辛烯基琥珀酸木薯淀粉鈉無(wú)醇酯化制備與表征

摘""要：辛烯基琥珀酸淀粉鈉（starch"sodium"octenyl"succinate，"SSOS）是以淀粉與辛烯基琥珀酸酐（octenyl"succinic"anhydride，"OSA）酯化制得的食品添加劑。本研究采用OSA乳化法替代有機(jī)試劑分散OSA對(duì)木薯淀粉進(jìn)行酯化制備辛烯基琥珀酸木薯淀粉鈉（tapioca"starch"sodium"octenyl"succinate，"TSSOS）并對(duì)其進(jìn)行表征。結(jié)果表明：大豆卵磷脂（soybean"phospholipid，"SP）為乳化劑制備的OSA乳液體系具有較好的穩(wěn)定性和分散性，SP添加量為1.00%制備的SSOS（1.00%"SP-SSOS）比異丙醇分散OSA制備的SSOS（IPA-SSOP）具有更高的辛烯基琥珀酸基團(tuán)（OS基團(tuán)）含量、取代度（DS）以及取代效率（SE）。傅里葉紅外光譜顯示，1.00%"SP-SSOS和IPA-SSOS均在1572"cm–1和1726"cm–1處出現(xiàn)了2個(gè)新的特征峰，其中1.00%"SP-SSOS的特征峰強(qiáng)度更強(qiáng)。激光共聚焦掃描顯微鏡分析也證實(shí)了熒光標(biāo)記的OS基團(tuán)在1.00%"SP-SSOS中熒光強(qiáng)度略強(qiáng)，少部分淀粉顆粒內(nèi)部顯示亦有OS基團(tuán)，這說(shuō)明利用高壓均質(zhì)以及SP乳化劑將OSA分散為微米級(jí)乳液再進(jìn)行酯化，可以提高OSA與淀粉的接觸面積從而提高酯化反應(yīng)效率。綜上所述，采用OSA乳化法替代有機(jī)試劑分散OSA制備SSOS的方法可行，本研究為無(wú)醇酯化反應(yīng)體系應(yīng)用在SSOS大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)中提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：木薯淀粉；無(wú)醇酯化；辛烯基琥珀酸淀粉鈉；取代度；激光共聚焦掃描顯微鏡中圖分類號(hào)：TS"236.9""""""文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Preparation"and"Characterization"of"Tapioca"Starch"Sodium"Octenyl"Succinate"with"Non-alcohol"Esterification

GAO"Yuanyuan1，"LI"Ruyi1*，"LI"Yingying1，"ZHOU"Wei1，"HUANG"Xiaobing1，"PENG"Shaodan1，"LI"Jihua1，2

1."Agricultural"Products"Processing"Research"Institute"/"Key"Laboratory"of"Tropical"Crop"Products"Processing，"Ministry"of"Agriculture"and"Rural"Affairs，"Zhanjiang，"Guangdong"524001，"China;"2."Chinese"Academy"of"Tropical"Agricultural"Sciences，"Haikou，"Hainan"524091，"China

Abstract："Starch"sodium"octenyl"succinate"is"a"food"additive"produced"by"the"process"of"esterification"using"starch"and"octenyl"succinic"anhydride."In"this"study，"the"tapioca"starch"sodium"octenyl"succinate"was"prepared"and"characterized"with"non-alcohol"esterification"by"substitutingnbsp;the"organic"reagent-dispersed"OSA"with"the"OSA"emulsification"technique."The"results"showed"that"OSA"emulsion"prepared"with"soybean"phospholipid"（SP）"as"an"emulsifier"had"good"stability"and"dispersibility."The"octenyl"succinic"acid"group"content，"degree"of"substitution，"and"substitution"efficiency"of"1.00%"SP-SSOS"made"using"OSA"emulsions"with"1.00%"SP"emulsifiers"were"found"to"be"greater"compared"to"IPA-SSOS"made"using"isopropanol-dispersed"OSA."FT-IR"showed"that"1.00%"SP-SSOS"and"IPA-SSOS"had"two"new"characteristic"peaks"at"1572"cm–1"and"1726"cm–1，"with"1.00%"SP-SSOS"having"a"stronger"peak"intensity."Confocal"laser"scanning"microscopy"confirmed"that"the"fluorescence"intensity"of"the"fluorescence-labeled"OS"group"was"slightly"stronger"in"1.00%"SP-SSOS，"and"a"few"starch"particles"contained"OS"groups"inside."The"results"indicated"that"the"use"of"high-pressure"homogenization"and"emulsifiers"to"disperse"OSA"into"micron-sized"oily"droplets"for"esterification"could"increase"the"contact"area"between"OSA"and"starch，"improving"the"efficiency"of"the"esterification"reaction."To"summarize，"it"is"possible"to"produce"SSOS"by"utilizing"the"OSA"emulsification"technique"as"an"alternative"to"organic"reagents"for"dispersing"OSA."This"study"would"provide"a"reference"for"the"application"of"an"alcohol-free"esterification"reaction"system"in"the"large-scale"industrial"production"of"SSOS.

