芋头淀粉纳米颗粒的制备、酯化改性及其在润肤霜中的应用

发布时间：2020-05-14 17:45

【摘要】：我国芋头栽培历史悠久,种植范围广,产量逐年增加,但芋头块茎水分含量高,易腐烂,不利于芋头产业的发展,进行芋头深加工显得尤为重要。芋头淀粉占芋头干重的70%左右,具有许多优良性质,颗粒小,颗粒均匀,白度高,是芋头精深加工的重要方向。本文以芋头淀粉为原料,研究了芋头淀粉纳米颗粒的制备工艺、性质及辛烯基琥珀酸改性,以酯化改性芋头淀粉纳米颗粒为乳化剂制备了Pickering乳液,并将酯化改性芋头淀粉纳米颗粒应用到润肤霜中,为芋头淀粉的精深加工提供了参考依据。以粒径为指标,通过酶解回生法研究了芋头淀粉纳米颗粒的制备工艺,并分析了其理化性质。通过单因素实验研究了淀粉乳浓度、酶添加量、酶解时间和回生时间对芋头淀粉纳米颗粒粒径的影响,在此基础上选取这四个因素进行响应面试验,优化了芋头淀粉纳米颗粒的制备工艺,确定最佳工艺为:淀粉乳浓度12.16%、酶添加量3.03PUN/g淀粉、酶解时间4.02h、回生时间18.12h。经过改性后,芋头淀粉纳米颗粒粒径在200nm左右,比表面积增大,相对结晶度降低,分子间作用力和氢键作用增强。通过湿法对芋头淀粉纳米颗粒进行了辛烯基琥珀酸改性,采用响应面法优化了制备工艺,并研究了其性质。通过单因素实验研究了淀粉乳浓度、反应p H、反应温度、反应时间和OSA添加量对酯化改性芋头淀粉纳米颗粒取代度的影响,选取淀粉乳浓度、反应p H、反应温度和反应时间四个因素进行响应面试验,优化了酯化改性芋头淀粉纳米颗粒的制备工艺,确定最佳工艺条件为:OSA添加量为10%、淀粉乳浓度22%、反应p H为8.5、反应温度为36℃、反应时间5h。对酯化改性芋头淀粉纳米颗粒性质研究发现,酯化改性主要发生在无定形区,颗粒的晶型没有发生变化,引入了羰基基团,颗粒的粒径大小没有明显变化。以酯化改性芋头淀粉纳米颗粒为乳化剂制备了Pickering乳液,酯化改性芋头淀粉纳米颗粒的水分散性很好,颗粒的乳化能力随取代度的增大逐渐增大,乳液乳化稳定性也呈增大趋势,制备的乳液的粒径在8.7μm~16.92μm,荧光显微镜观察到乳液液滴随着取代度的增大逐渐减小,粘度逐渐增大,具有明显的非牛顿假塑性行为。将酯化改性芋头淀粉纳米颗粒添加到润肤霜中,取代了原润肤霜配方中的单硬脂酸甘油酯,确定了制备润肤霜的最佳条件:酯化改性芋头淀粉纳米颗粒的添加量为1%,香精添加量为0.3%,乳化时间30min,乳化温度75℃,搅拌速度600r/min。对制备的润肤霜进行感官评价,理化指标检测,卫生指标检测,结果表明润肤霜呈均匀的乳白色,细腻,有良好的涂抹性,理化、卫生各项指标均符合要求。
【图文】：

结构图,辛烯基琥珀酸淀粉酯,结构图

图 1.1 辛烯基琥珀酸淀粉酯结构图Fig.1.1 The structure diagram of starchy ester of octyl succinic acid基琥珀酸淀粉酯的制备工艺与原理琥珀酸淀粉酯是淀粉链上的羟基与辛烯基琥珀酸酐酯化形粉与酸酐发生亲核取代反应，淀粉与催化剂作用解离成阴酸酐的羰基碳，酸酐环被打开，一端与淀粉分子的羟基反应羧酸与碱性试剂反应形成羧酸钠。反应过程中产生的羧酸来中和，使反应向正反应的方向进行。pH 太低，逆反应就琥珀酸淀粉酯的生产效率就会降低。反应方程式如图 1.2。生产辛烯基琥珀酸淀粉酯主要有三种方法：水相法、有机相，也被称为湿法。将淀粉配制成一定浓度的淀粉乳，用碱10，在一定温度下，向淀粉乳中缓慢加入用乙醇或异丙醇稀，反应过程中用碱性试剂保持 pH 恒定。反应完成后，用涤、干燥即得成品。因为反应以水为介质，几乎不使用化学

辛烯基琥珀酸淀粉酯,反应方程式

图 1.2 辛烯基琥珀酸淀粉酯反应方程式Fig.1.2 Reaction equation of octyl succinic acid starch ester基琥珀酸淀粉酯的性质及应用其衍生物经过辛烯基琥珀酸改性后，粘度升高，糊化温度作为乳化剂和增稠剂应用于食品、医药、化妆品等领域。业中，辛烯基琥珀酸淀粉酯可以稳定无醇饮料中的香料香拉伯胶，被广泛应用于各种橙汁饮料、碳酸饮料、含乳饮粉酯还可以很好的稳定高粘高油体系，可以同时代替乳化阶段非常有效的分散，体系均一、稳定，并改善了产品的质酸淀粉酯还可以作为微胶囊壁材、脂肪替代品应用到风味发中。工业中，以辛烯基琥珀酸淀粉酯为基质载体的药片，具有琥珀酸淀粉酯还可以用于粘合石膏剂，，增强乳胶的粘合力
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TS236;TQ658.2

【参考文献】