干热改性辅助酶解制备多孔淀粉及其应用

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本文以多孔淀粉为主要研究对象,采用干热处理辅助酶解的方法对天然玉米淀粉进行改性制备多孔淀粉,并优化了制备工艺。分析对比了酶解处理、干热处理、干热辅助酶解处理对淀粉形态结构和理化性质的影响。以多孔淀粉为载体吸附姜黄素,结合果胶/海藻酸钠制备了结肠定位给药微粒。研究主要为进一步优化多孔淀粉制备工艺、提高多孔淀粉品质以及扩大淀粉的应用领域提供理论依据。主要研究内容如下:1.以玉米淀粉为原料,优化干热辅酶解制备多孔淀粉的工艺条件。通过单因素试验、Plackett-Burman筛选试验和Box-Behnken Design响应面试验得到多孔淀粉的最优制备条件。筛选试验结果表明对淀粉吸附率影响显著的因素为酶解时间、酶解温度、复合酶添加量、pH和干热温度,其他因素不显著。在此试验基础上进行了响应面试验,确定了淀粉的最优制备条件:酶解温度50℃,酶解时间10h,复合酶添加量3%,pH5.0,干热温度130℃。2.通过扫描电镜、比表面及孔径测试仪、热重分析仪、X射线衍射仪等仪器分析研究了酶解处理、干热处理、干热辅助酶解处理对淀粉颗粒形态结构和理化性质的影响,分析了淀粉的吸附能力、晶体结构、热特性、比表面积及孔隙度等。干热辅助酶解制备的多孔淀粉吸附能力大于酶解淀粉。干热处理使得淀粉表面出现破损和凹坑,与单一酶解制得的多孔淀粉相比,干热辅助酶解制得的淀粉表面产生了更多数量的孔洞,且比表面积和总孔容积显著增大。XRD和FT-IR的结果表明干热处理和酶解均没有使淀粉产生新的基团,也未改变淀粉的晶型,但孔洞的产生破坏了淀粉颗粒的形态结构,相对结晶度增大,酶解反应更易在淀粉的无定形区进行,且干热辅助酶解制备的多孔淀粉较酶解淀粉具有更高的相对结晶度。RVA结果表明经不同改性处理后,淀粉的粘度参数均小于天然淀粉,形成孔洞的淀粉粘度参数显著下降,且干热辅助酶解制备的多孔淀粉粘度最小,表明干热处理促进了酶解过程中酶与淀粉的反应,降低了其粘度。3.以多孔淀粉为载体,以果胶、海藻酸钠为材料制备了姜黄素-多孔淀粉/果胶/海藻酸钠微粒,并研究了微粒在模拟肠液中的释放特征。多孔淀粉对姜黄素的吸附量随姜黄素浓度的增加而增加,吸附量最大达到6.64mg/g。姜黄素-多孔淀粉/果胶/海藻酸钠微粒在胃和小肠模拟液中,药物释放率较低,而药物在结肠模拟液中发生突释,微粒具有较好的结肠定位释放性能。
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