基于双水相体系淀粉微球的构建及其应用特性研究

发布时间：2020-03-22 21:23

【摘要】：高分子微球由于其特殊的尺寸和结构在许多重要领域起到了特殊而关键的作用。淀粉微球因其原料来源广泛、价格低廉、环境友好、绿色安全、可再生周期短等优势而备受研究者关注。目前,淀粉微球的制备主要采用反相乳液悬浮法,该法在实际生产制备过程中会使用大量有机溶剂,不符合“环境友好型社会”建设理念。双水相体系作为一种应用前景广阔的绿色方法,在生物分离、萃取和色谱分析已得到广泛研究。近几年,虽已有国内外学者将双水相体系引入淀粉微球的制备,但相关文献较少,还没有真正构建双水相体系的开发应用。相关的研究仅限于通过物理法或湿法酸解蜡质玉米淀粉,研究其在双水相体系中的重结晶行为,未深入探索淀粉分子量范围对淀粉微球在双水相体系形成的影响,也没有探索不同来源淀粉对淀粉微球形成过程的影响,对其应用特性及其作为药物载体的研究更是空白。在双水相体系中制备淀粉微球无需使用有机溶剂,没有添加乳化剂,所制备的淀粉微球使用安全性更高,是载药释药材料的新选择。本论文在已有淀粉微球制备方法的基础上,提出了环境友好型双水相体系制备淀粉微球的新思路,主要包括以下内容:通过酸解预处理得到一系列不同分子量的淀粉样品,在双水相体系中利用淀粉的凝沉特性制备淀粉微球。结果表明:酸水解淀粉的分子量对淀粉微球的外观形貌、晶体结构和热特性参数有显著的影响。在使用淀粉分子量≤1.057×10~5 g/mol的水解样品时,可以制备出具有轮廓清晰的球形淀粉微球;但随着淀粉分子量的降低,淀粉微球表面变粗糙,其晶型类型从B+V混合型向A型转变,相对结晶度由28.0%提高到35.5%。在双水相体系固化淀粉微球的过程中,采用不同温度循环的方式研究了温度处理对淀粉微球的影响,并通过Avrami方程探索了淀粉微球的重结晶行为。结果表明,不同的温度及温度循环次数对淀粉微球的晶体结构、热特性、在酸环境和α-淀粉酶条件下的稳定性有显著的影响。淀粉经过双水相体系重结晶成淀粉微球后,其结晶类型从A型转变为B+V型。随着温育时间的增加,淀粉微球的相对结晶度、糊化温度和H值增加。在30℃条件下制备的淀粉微球的这些值高于在4℃或4/30℃循环条件下制备的。Avrami方程分析表明,晶体在4/30℃条件下的重结晶速率比等温条件下快得多,所有淀粉微球的成核模式是瞬时成核。在低于糊化温度下,使用α-淀粉酶和(或)普鲁兰酶预处理蜡质玉米淀粉,探索淀粉分子量、分子结构、糊粘度等因素对双水相体系中淀粉微球形成的影响。结果研究表明,酶处理方式会影响淀粉微球的外观形态、结晶结构、相对结晶度以及淀粉微球的热糊化特性,影响淀粉微球对酸环境和酶作用条件下的稳定性。将在双水相体系中制得的淀粉微球作为药物载体,以姜黄素为载药模型,进行淀粉微球吸附载药特性研究。需要达到载药量适中,能够缓释的效果,要求淀粉微球轮廓清晰,单一分散,粒径分布均匀,结构稳定,机械性能强。在不同储存环境下药效释放稳定,进入体内后不易出现快速崩解,达到药物缓释的效果。通过扫描电镜、X-射线衍射和差式扫描量热仪等仪器观察检测,并通过体外模拟人体消化系统实验探索淀粉微球结构的稳定性。结果表明,在双水相体系中制备的淀粉微球表现出较好的缓释效果,可以考虑作为药物载体或活性物质传输体系。
【图文】：

色谱,淀粉颗粒

分子的脱水葡萄糖单位数目。聚合度乘以脱水葡萄糖（AGU）单位相对分子质量便得到淀粉相对分子质量。直链淀粉和支链淀粉的 DP 差别很大。淀粉分子链长也是其分子大小的一个表征。测定链长分布的方法有两种，一种是采用酶法，即采β-淀粉酶水解支链淀粉，将 A 链和 B 链的外部除掉，生成麦芽糖。根据链外部偶数或奇数 AGU，确定极限糊精支叉位置为 2 个还是 3 个 AGU，然后确定平均链内链及外链的平均长度。另一种方法是采用 HP-SEC 色谱进行分析。首先用异淀对淀粉样品进行脱支、冷冻干燥处理，，再将处理过的淀粉样品溶于二甲基亚砜中HP-SEC 系统中根据淀粉大小（流体分子体积）进行洗脱分离，经普鲁兰标准物校后得到的淀粉分子的链长分布。1.2.3 淀粉颗粒特性淀粉颗粒的形状与大小取决于其来源、生长部位及生长期。常见的淀粉颗粒形有球形、椭圆形、多边形、圆盘状等。正常玉米淀粉和蜡质玉米淀粉呈圆形或多边形

形貌,结晶,结晶结构,淀粉

只有 1-2μm。高直链淀粉中除了多边形或粒。研究发现，直链淀粉含量越高，其丝状颗粒越的淀粉颗粒形貌还随着其生长部位和生长期的不同上部的为圆形，长在胚芽两旁的多为多边形。马铃薯粉颗粒直径变大，椭圆形结构随之增多。的形态大小可因遗传因素及环境条件不同而异，但所颗粒在周期性光合作用过程中，形成以脐点为中心定型层和半结晶层以环层状交替排列，但二者并没结晶区和无定形区交替组成（如图 1-2 所示）。结构结构主要分为 A 型和 B 型（见图 1-3）。A 型淀粉，在此晶胞内，12 个吡喃葡萄糖基单元在两个左旋
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O636.12

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