OSA淀粉消化特性和基团分布的研究及应用
发布时间：2021-03-02 13:43
辛烯基琥珀酸淀粉酯（OSA淀粉）在食品中应用非常广泛。OSA基团的引入,增强了淀粉的抗消化性,降低了淀粉基食品的升糖指数,同时也使其具有作为药物缓释载体的潜力。因此,本文选择不同晶型和直链含量的玉米淀粉进行OSA改性,首先分析OSA改性对淀粉的理化特性和结构特征的影响,随后进一步研究OSA基团在淀粉颗粒和淀粉链上的分布机制与淀粉消化特性的关系,最后将其应用于药物缓释载体,研究其缓释性能。旨在研究OSA淀粉结构与功能特性的关系,为其在抗消化食品和药物缓释载体的应用中提供一定的理论基础。本文的主要研究内容和结果如下:首先,以蜡质（WS）、普通（NS）和高直链（HS）三种不同种类玉米淀粉为原料制备取代度（DS）为0.02和0.05的OSA淀粉,研究OSA改性对其理化特性和结构特征的影响。结果表明:不同种类淀粉的反应效率由大到小顺序为HS>WS>NS。改性后,淀粉的溶胀性增加,且A型淀粉（WS和NS）增加程度较B型淀粉（HS）高。显微形态分析发现,随DS增加,淀粉表面破坏程度增加。红外结构和结晶结构特征表明,改性降低了A型淀粉的短程有序和长程有序程度。淀粉链长分布分析表明,改性后,...
【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
OSA淀粉结构[8]
薪峁狗治觯??髁薕SA基团在改性甜玉米可溶性淀粉中的分布和位置，此结果与Bai等人的研究具有一定的相似性。刘微[54]进一步对OSA基团在蜡质玉米淀粉外链和内链上的分布进行了深入的研究，结果表明，随DS增加，OSA基团在淀粉分支点、外链和内链上的的分布数量均呈增加趋势，且基于OSA基团在淀粉外链上均匀分布的假设，得出随DS增加，OSA淀粉在外链上的出现位置距离非还原端的距离减小，并为淀粉乳化性质的改进提供新的思路。而OSA基团在淀粉链上的分布，必然也与淀粉的消化性质存在一定的联系，但目前此类研究尚未报道。图1-2OSA基团在不同DS的淀粉上的分布模型（左：DS=0.018；右：DS=0.092）[52]Fig.1-2Proposedmodelstructuresforoctenylsuccinatedstarcheswithdegreesofsubstitutionof0.018(left)and0.092(right)[52]1.5随着人们生活水平的提高，慢性病患者增加，医药领域对于药物的缓释和控释的发展要求越来越高。缓释药物不仅能够减少每日给药次数，而且能够维持患者体内血药浓度处于相对稳定的状态，提高药物疗效，降低治疗成本。目前，羟丙基甲基纤维素（Hydroxypropylmethylcellulose，HPMC）是药物缓释常用的载体物质，但其成本较高，因此研发其他成本较低的载体显得至关重要。淀粉是一种可降解的天然生物大分子，是自然界中的第二大可再生的碳水化合物。我国淀粉资源丰富，其价格低廉、绿色环保可再生并且具有一定的抗消化性，因而具有作为药物缓释载体的潜力。但是，天然淀粉压实性较差，抗酸和抗酶解特性需要进一步提高，因此需要对其进行一定的改性处理。OSA淀粉作为一种改性淀粉，安全性已经得到广泛的认可，并且经OSA改性的淀粉具有良好的溶胀性和抗消化性等特性。这对其作为药物缓释载体具有非常重要的作用，因此，以OSA淀粉?