Keywords："tapioca"starch;"non-alcohol"esterification;"starch"sodium"octenyl"succinate;"degree"of"substitution;"confocal"laser"scanning"microscopy

DOI："10.3969/j.issn.1000-2561.2024.12.024

酯化改性是淀粉化學(xué)改性常用的方法之一，通過(guò)向淀粉分子中引入化學(xué)基團(tuán)，形成特定的酯化淀粉，以改善淀粉糊化、凍融穩(wěn)定性等加工特性，擴(kuò)大淀粉的應(yīng)用范圍[1]。辛烯基琥珀酸淀粉鈉（starch"sodium"octenyl"succinate，SSOS）是以淀粉與辛烯基琥珀酸酐（octenyl"succinic"anhydride，OSA）經(jīng)酯化，以及結(jié)合酶處理、糊精化、酸處理、漂白處理、預(yù)糊化中1種或幾種方法加工后制得的食品添加劑[2]。SSOS因其具有兩親性，既是具有表面活性的高分子乳化劑，又具有增稠、穩(wěn)定和一定的保濕性，且因其植物來(lái)源，受到了日益關(guān)注，在食品、藥品以及化工產(chǎn)業(yè)中均具有廣泛的應(yīng)用[3-4]。

制備SSOS一般有3種方法：濕法、有機(jī)溶劑法和干法生產(chǎn)[5]。有機(jī)溶劑法是將淀粉懸浮在惰性有機(jī)溶劑中再加入OSA進(jìn)行反應(yīng)，濕法和干法中加入OSA時(shí)需要利用有機(jī)溶劑，如乙醇、異丙醇將酸酐稀釋后再與淀粉進(jìn)行反應(yīng)[6-8]。利用有機(jī)試劑對(duì)酸酐進(jìn)行稀釋是因?yàn)镺SA在水中的溶解度低，需要利用乙醇或異丙醇對(duì)OSA進(jìn)行稀釋并分散到反應(yīng)體系中的淀粉顆粒表面以提高反應(yīng)效率。但因?yàn)榈矸劢Y(jié)構(gòu)，酯化反應(yīng)效率普遍不高，為了解決這個(gè)問(wèn)題，目前研究多集中在通過(guò)超聲波輔助、酶解、機(jī)械活化等技術(shù)對(duì)淀粉進(jìn)行預(yù)處理以提高SSOS的產(chǎn)品性能[9]。對(duì)酯化反應(yīng)過(guò)程中的OSA需要有機(jī)試劑分散這一步驟少有研究，在大規(guī)模生產(chǎn)過(guò)程中因?yàn)榄h(huán)保要求需要對(duì)有機(jī)試劑進(jìn)行回收，不僅增加生產(chǎn)工序還會(huì)提高生產(chǎn)成本。

針對(duì)這一問(wèn)題，本研究采用OSA乳化法替代有機(jī)試劑分散OSA，基于OSA乳液穩(wěn)定性對(duì)乳化劑進(jìn)行篩選，并以木薯淀粉為原料利用OSA乳液體系無(wú)醇酯化制備SSOS，通過(guò)與常規(guī)方法制備的產(chǎn)品性質(zhì)進(jìn)行比較，以期為無(wú)醇酯化體系在SSOS大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)中應(yīng)用提供參考依據(jù)。

