冷水可溶高直链酯化淀粉的制备及其乳液性质研究

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高直链玉米淀粉(HAMS)具有独特的结晶结构、热性能以及优良的力学特性,使得其在低升糖食品、活性成分包埋以及可降解材料领域具有广阔的应用前景。用HAMS颗粒构建Pickering乳液是食品化学的研究热点,但其亲水性强、冷水溶解度差等缺陷,严重阻碍了其加工和应用。因此,本文从HAMS分子结构特性出发,尝试在乙醇溶剂热环境中对HAMS进行酯化改性,通过固相机械研磨、乙醇溶胀等方法提高HAMS冷水可溶性,制备冷水可溶酯化淀粉(M-HAMS),同时对其构筑的高内相Pickering乳液(HIPPEs)和多重Pickering乳液进行研究,主要内容如下:(1)月桂酸(LA)与HAMS反应制备酯化LA-HAMS的研究:采用乙醇溶剂热与机械研磨相结合对HAMS进行酯化改性并研究了酯化淀粉(LA-HAMS)的乳化能力。结果表明:酯化反应后HAMS的晶体结构由B型转变为B+V型,水接触角由44.5°提高到79°,疏水性增强。油相体积分数(φ)为30 vol%,LA-HAMS颗粒浓度为5.5 wt%时,所制备的Pickering乳液zeta电位绝对值为69.5 m V,乳液稳定性高。(2)冷水可溶M-HAMS颗粒的制备及其乳液性质研究:利用机械研磨和乙醇溶胀过程强化HAMS的冷水可溶性,优化乙醇溶剂热制备条件,获得了性能优异的M-HAMS颗粒。研究表明:M-HAMS颗粒在水相和乳液中完全溶胀成致密的分子链,这种三维网络结构提高了乳液的稳定性。乳液的氧化稳定性也随着M-HAMS浓度和φ的增加而增强,乳液p H值为5~9或乳液中Na Cl的浓度为50~200 mmol/L时,体系中阴、阳离子的变化对乳液的流变性没有产生显著的影响,所制备的乳液氧化稳定性好。(3)M-HAMS颗粒构筑稳定的HIPPEs研究:以玉米油为油相,通过制备过程的调控,用M-HAMS颗粒制备了稳定的HIPPEs。通过乳液形貌、粒径、zeta电位以及流变性的分析可知:当φ=75 vol%,M-HAMS浓度为2.0~5.0 wt%时可成功制备出凝胶状的HIPPEs,M-HAMS浓度为3.0 wt%时能够稳定φ高达90 vol%的HIPPEs。HIPPEs液滴呈现出高度紧密堆积状。随着M-HAMS浓度和φ的增加,乳液粘度升高,储能模量增加,体系结构稳定。此外,HIPPEs还表现出较低的温度依赖性和良好的触变性。(4)W/O/W Pickering乳液的制备研究:多重稳定乳液的制备受其制备过程的影响很大。本文研究了W/O/W Pickering乳液的形成过程、LA的存在环境以及乳液的稳定机理。结果表明:直接使用M-HAMS颗粒制备的乳液,低颗粒浓度时,乳液液滴大小不均,易产生聚集现象;增大颗粒浓度,多重乳液不稳定。将M-HAMS颗粒均匀分散于油相,利用LA溶于弱碱性水相中所形成的表面活性剂协同效应,以及二者所形成的不同界面,制备出了稳定的W/O/W Pickering乳液。
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