度高，两亲性差，很难直接用于稳定乳液。因此，提高细菌纤维素乳化能力的研究引起广泛关注。
（1）未改性细菌纤维素稳定乳液。
细菌纤维素多被用于稳定十二烷和其他烷基链、大豆油、橄榄油、椰子油和花生油等。这种乳液被认为是环境友好的、无毒的、可食用的、可降解的和生物相容的。
一般来说，细菌纤维素因其纯度而在生物医学和食品应用中得到广泛应用，因此经常被提议作为食品和药物乳液产品中合成或其他纤维素基稳定剂的替代品。
然而，迄今为止，规模扩大化和安全性测试等挑战影响了细菌纤维素稳定乳液在商业中的使用。
由于生物合成的细菌纤维素固有的纠缠和网络结构，乳液稳定机制主要归因于被细菌纤维素网络包围的分散油滴，提供空间位阻防止液滴聚集。
Ougiya等人在1997年的早期报告描述了细菌纤维素如何提供机械屏障和支架结构，阻碍液滴聚结并在不降低界面张力的情况下稳定乳液。由于它们在低浓度下的缠结，通常在连续相中用0.05-5wt%细菌纤维素制备乳液。
此外，对细菌纤维素的理化性质和乳化性能的研究表明，小的聚集絮状物吸附在液滴界面，可以形成强大的网络。
液滴间水相中的细菌纤维素会使乳液形成具有高剪切模量的凝胶状粘弹性流体，这也阻碍了液滴聚结。增加乳化过程中的能量输入（从高剪切混合到超声处理）不仅会减小液滴尺寸，增加比表面积，而且还可以将细菌纤维素分解成更小的（纳米）絮状物，从而在油水界面处有更多吸附，并且更稳定地抵抗聚结。
对不同条件下乳液稳定性的评估表明，细菌纤维素乳液不受pH值、温度或离子强度变化的显着影响。
这是因为细菌纤维素不含带电基团，因此不依赖于对pH和离子强度的静电相互作用。细菌纤维素还具有高度的热稳定性，乳液经加热和冷却不会破坏系统的稳定性。
总体而言，未改性的细菌纤维素有望用于稳定微米级液滴的食品级乳液，以及由油滴之间的细菌纤维素网络产生的可控粘弹性。
然而，迄今为止关于细菌纤维素基于乳液食品中的实际使用的报道较少，由于其特性有巨大潜力用于新产品或替代其他更昂贵或合成的食品添加剂。
（2）改性细菌纤维素稳定乳液
早在2009年和2014年的报告中使用了表面改性的细菌纤维素稳定O/W乳液，其中连续相中的纤维素网络阻止了液滴聚结。
这是一种不同于纤维素纳米晶（CNC）和一些吸附在油水界面并充当真正Pickering乳化剂的纤维素纳米纤维（CNF）的稳定机制。
因为未改性的BC相比纳米颗粒更像是一个网络，并且表面具有丰富羟基基团，所以它被认为是亲水的并分散在水相中，这使BC能形成稳定的O/W乳液。
此外，也可以在这些羟基基团上进行简单的改性以调整BC的接触角，从而调整乳液的类型。用烷基链疏水改性的BC已被证明可以稳定W/O乳液。
Blaker等人经疏水改性细菌纤维素，可根据表面改性程度对乳液类型进行调节，然而，稳定机制仍然归因于细菌纤维素的网络结构。
甲硅烷基化改性细菌纤维素稳定的W/O乳液可用于聚合物泡沫和高内相乳液，而乙酸酯化的细菌纤维素稳定的W/O乳液可用于热固性和紫外线固化纳米复合材料，提出了疏水改性BC稳定的W/O乳液的一系列应用可能。
虽然细菌纤维素的疏水表面改性,可以形成W/O乳液，但其他表面化学改性形成的O/W乳液也具有很多的优异性能。
例如，TEMPO介导的氧化或大豆分离蛋白对BC的吸附不会改变其接触角，但分别可以稳定液体石蜡和十二烷。
在TEMPO介导的BC氧化过程中，C6上的羟基被羧酸基团选择性取代，改变了连续相中的氧化细菌纤维素的网络结构，使乳液具有较低的储存和损耗模量，乳液稳定性较低。
用大豆蛋白修饰的细菌纤维素在界面组装稳定液滴，冻干后制成可食用泡沫。
这些例子进一步突出了BC稳定乳液的可调节性和应用的普遍性，并且减少了化学改性的成本、步骤，这种优势可能会使表面改性BC在工业中得到更广泛的应用。
利用天然的细菌纤维素通过分子间相互作用构建多糖复合物，并系统的探究了外部环境与浓度对复合物的组装行为和乳化性能的影响，通过多维度表征阐述其主要稳定机制。
发现羧甲基壳聚糖的加入使得乳液的稳定性得到提升，且使得乳液对pH表现敏感，乳液稳定性受到pH影响较大。
随后通过改变BC的浓度，来详细探究乳液稳定的机制。认为在pH 9.6时，通过改变BC浓度可以调节空位稳定效应的强度，且强度随BC浓度的增加而增加，防止油滴的碰撞和聚集。
而在pH 7.0时复合物在油水界面形成了致密的弹性吸附层来稳定乳液。阐明在不同pH值下，BC/CCS基乳液都有优异的稳定性，但稳定的主要机制有所差异。
但在强酸条件下，BC/CCS复合物就会失去乳化能力。另外，利用大豆卵磷脂与细菌纤维素相互作用制备了水包油乳液，浓度对乳液稳定体系有较大影响，浓度的增加使覆盖在液滴表面的胶束增多，有助于乳液稳定的提升，但对乳液粘弹性的提升幅度较低。
pH对乳液稳定性影响较小，但能明显改变乳液稳定过程的机制，对乳液粒径有明显影响：较高的pH下，乳液主要依赖空位稳定作用来阻止液滴间的靠近，而在较低的pH下，会吸附BC形成网络屏障阻止液滴絮凝，使乳液在极端pH条件下仍具有良好的稳定性，且对乳液粘弹性无较大影响。
由于细菌纤维素自身的特性，在未经化学修饰的情况下，在乳液方面的应用研究不够深入。通过构建不同类型的多糖复合物体系，制备出了对pH敏感度不同的乳液，旨在进一步扩大细菌纤维素在乳液方面的应用，为之后的工作提供经验。
