单腔室是最为简单的一种乳液存在形式，它由两种互不相溶的液体组成，其中一种液体的液滴悬浮在另一种液体的连续相中，可以用来保护或有效输送与内相具有良好互溶性的物质。单腔室乳液的油-水界面通常是不稳定的，需要添加乳化剂才能达到动力学稳定状态。与其它结构形式相比，单腔室乳液具有制备步骤简单、生产成本低廉等优势，在pH值、温度、压力等条件变化下乳液结构不会轻易发生改变，更易于批量生产和大范围应用。

水包油型（O/W）和油包水型（W/O）乳液

O/W和W/O乳液作为单腔室结构体系的代表，已经在各个领域得到广泛应用。O/W乳液是一种将细小油滴分散在水相中的体系，而W/O乳液则是将水滴分散在连续油相中。乳液的界面结构可以由多种组合方式构成，例如小分子表面活性剂、大分子生物聚合物及其衍生物、复合物、带有相反电荷的不同乳化剂、固体颗粒或以上多种乳化剂的联合使用，其中由固体颗粒稳定的乳液被称为Pickering乳液。图1以O/W乳液为例，简要描绘出了由单一乳化剂以及复合乳化剂稳定的乳液的界面结构图。

通常情况下，乳化剂会在高速剪切等方式的强机械作用力下与油相和水相充分接触，进而有序的排列在油-水界面层，形成弹性界面膜；界面膜会通过降低油-水界面张力来保护乳液液滴结构，使其在一段时间内不会因正常外界条件的变化而出现扩张破裂等现象，最终达到稳定乳液的目的。大多数乳液会在添加表面活性剂、固体颗粒等几天、几个月甚至几年内表现出稳定状态。然而，由于两相之间界面张力的存在，使得乳液成为一种热力学不稳定的亚稳态系统，具体表现为水、油两相会随着时间的延长逐渐分离，主要的不稳定性机制包括重力分离、絮凝、聚结和Ostwald熟化。其中，重力分离是指在乳液储存过程中，由于密度差异，油相会逐步聚集到油-水界面导致界面膜加厚，致使乳液分层；聚结作用体现为乳液中两个或多个小液滴相互吸引，从而组成一个更大液滴；Ostwald熟化则是指小的乳化液滴开始消失，大的乳化液滴不断扩大的现象。絮凝作为单腔室乳液最微妙、最复杂的失稳机制，是指乳液液滴之间的相互排斥能力小于相互吸引能力，大部分分散液滴以小团或大团（絮）的形式近距离存在的一种状态，如图2所示。

随着乳液液滴的增大，絮凝作用会不断增强。通常采用显微镜、流变学或通过光散射的粒度分布分析来评估乳液中絮凝的存在及其程度。此外，根据乳化剂浓度的不同，絮凝作用主要分为桥接絮凝和耗竭絮凝两种，其中桥接絮凝是指乳化剂的浓度无法满足结构需要，无法将内层液滴完全包裹，进而出现乳化剂共享的现象，桥接絮凝必须使用强剪切力才能产生破坏；与之相反，耗竭絮凝是由过量乳化剂吸附在油-水界面而引发的，只需轻轻搅拌或稀释就能恢复原样。由于以上多种不稳定机制的存在，要想保证乳液结构不被轻易破坏，必须满足以下2点：第一，选择适宜的乳化剂，即乳化剂的pH值、结构等必须与所要制得的乳液相匹配，尤为重要的是乳化剂粒子间的斥力被要求具有足够的范围和强度，以克服重力、对流、布朗运动以及短期范德华力的综合作用；第二，选择适当的水、油、乳化剂比例，确保乳化剂的浓度可以使油-水界面达到饱和状态，避免出现桥接絮凝或耗竭絮凝等状况。

图1 O/W乳液结构图

图2单腔室乳液的亚稳定状态及絮凝状态

目前关于O/W和W/O乳液的研究主要体现在以下2方面：第一方面是寻找更加高效、稳定、安全的天然乳化剂。茶多酚棕榈酸酯、芒草中的纤维素纳米纤维（Cellulose nanofibrils，CNFs）、竹笋中的不溶水性膳食纤维（Bamboo shoot dietary fiber，BSDF）以及芦丁水合物（Rutin hydrate，RH）-强抗氧化类黄酮物质均已被研究人员发现，并成功制备出了具有高稳定的单腔室乳液体系。Fincheira等以大豆卵磷脂、植物油、壳聚糖和海藻酸钠为原料制备乳液，包埋挥发性有机化合物（Volatile organic compounds，VOCs），成功代替化学药品起到促进作物生长的作用，同时减少对环境和人体的危害。另一方面是被用作制备低脂产品或包封生物活性成分（如疏水性多酚、ω-3脂肪酸、植物甾醇、β-胡萝卜素等）。Iona等和Pehlivanogˇlu等研究证实高脂肪饮食可增加糖尿病、肝脏、血管并发症等多种慢性疾病的发生。

同时，脂肪也会给产品带来独特的风味、口感或其它偏好特性。想要在减少脂肪使用的同时保证食品的质构不被破坏成了广大研究人员的一大挑战。2020年，Yang等通过改变乳液凝胶的结构属性，设计出了一款低脂蛋黄酱产品，拓宽了制作低脂肪食品的方法，使低脂产品的全面推广成为可能。在包封生物活性成分方面，Wang等以黄原胶和海藻酸丙二醇酯（Propylene glycol alginate，PGA）为稳定剂，构建出的O/W乳液将具有多种有益功效的叶黄素成功包封。此外，芹菜素、亚麻籽油等也通过乳液包封的形式提高了生物利用度，拓宽了应用范围。

其它

随着食品行业工业化设备与原料的不断发展，更多类型的乳液已经被成功开发。水包水型（W/W）乳液作为一种胶态分散体系，由两种处于热力学平衡状态的不混溶水相组成，其中一种水相的液滴包裹在另一种水相中。与O/W或W/O乳液相比，W/W乳液界面张力较低，可以更好地保持生物活性物质在该体系中的稳定性。然而由于W/W乳液的液滴间不存在明显的斥力相互作用，极易引发聚结或絮凝，造成不可逆转的相分离，并且经研究发现W/W乳液不能通过添加表面活性剂来稳定界面。为此，研究人员尝试了多种解决方案，目前较好的解决办法就是添加微凝胶颗粒作为稳定剂或者添加增稠剂，将乳液直接转变为凝胶状态，通过降低流动性，减少外界环境对乳液液滴的破坏效果，达到预防相分离以及稳定乳液体系的目的。Poonam等构建了一种食用羧甲基纤维素-明胶W/W乳液体系，将益生菌直接导入微凝胶内，保护并有效传递了活的益生菌。除此之外，研究还发现了当粒子倾向于连续相向外突出时，乳液的稳定性最好。非水乳液（O/O乳液）也已被报道。O/O乳液是一种新型的、较为罕见的乳液，可以用来对一些水溶性较差的活性物质进行微胶囊运输。

表1几种单腔室乳液在食品中的应用

表1简单例举了几种单腔室乳液的应用，由于自身结构简单，在一些应用场景中还存在限制，相信在未来更多种类的乳液会被开发创造并成功应用于食品市场，为食品产业的发展提供不竭动力。