1""材料與方法

1.1""材料

1.1.1""原料""木薯淀粉購(gòu)自佛山市國(guó)農(nóng)淀粉有限公司；OSA購(gòu)自南京古田化工有限公司；單/雙甘油脂肪酸酯（mono-and"diglycerides"of"fatty"acids，MDFA）購(gòu)自丹尼斯克（中國(guó)）有限公司；皂樹皮提取物（quillaja"extract，QE）購(gòu)自宜瑞安食品配料有限公司；大豆卵磷脂（soybean"phospholipid，SP）購(gòu)自杜邦中國(guó)集團(tuán)有限公司。

1.1.2""主要試劑""異丙醇購(gòu)自上海麥克林生化科技股份有限公司；鹽酸購(gòu)自廣州化學(xué)試劑廠；硝酸銀購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；氫氧化鈉購(gòu)自西隴科學(xué)股份有限公司。

1.1.3""儀器設(shè)備""T-25"digital高速剪切機(jī)購(gòu)自德國(guó)IKA公司；AMF-5微射流高壓均質(zhì)機(jī)購(gòu)自ATS安拓思納米技術(shù)（蘇州）有限公司；ZETASIZER"PRO馬爾文粒度儀購(gòu)自英國(guó)馬爾文儀器公司；LUMIIFUGE"111穩(wěn)定性分析儀購(gòu)自羅姆（江蘇）儀器有限公司；自動(dòng)電位滴定儀購(gòu)自瑞士萬(wàn)通中國(guó)有限公司；注射泵購(gòu)自度科工業(yè)科技（上海）有限公司；Nicolet"iN10傅里葉變換顯微紅外光譜購(gòu)自美國(guó)Thermo"Scientifific；AX-R激光共聚焦顯微鏡購(gòu)自日本Nikon公司。

1.2""方法

1.2.1""OSA乳液制備""具體操作步驟如下：分別稱取一定質(zhì)量的OAS和5倍質(zhì)量的去離子水置于燒杯中，水浴加熱至60"℃，MDFA或SP加入到OSA中完全融化，緩慢將OSA倒入剪切狀態(tài)下的水相中，剪切12"000"r/min分散2"min，混合液再經(jīng)過(guò)高壓均質(zhì)30"MPa循環(huán)3次得到OSA乳液。QE加入到去離子水中，OSA倒入水相中，其余相同操作。不同乳化劑均質(zhì)壓力一致。

1.2.2""乳化劑篩選""選擇常用的乳化劑MDFA、QE和SP對(duì)OSA與水進(jìn)行乳化，MDFA添加量按照OSA質(zhì)量分?jǐn)?shù)的0、0.25%、0.50%、1.00%、2.00%、3.00%、4.00%加入OSA中，SP添加量按照OSA質(zhì)量分?jǐn)?shù)的0%、0.25%、0.50%、1.00%、2.00%、3.00%、4.00%加入OSA中，QE添加量按照OSA質(zhì)量分?jǐn)?shù)的0%、0.5%、1.0%、2.0%、4.0%、8.0%加入水相中，制備的OSA乳液通過(guò)離心穩(wěn)定性分析檢測(cè)其穩(wěn)定性，進(jìn)而對(duì)OSA乳液體系的乳化劑及其添加量進(jìn)行初步篩選。

1.2.3""OSA乳液離心穩(wěn)定性測(cè)定""通過(guò)LUMII FUGE"111穩(wěn)定性分析儀進(jìn)行分析。2"mm的PC管中加入乳液至刻度線，設(shè)置轉(zhuǎn)速為2000"r/min，每間隔30"s進(jìn)行1次測(cè)量，記錄150次數(shù)據(jù)繪制穩(wěn)定性圖譜。

1.2.4""粒徑""采用激光衍射粒度分析儀測(cè)定新制備的OSA乳液的粒徑及粒徑分布，用水作為分散劑，設(shè)置折光率為1.47，待遮光率為10%～15%時(shí)，滴加至樣品池中25"℃下測(cè)定。每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)定3次，取平均值。

1.2.5""Zeta電位""采用納米激光粒度儀測(cè)定OSA乳液的Zeta電位。測(cè)定前將樣品充分混勻后用去離子水稀釋100倍，稀釋后的樣品置于DTS1070樣品池中25"℃下進(jìn)行測(cè)定，溫度平衡時(shí)間為120"s，每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)定3次，取平均值。