链间的相互作用，促进了淀粉的膨胀，并且OSA基团能够实现淀粉分子间的交联，使得淀粉的弹性程度增强[76]。随直链淀粉含量增加，NS-OSA和HS-OSA均表现为弹性和黏性随DS增加而降低的趋势。这可能是因为淀粉颗粒的非结晶程度随直链淀粉含量增加而增加，OSA基团的引入能够影响直链淀粉的重排，对淀粉凝胶网络的形成造成一定的影响，并且随着直链含量增加，淀粉吸水膨胀受到抑制，阻碍淀粉网络结构的形成，弹性程度降低[67]。2.4.6OSA淀粉的表观结构可以通过SEM显微镜进行观察，观察到不同种类的天然淀粉及对应的OSA改性淀粉如图2-3所示，图2-3（a-c）中，三种淀粉颗粒均具有较为完整的颗粒结构，表面较为光滑，破损少。不同直链含量淀粉的表观形态不同，WS颗粒主要呈不规则形状，颗粒表面有棱角，大小相对均匀；NS主要呈现不规则形状，大部分呈现多角形，也有部分呈现圆形，表面有棱角；HS颗粒主要呈现椭圆形，表面光滑，但部分颗粒表面有乳状的突起。其他研究中也有相似报道[20,77]。图2-3不同种类天然淀粉及对应OSA淀粉SEM图：（a-c）天然蜡质、普通、高直链淀粉；（d-f）DS为0.02的蜡质、普通、高直链OSA淀粉；（g-i）DS为0.05的蜡质、普通、高直链OSA淀粉Fig.2-3SEMofdifferentkindsofnaturalandcorrespondingOSAstarches:(a-c)WS,NS,HS,respectively;(d-f)WS-OSA,NS-OSA,HS-OSAwithDSof0.02,respectively;(g-i)WS-OSA,NS-OSA,HS-OSAwithDSof0.05,respectively
【参考文献】：
期刊论文
[1]辛烯基琥珀酸酶解淀粉酯的性质和显微结构研究[J]. 张雪春,郑为完,涂宗财,林红辉,王振兴,孔令伟. 光谱学与光谱分析. 2010(11)
博士论文
[1]OSA淀粉的结构特征与乳化性质的相关性分析[D]. 刘微.江南大学 2019
[2]影响OSA淀粉乳液中β-胡萝卜素生物可给率的要素分析[D]. 林全全.江南大学 2018
[3]凝胶型缓释辅料脱支淀粉的制备及其释药行为研究[D]. 刘国栋.江南大学 2017
[4]药物缓释性载体用脱支淀粉的研究[D]. 洪雁.江南大学 2015
[5]淀粉疏水改性基团分布及其构效关系[D]. 王婵.华南理工大学 2015
[6]以OSA变性淀粉为乳化剂的纳米乳液制备及特性研究[D]. 梁蓉.江南大学 2013
硕士论文
[1]乳清分离蛋白对淀粉消化特性的影响及其作用机制研究[D]. 杨翠红.江南大学 2019
[2]茶碱共晶溶解过程理论研究[D]. 赵爽辰.北京化工大学 2019
[3]多酚与玉米淀粉的相互作用及其对淀粉消化和加工特性的影响[D]. 万芊.江南大学 2018
[4]细菌β-淀粉酶异源表达及碳分解代谢物阻遏的研究[D]. 郭瑞.江南大学 2018
本文编号：3059361
【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
OSA淀粉结构[8]
薪峁狗治觯??髁薕SA基团在改性甜玉米可溶性淀粉中的分布和位置，此结果与Bai等人的研究具有一定的相似性。刘微[54]进一步对OSA基团在蜡质玉米淀粉外链和内链上的分布进行了深入的研究，结果表明，随DS增加，OSA基团在淀粉分支点、外链和内链上的的分布数量均呈增加趋势，且基于OSA基团在淀粉外链上均匀分布的假设，得出随DS增加，OSA淀粉在外链上的出现位置距离非还原端的距离减小，并为淀粉乳化性质的改进提供新的思路。而OSA基团在淀粉链上的分布，必然也与淀粉的消化性质存在一定的联系，但目前此类研究尚未报道。图1-2OSA基团在不同DS的淀粉上的分布模型（左：DS=0.018；右：DS=0.092）[52]Fig.1-2Proposedmodelstructuresforoctenylsuccinatedstarcheswithdegreesofsubstitutionof0.018(left)and0.092(right)[52]1.5随着人们生活水平的提高，慢性病患者增加，医药领域对于药物的缓释和控释的发展要求越来越高。缓释药物不仅能够减少每日给药次数，而且能够维持患者体内血药浓度处于相对稳定的状态，提高药物疗效，降低治疗成本。目前，羟丙基甲基纤维素（Hydroxypropylmethylcellulose，HPMC）是药物缓释常用的载体物质，但其成本较高，因此研发其他成本较低的载体显得至关重要。淀粉是一种可降解的天然生物大分子，是自然界中的第二大可再生的碳水化合物。我国淀粉资源丰富，其价格低廉、绿色环保可再生并且具有一定的抗消化性，因而具有作为药物缓释载体的潜力。但是，天然淀粉压实性较差，抗酸和抗酶解特性需要进一步提高，因此需要对其进行一定的改性处理。OSA淀粉作为一种改性淀粉，安全性已经得到广泛的认可，并且经OSA改性的淀粉具有良好的溶胀性和抗消化性等特性。这对其作为药物缓释载体具有非常重要的作用，因此，以OSA淀粉?
