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辛烯基琥珀酸淀粉钠的性质及应用

大C-会员头像-www.bzwz.com标准物质网 大C 0 43 2021-04-04
【摘要】综述了辛烯基琥珀酸淀粉钠((OSA淀粉))的表面和界面性质、、流变特性和冻融稳定性,,以及其在食品、、化妆品和医药等领域中的应用%对不同植物来源OSA淀粉在水中的临界聚集浓度((CAC))进行对比分析,,研究OSA淀粉与黄原胶、、.-0-卵黄球蛋白等物质之间的相互作用对乳液氧化稳定性的影响;评估了OSA淀粉在材料科学领域的潜在应用,,OSA淀粉中的辛烯基可以有效地相互作用,,赋予薄膜良好的防水性能,,同时OSA淀粉可作为相容剂改善复合材料的机械性能;;运用峰值粘度((PV))、、冷浆粘度((CPV""和热浆粘度((HPV))等实验参数和冻融循环实验研究了OSA淀粉的糊化特性和冻融稳定性,,总结了各因素在OSA淀粉作为乳化剂和封装剂时所产生的影响
  • 0引言

    淀粉是一种天然的糖类聚合物,广泛应用于食品和医药等行业-随着工业应用的发展,淀粉自身固有的缺点如水溶解度低、功能性差和加工性能差限制了其在众多领域中的应用-淀粉改性是指改变分子结构,改善一项或多项功能特性,满足工业产品应用需求。辛烯基琥珀酸淀粉钠(OSA淀粉)由Caldwell和Wurzburg在1953年首次合成叫OSA淀粉的化学结构如图1所示。与天然淀粉相比,OSA淀粉含有亲水和疏水基团,具有良好的双亲性,因而有着更广泛的应用。

    OSA淀粉可以用于任何需要乳化剂的行业国。OSA淀粉表现出优异的乳化性能現OSA改性改善了淀粉的固有缺陷,提高了淀粉的结合、增稠、凝胶和分散等性能。例如,淀粉改性有利于凝胶的形成,这种凝胶在低pHOHCa+值下表现出更好的稳定性和抗剪切能力。美国食品和药物管理局已允许在食品中使用3%的OSA。辛烯基的取代使淀粉具有疏水性,削弱了淀粉内部键合作用,使淀粉颗粒结合在一起。有益于人体健康的功能性食品的需求不断增加,OSA淀粉这种两亲性聚合物无毒无害,广泛应用于各种行业,特别是在制药、乳化、封装和凝胶生产等领域.

    1OSA淀粉的表面活性和粘性

    1.1表面活性

    1.1.1水中团聚体的形成疏水基团改性使淀粉具有两亲性。与其他常用淀粉衍生物相比,OSA淀粉具有更好的降低空气/水界面表面张力和界面张力的性能旳。当界面饱和时,两亲性大分子开始聚集"Krstonosic等人冋提出临界胶束浓度,但这个术语具有误导性,因为淀粉分子具有多分散性和较大的尺寸,根据IUPAC778的定义,会形成大的聚集体,而不是胶束。因此,临界聚集浓度(CAC)这个术语更准确。

    Krstonosic的研究用了两种商用改性蜡质玉米淀粉,采用了四种不同的技术:粘度法、电导法、表面张力法和染料增溶法。根据样品和技术的不同,CAC的范围在0.41?O.NNg/L之间。这些值远低于Varona等人罔报道的值,在4.5?6.6g/L之间(四种商用蜡质玉米淀粉和木薯淀粉);Jarnstrom等人798报道OSA马铃薯淀粉(DSt0.018)的CAC值为1-8g/Lo这种方法得到的值高度依赖于疏水界面的总体积与面积之比,因此,来自不同的方法参数的值之间的比较必须解释这一点。OSA淀粉还与其他大分子相互作用。NtawuVulilyayo等人7108首先怀疑OSA淀粉与黄原胶存在相互作用,随后被Krstonosic等人7118证实。Magnusson等人7128研究了OSA淀粉与卵黄球蛋白的相互作用"研究发现,这种相互作用高度依赖于pH,当pH=4时,两者相互作用最强。

    卵黄球蛋白/OSA淀粉复合物的形成也依赖于相应的质量比-光透射实验表明,形成复合物的质量比为2:1。Scheffler等人7138表明OS-植物糖原和#-聚赖氨酸的结合能够有效地阻断活性化合物的渗透,因此,乳液具有较高的脂质氧化稳定性。

    1.1.2表面和界面性质经OSA化学改性后,淀粉大分子的疏水性显著提高。Prochaska等人7148报道即使DS低,OSA淀粉可以显著降低空气/水和甲苯/水界面的表面和界面张力。此外,OSA淀粉疏水性随DS的增加而增加,木薯淀粉经OSA修饰后吸水能力显著下降.其他研究人员评估了OSA淀粉在材料科学中的潜在应用,在材料科学中,界面往往在产品性能中发挥关键作用。J!r&str"m等人问用改性马铃薯淀粉作为高岭土颗粒在水中的高效分散剂。与氧化和乙酰化交联淀粉相比,OSA淀粉薄膜具有更好的防水性能附。薄膜的阻隔性能与淀粉大分子的重组能力有关。

    OSA淀粉中的辛烯基可以有效地相互作用,使薄膜具有紧密的微孔,水几乎不能通过其扩散。Jansson等人问报道羟丙基淀粉比OSA淀粉具有更好的防水性能,但羟丙基淀粉的DS值远高于OSA淀粉。BenArfa等人何以OSA淀粉为纸涂层,包封肉桂醛和香芹酚两种抗菌化合物。淀粉链与纸张表面具有良好的附着力,辛烯基具有疏水性,可逐步释放疏水性化学物质。

    多糖作为廉价的可持续资源,越来越多地与聚合物结合使用,制备部分可降解塑料。主要的挑战是在保持塑料良好物理化学性能的同时,增加生物源成分的比例。Lawton等人凹制备了淀粉衍生物/聚酯复合材料,但用OSA淀粉代替未改性淀粉并没有显著改善聚酯的机械性能。Evangelista等人㈣研究了OSA淀粉复合改性对线性低密度聚乙烯(LLDPE)性能的影响%结果表明,在低密度聚乙烯中加入改性淀粉或天然淀粉均能降低薄膜的拉伸强度和伸长率;与未改性淀粉相比,OSA淀粉对聚乙烯的机械性能影响较小%Rivero等人㈤将OSA淀粉作为相容剂用于LLDPE/淀粉共混物中,以增强这两种聚合物之间的相互作用%添加10%的增容剂可显著改善复合材料的力学性能.

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