1.2.6""辛烯基琥珀酸木薯淀粉鈉的制備""參考張玉杰[10]的方法并稍作改進(jìn)，具體如下：將一定質(zhì)量的木薯淀粉（前期經(jīng)過(guò)預(yù)處理）配制成40%（w/w）的淀粉懸液，利用自動(dòng)電位滴定儀自動(dòng)滴加功能調(diào)整淀粉懸液的pH至8.5，保持懸液35"℃，0.5"h，使用注射泵逐滴均勻滴加添加乳化劑分散的OSA乳液（或常規(guī)方法：OSA與異丙醇比例為1∶5），滴加時(shí)間2"h，添加的OSA占淀粉干基的3%，用2%（w/w）NaOH溶液保持體系pH為8.5，酯化反應(yīng)保持4"h。反應(yīng)體系pH完全穩(wěn)定后，用1"mol/L稀鹽酸調(diào)節(jié)體系pH在6.5左右。酯化后淀粉用純水反復(fù)抽濾2次，于45"℃烘箱干燥。

1.2.7""辛烯基琥珀酸基團(tuán)（OS基團(tuán)）含量、取代度（DS）及取代效率（SE）的測(cè)定""參考國(guó)標(biāo)的方法[2]對(duì)無(wú)醇酯化的SSOS以及異丙醇分散OSA制備的SSOS（IPA-SSOP）進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果以O(shè)S基團(tuán)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)。取代度的測(cè)定方法與國(guó)標(biāo)方法一致，按以下公式進(jìn)行計(jì)算：

1.2.8""傅里葉紅外光譜（FT-IR）""將優(yōu)化后的無(wú)醇酯化SSOS（1%"SP-SSOS）與IPA-SSOP置于反射載樣片上，紅外光譜儀的波長(zhǎng)寬度設(shè)定為4000～400"cm–1。分析前，樣品需進(jìn)行干燥以避免濕氣的干擾。

1.2.9""激光共聚焦掃描顯微鏡（CLSM）""參考王嬋[11]的方法并稍作改進(jìn)，分別稱取未酯化的木薯淀粉、1%"SP-SSOS與IPA-SSOP"3個(gè)樣品各0.5"g于50"mL離心管中，加入30"mL蒸餾水和2滴0.1%亞甲基藍(lán)溶液，用0.1"mol/L氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH為8.0，室溫震蕩染色3"h。用無(wú)水乙醇洗滌并離心樣品懸浮液3次，離心條件為4000"r/min、10"min。取少量沉淀樣品置于干凈的玻璃載玻片上并加入1滴水，蓋上蓋玻片，在514"nm激發(fā)波長(zhǎng)下觀察。

2""結(jié)果與分析

2.1""OSA乳液制備

2.1.1""MDFA對(duì)OSA乳液離心穩(wěn)定性影響""離心穩(wěn)定性分析法是一種將光投射與離心法相結(jié)合的，測(cè)定乳液聚結(jié)穩(wěn)定性的方法[12]。其工作原理類似于濁度的測(cè)量，只是在離心狀態(tài)下較短時(shí)間內(nèi)完成，投射光譜的曲線表示樣品長(zhǎng)度中油滴濃度隨時(shí)間的變化[13]。樣品在離心過(guò)程中，透過(guò)率的變化越小，樣品的穩(wěn)定性就越高[14]。

乳狀液是1種或幾種液體以微粒（液滴或液晶）形式分散在另一種不相混溶的液體中構(gòu)成具有相當(dāng)穩(wěn)定性的多相分散體系，由于它們外觀往往呈乳狀，所以稱為乳狀液或乳化液[15]。但因?yàn)橛退w系不穩(wěn)定，需要添加乳化劑提高乳液的穩(wěn)定性。MDFA是食品工業(yè)需求量較大的一種多元醇脂肪酸酯類，其安全無(wú)毒，使用量不受限制[16]。MDFA對(duì)OSA乳液離心穩(wěn)定性的影響如圖1所示，隨著添加量的增加，離心穩(wěn)定性呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢(shì)，MDFA添加量1.00%時(shí)OSA乳液相對(duì)稍好，但仍出現(xiàn)分層現(xiàn)象，乳液聚集在上層，水相聚集在下層。添加量超過(guò)2.00%時(shí)，OSA乳液分為3層，OSA乳液發(fā)生破乳，這可能是因?yàn)镸DFA親油性較強(qiáng)，添加量過(guò)多會(huì)形成油包水（W/O）結(jié)構(gòu)，破壞乳液穩(wěn)定性[17]。

