丁酸多孔淀粉酯的制备及其作为Pickering乳液稳定剂的应用研究

来源 :甘肃农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:troy0215
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Pickering乳液是一类具有对芯材保护和控释性能,且安全性较高的优质乳液体系。天然淀粉(Natural starch,NS)具有的环保、绿色、安全等特点,使其成为制备Pickering乳液较具优势的固体颗粒稳定剂之一。丁酸(Butyric acid,BA)是能够预防机体发生结肠癌的短链脂肪酸,可将其作为疏水基团与淀粉颗粒发生酯化反应来提升NS的乳化性能。多孔淀粉(porous starch,PS)比表面积和孔隙率两方面的优势远高于天然淀粉,以其作为反应主体可提升反应效率,制得取代度(Degree of substitution,DS)更高的丁酸多孔淀粉酯(Butyric acid modified porous starch,BA-PS)。本研究以酶改性后的PS为主体,BA为客体,制备BA-PS,对其进行结构和性能表征,并以BA-PS作为Pickering乳液的稳定剂来探究其乳化性;最后以BA-PS Pickering乳液为载体,进一步探究其在临床抗癌药物紫杉醇中(Paclitaxel,PTX)的应用价值,以期为丁酸多孔淀粉酯作为Pickering乳液稳定剂的应用研究提供一定的理论依据。研究结果主要如下:(1)以天然玉米淀粉为原料,采用酶法制备的PS比表面积为3.91 m~2/g、平均孔径为11.13 nm,该法在保留NS原有结晶结构和颗粒形态的基础上,赋予颗粒从表面贯穿至内部的蜂窝状多孔结构。(2)以PS为主体,BA为客体,制备了DS为0.023~0.176的BA-PS,FT-IR和NMR结果表明酯化反应成功完成;SEM与XRD结果表明BA-PS很好的保留了PS的颗粒结构和结晶结构,但BA-PS的相对结晶度会随DS的增大而减小;热性能TGA结果表明酯化改性提升了淀粉的热稳定性,且随DS的增大热稳定性逐渐增强;DSC结果表明酯化改性增加了淀粉的耐糊化性能;体外消化结果表明,BA改性显著提升了NS的消化抗性(p<0.05),且该性能与DS呈正相关,本研究中制备的最大DS的BA-PS其抗性淀粉含量达到40.79%。(3)分别以NS、PS和三种不同改性程度的BA-PS为稳定剂制备O/W Pickering乳液,来探究BA改性对淀粉乳化性能的影响。结果表明,NS、PS的乳化能力较差,BA改性后淀粉的乳化性和乳化稳定性均得到了极大的提升。三种不同DS的BA-PS稳定的乳液其乳化指数依次为42.61%、73.61%和85.43%,随DS的增大乳化能力逐渐增强;BA-PS随改性程度的加深,稳定的乳液液滴尺逐渐减小,且乳液液滴均匀性越好,乳液体系的粘度越大,zeta电位值越小,油滴表面形成的淀粉层越致密,乳液结构越好;不同改性程度的BA-PS稳定的乳液在50天内均表现出很好的贮藏稳定性。(4)BA-PS Pickering乳液在负载PTX的应用研究中,乳液表征结果显示,PTX的加入并不会影响BA-PS的乳化性和乳化稳定性。乳液体系对PTX的包封率最高达到82.12%;30天储存过程中PTX的最大保留率为77.31%。体外释放结果表明:BA-PS Pickering乳液在经过模拟人体消化系统时,PTX在经小肠系统消化过程中开始大量释放,经小肠消化6 h后,三种不同DS乳液的最终PTX释放率分别为85.59%、77.46%、73.53%。BA-PS Pickering乳液极大的提高了PTX的生物利用率。综上,本研究制备的丁酸多孔淀粉酯具有较好的抗消化性和乳化性,以其为稳定剂制备的Pickering乳液,可进一步进行药物或活性物质的递送研究。
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