链间的相互作用，促进了淀粉的膨胀，并且OSA基团能够实现淀粉分子间的交联，使得淀粉的弹性程度增强[76]。随直链淀粉含量增加，NS-OSA和HS-OSA均表现为弹性和黏性随DS增加而降低的趋势。这可能是因为淀粉颗粒的非结晶程度随直链淀粉含量增加而增加，OSA基团的引入能够影响直链淀粉的重排，对淀粉凝胶网络的形成造成一定的影响，并且随着直链含量增加，淀粉吸水膨胀受到抑制，阻碍淀粉网络结构的形成，弹性程度降低[67]。2.4.6OSA淀粉的表观结构可以通过SEM显微镜进行观察，观察到不同种类的天然淀粉及对应的OSA改性淀粉如图2-3所示，图2-3（a-c）中，三种淀粉颗粒均具有较为完整的颗粒结构，表面较为光滑，破损少。不同直链含量淀粉的表观形态不同，WS颗粒主要呈不规则形状，颗粒表面有棱角，大小相对均匀；NS主要呈现不规则形状，大部分呈现多角形，也有部分呈现圆形，表面有棱角；HS颗粒主要呈现椭圆形，表面光滑，但部分颗粒表面有乳状的突起。其他研究中也有相似报道[20,77]。图2-3不同种类天然淀粉及对应OSA淀粉SEM图：（a-c）天然蜡质、普通、高直链淀粉；（d-f）DS为0.02的蜡质、普通、高直链OSA淀粉；（g-i）DS为0.05的蜡质、普通、高直链OSA淀粉Fig.2-3SEMofdifferentkindsofnaturalandcorrespondingOSAstarches:(a-c)WS,NS,HS,respectively;(d-f)WS-OSA,NS-OSA,HS-OSAwithDSof0.02,respectively;(g-i)WS-OSA,NS-OSA,HS-OSAwithDSof0.05,respectively
【参考文献】：
期刊论文
[1]辛烯基琥珀酸酶解淀粉酯的性质和显微结构研究[J]. 张雪春,郑为完,涂宗财,林红辉,王振兴,孔令伟. 光谱学与光谱分析. 2010(11)
博士论文
[1]OSA淀粉的结构特征与乳化性质的相关性分析[D]. 刘微.江南大学 2019
[2]影响OSA淀粉乳液中β-胡萝卜素生物可给率的要素分析[D]. 林全全.江南大学 2018
[3]凝胶型缓释辅料脱支淀粉的制备及其释药行为研究[D]. 刘国栋.江南大学 2017
[4]药物缓释性载体用脱支淀粉的研究[D]. 洪雁.江南大学 2015
[5]淀粉疏水改性基团分布及其构效关系[D]. 王婵.华南理工大学 2015
[6]以OSA变性淀粉为乳化剂的纳米乳液制备及特性研究[D]. 梁蓉.江南大学 2013
硕士论文
[1]乳清分离蛋白对淀粉消化特性的影响及其作用机制研究[D]. 杨翠红.江南大学 2019
[2]茶碱共晶溶解过程理论研究[D]. 赵爽辰.北京化工大学 2019
[3]多酚与玉米淀粉的相互作用及其对淀粉消化和加工特性的影响[D]. 万芊.江南大学 2018
[4]细菌β-淀粉酶异源表达及碳分解代谢物阻遏的研究[D]. 郭瑞.江南大学 2018
本文编号：3059361
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