2.1.2""SP對(duì)OSA乳液離心穩(wěn)定性影響""SP是一種從大豆中提取出來(lái)的復(fù)雜混合物，由甘油、磷酸和脂肪酸等成分組成。磷脂因其兩親性（親水性和親脂性），作為一種性能良好的天然離子型表面活性劑和乳化劑被廣泛應(yīng)用在食品工業(yè)中[18-19]。SP對(duì)OSA乳液離心穩(wěn)定性的影響如圖2所示，SP對(duì)OSA乳液離心穩(wěn)定性有較明顯的影響，隨著添加量的增加穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng)，但添加量超過(guò)1.00%后，OSA乳液整體均勻，但表面產(chǎn)生少部分聚凝，這與圖2中圖譜表現(xiàn)一致。

2.1.3""QE對(duì)OSA乳液離心穩(wěn)定性影響""QE是指含有皂素（以干基計(jì)）20%～90%，以皂樹（Quillajasa"ponaria"Molina）的樹皮、樹干或枝條為原料，磨碎后使用水溶劑（一般也稱為皂素提取法）提取出來(lái)經(jīng)凈化、精制等工藝生產(chǎn)的食品添加劑[20]。皂素也稱為皂苷，研究表明皂樹皂苷具有較高的表面活性，能夠形成顆粒尺寸較小的乳液液滴，并且其界面性質(zhì)與非離子表面活性劑Tween"80相似，具有替代吐溫的潛力[21]。QE對(duì)OSA乳液離心穩(wěn)定性的影響如圖3所示，圖譜出現(xiàn)了較稀疏的紅色線條，表明樣品離心較短時(shí)間即出現(xiàn)了油水分離，透光率增大較快，乳液離心穩(wěn)定性差。添加量≥2.0%時(shí)乳液仍出現(xiàn)了較明顯的分層，這可能是因?yàn)镼E為天然乳化劑，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，乳化能力相對(duì)較弱。

2.1.4""3種乳化劑對(duì)OSA乳液粒徑的影響比較分析""由圖1、圖2和圖3比較可知，添加SP制備的OSA乳液離心穩(wěn)定性投射圖譜相對(duì)于MDFA、QE更加密集，說(shuō)明SP對(duì)OSA乳液具有較好的穩(wěn)定效果，初步篩選SP作為穩(wěn)定OSA乳液的乳化劑。為了明確SP添加量對(duì)OSA乳液形成的影響，進(jìn)一步分析SP對(duì)OSA乳液粒徑、Zeta電位及微觀結(jié)構(gòu)的影響。

2.1.5""SP對(duì)OSA乳液粒徑的影響""SP不同添加量對(duì)OSA乳液粒徑分布的影響如圖4所示，隨著SP添加量的增加，OSA乳液平均粒徑逐漸減小，但添加量超過(guò)1.00%后，粒徑的范圍逐漸變寬，這可能是因?yàn)镾P穩(wěn)定OSA乳液的原理是因?yàn)榱字氖杷鶊F(tuán)可以覆蓋在OSA油滴表面將其包裹，磷脂的親水基團(tuán)可以延伸進(jìn)入水中，形成雙親結(jié)構(gòu)，使乳液穩(wěn)定性提高；但SP添加量達(dá)到一定程度后，SP會(huì)形成部分與乳液大小不同的液滴，使OSA乳液液滴分布不均勻、粒徑不同，出現(xiàn)聚集、遷移等現(xiàn)象，從而導(dǎo)致粒徑范圍變寬[22]。根據(jù)圖4所示，SP添加量0.25%～1.00%具有較好的粒徑分布。

2.1.6""SP對(duì)OSA乳液電位的影響""一般來(lái)說(shuō)，Zeta電位絕對(duì)值越大，說(shuō)明OSA乳液越穩(wěn)定，因?yàn)樗峁┝艘粋€(gè)高能靜電屏障來(lái)阻止顆粒聚集和絮凝[23]。隨著SP添加量的增加，Zeta電位絕對(duì)值逐漸增大，但添加量超過(guò)1.00%后，Zeta電位絕對(duì)值逐漸降低，超過(guò)3.00%后顯著減低，SP添加量為0.50%和1.00%時(shí)，OSA乳液液滴間具有較強(qiáng)的靜電斥力，有助于乳液的穩(wěn)定（圖5）。

2.2""辛烯基琥珀酸木薯淀粉鈉表征

2.2.1""辛烯基琥珀酸基團(tuán)含量、取代度及取代效率測(cè)定結(jié)果分析""SP-SSOS與IPA-SSOS中OS基團(tuán)含量、取代度以及取代效率進(jìn)行比較，如表1所示。隨著SP添加量的增加，OS基團(tuán)含量、DS以及SE均呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)。SP添加量在0.50%～1.00%范圍內(nèi)，OS基團(tuán)含量、DS以及SE最高。這與SP制備的OSA乳液的穩(wěn)定性表現(xiàn)一致。而IPA-SSOS各項(xiàng)指標(biāo)均低于SP-SSOS，這可能是因?yàn)镺SA即使分散在異丙醇中，但滴加到淀粉漿中的OSA存在形式為大量不溶的油狀液滴和少量溶解的OSA混合物，顆粒形態(tài)的淀粉與OSA之間的反應(yīng)十分不均勻，顆粒間取代基的分布也不均勻，導(dǎo)致取代度相對(duì)較低[24]。無(wú)醇酯化體系可能是因?yàn)橥ㄟ^(guò)高壓均質(zhì)以及乳化劑將OSA分散為微米級(jí)的油狀液滴，加大了OSA與淀粉顆粒的接觸面積，較小的OSA油狀液滴也更容易進(jìn)入淀粉顆粒內(nèi)部，淀粉與OSA的反應(yīng)效率有所提升[25]。因此，篩選SP添加量為1.00%進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。

2.2.2""傅里葉紅外光譜（FT-IR）分析""紅外光對(duì)特定的官能團(tuán)具有選擇性吸收的能力，可以通過(guò)紅外光譜掃描定性來(lái)分析OS基團(tuán)在酯化淀粉上的接枝情況和短程有序結(jié)構(gòu)受改性的影響程度[7]。圖6表示未酯化淀粉、1.00%"SP-SSOS與IPA-SSOS的傅里葉紅外光譜圖，從圖6中可以看出，1.00%"SP-SSOS與IPA-SSOS均在1572"cm–1和1726"cm–1處出現(xiàn)了2個(gè)新的特征峰，這主要是由羧基的不對(duì)稱拉伸振動(dòng)和C=O拉伸振動(dòng)的伸縮振動(dòng)引起。新特征峰的出現(xiàn)說(shuō)明淀粉中羰基被OSA的酯羰基和羧基取代，OSA被成功引入到淀粉中[26]。圖6顯示，1.00%"SP-SSOS與IPA-SSOS相比，在相同OSA添加量的情況下，1.00%"SP-SSOS比IPA-SSOS具有更強(qiáng)的峰強(qiáng)度，這與取代度等指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果一致。

2.2.3""激光共聚焦掃描顯微鏡（CLSM）分析""CLSM已成為檢測(cè)淀粉顆粒形態(tài)的一種常用手段，已有較多研究利用CLSM揭示淀粉的內(nèi)部結(jié)構(gòu)[27-28]。亞甲基藍(lán)（MB+）作為一種可標(biāo)記負(fù)離子的熒光染色劑，可對(duì)帶負(fù)電荷的OS基團(tuán)進(jìn)行染色標(biāo)記，從而研究OS基團(tuán)在SSOS中的分布[11]。圖7顯示了用MB+染色后獲得的未酯化淀粉、IPA-SSOS和1.00%"SP-SSOS樣品顆粒的CLSM圖。未酯化淀粉未被激發(fā)出熒光（圖7A）。IPA-SSOS與1.00%"SP-SSOS檢測(cè)到不同程度的熒光強(qiáng)度，這表明MB+可特異性標(biāo)記OS基團(tuán)的-"COO-，大部分熒光反映在淀粉顆粒的外圍，可能是因?yàn)槭褂糜袡C(jī)試劑分散OSA，酯化反應(yīng)在顆粒表面進(jìn)行，無(wú)法深入淀粉的無(wú)定形區(qū)（圖7B），這與文獻(xiàn)[29]記載一致。圖7C熒光強(qiáng)度略強(qiáng)，熒光點(diǎn)分布對(duì)比圖7B相對(duì)均勻，少部分淀粉顆粒顯示內(nèi)部亦有OSA基團(tuán)。這表明在不改變淀粉顆粒的情況下，利用高壓均質(zhì)和乳化劑將OSA分散為微米級(jí)的油狀液滴再進(jìn)行酯化，可以提高OSA與淀粉的接觸面積，從而提高酯化反應(yīng)效率，這與之前的取代度、傅里葉紅外光譜的分析結(jié)果一致。

3""討論

SSOS因其特殊的親水親油結(jié)構(gòu)，除了具有良好的乳化性和增稠性，還可作為膳食功能因子的載運(yùn)體[9]。近年來(lái)，為了縮短反應(yīng)時(shí)間，提高反應(yīng)效率，對(duì)傳統(tǒng)制備工藝的替代和改進(jìn)受到越來(lái)越多的關(guān)注。但研究主要集中在淀粉的處理以及反應(yīng)方法的改進(jìn)，對(duì)OSA酯化體系方法改進(jìn)少有研究。

本研究從減少有機(jī)試劑使用量、降低生產(chǎn)成本角度出發(fā)，采用OSA水乳化法替代有機(jī)試劑分散OSA，通過(guò)研究OSA乳液離心穩(wěn)定性、粒徑、電位篩選出合適的乳化劑，以木薯淀粉為原料制備SSOS，通過(guò)測(cè)定SP-SSOS和IPA-SSOS的OS基團(tuán)含量、DS、SE對(duì)酯化淀粉進(jìn)行初步表征及確定乳化劑的添加量，并通過(guò)傅里葉紅外光譜研究酯化淀粉的官能團(tuán)和化學(xué)結(jié)構(gòu)以及激光共聚焦掃描顯微鏡分析OS基團(tuán)在酯化淀粉顆粒中的分布情況。結(jié)果表明，采用OSA水乳化法替代有機(jī)試劑分散OSA制備SSOS具有可行性。通過(guò)比較乳化劑MDFA、QE和SP不同添加量對(duì)OSA乳液離心穩(wěn)定性的影響，初步篩選出SP作為穩(wěn)定OSA乳液的添加劑。進(jìn)一步分析SP不同添加量對(duì)OSA乳液粒徑、電位、酯化木薯淀粉的OS基團(tuán)含量、DS以及SE的影響，確定SP添加量為1.00%。且SP-SSOS的結(jié)果高于IPA-SSOS，說(shuō)明OSA乳液與淀粉顆粒的接觸面積更大，較小的OSA油狀液滴也更容易進(jìn)入淀粉顆粒內(nèi)部。利用傅里葉紅外光譜檢測(cè)1.00%"SP-SSOS與IPA-"SSOS，二者均在1572"cm–1和1726"cm–1處出現(xiàn)了2個(gè)新的特征峰，1.00%"SP-SSOS具有更強(qiáng)的峰強(qiáng)度，說(shuō)明OS基團(tuán)接枝的更多。激光共聚焦掃描顯微鏡分析也證實(shí)了1.00%"SP-SSOS具有略強(qiáng)的熒光強(qiáng)度，少部分淀粉顆粒顯示其內(nèi)部亦有OSA基團(tuán)，這表明在不改變淀粉顆粒的情況下，利用高壓均質(zhì)和乳化劑將OSA分散為微米級(jí)的油狀液滴再進(jìn)行酯化，可以提高OSA與淀粉的接觸面積，從而提高酯化反應(yīng)效率。

本研究初步研究了OSA乳液中乳化劑的篩選及對(duì)SSOS的影響，證實(shí)了采用OSA水乳化法替代有機(jī)試劑分散OSA制備SSOS具有可行性，且1.00%"SP-SSOS與IPA-SSOS相比具有更高的取代度和酯化效率，可為SSOS大規(guī)模生產(chǎn)降本增效提供一定的數(shù)據(jù)支持。但本研究未對(duì)高壓均質(zhì)不同參數(shù)對(duì)OSA乳液穩(wěn)定性的影響和OSA在水乳化體系中的自身水解進(jìn)行深入的研究，后續(xù)還需要進(jìn)一步的試驗(yàn)，以期為無(wú)醇酯化制備SSOS提供更詳細(xì)的數(shù)據(jù)支撐。

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