【摘 要】
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可溶性大豆多糖(SSPS,Soluble soybean polysaccharide)是一种从豆渣中提取出的水溶性阴离子多糖,具有良好的分散稳定性、乳化性和持泡性等性质,应用广泛。SSPS可通过侧链的空间位阻作用协同静电作用力稳定乳液和泡沫体系,但由于其分子量较小、链长较短,稳定作用有待提高。本论文针对上述问题,以SSPS为原料,利用乙酸酐法制备乙酰化可溶性大豆多糖,以期提高其乳化性能和起泡性能
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可溶性大豆多糖(SSPS,Soluble soybean polysaccharide)是一种从豆渣中提取出的水溶性阴离子多糖,具有良好的分散稳定性、乳化性和持泡性等性质,应用广泛。SSPS可通过侧链的空间位阻作用协同静电作用力稳定乳液和泡沫体系,但由于其分子量较小、链长较短,稳定作用有待提高。本论文针对上述问题,以SSPS为原料,利用乙酸酐法制备乙酰化可溶性大豆多糖,以期提高其乳化性能和起泡性能。本研究筛选出适宜的水溶液体系对SSPS进行乙酰化改性并优化其制备工艺,在此基础上对产物进行超滤分离,探讨乙酰化修饰对大豆多糖结构和性质的影响。主要研究结果如下:第一,筛选适用于SSPS进行乙酰化改性的溶剂体系。以乙酰取代度为指标,分别通过正交试验优化SSPS在甲酰胺和水溶液中改性的条件。在甲酰胺中制备Ac-SSPS(F)的最佳条件为:液料比15:1,反应温度50℃,反应时间4 h,此时产物相对乙酰取代度(RDS)为0.474;在水溶液中制备Ac-SSPS(W)的最佳条件为:液料比15:1,反应温度40℃,反应时间1.5 h,此时产物RDS为1.257。红外光谱图表明两者均成功接入乙酰基,Ac-SSPS(F)仅在p H为12的水溶液中完全溶解,而Ac-SSPS(W)在p H2~12范围均能完全溶解,且在获得较高RDS的同时所需反应温度较低、反应时间较短,故选用水溶液为所需改性体系,并以Ac-SSPS(W)进行后续实验,以下简称为Ac-SSPS。第二,研究乙酰化修饰对大豆多糖结构的影响。利用超滤技术对Ac-SSPS进行分级分离得到不同分子量范围的组分——Ac-SSPS(H,high molecular weight)和Ac-SSPS(L,low molecular weight),对SSPS、Ac-SSPS、Ac-SSPS(H)和Ac-SSPS(L)进行结构表征。结果表明,乙酰化改性后SSPS的分子量增加,分子链舒展程度增强,且超滤分离能有效将Ac-SSPS分为大、小两种分子量区间的组分。Ac-SSPS、Ac-SSPS(H)和Ac-SSPS(L)均在红外光谱图1740 cm-1左右和1245 cm-1左右出现乙酰酯基C=O的和C-O的伸缩振动峰,且三者均在核磁共振氢谱δ1.2~2.2 ppm处检出乙酰基特征峰。第三,研究乙酰化修饰对大豆多糖性质的影响。SSPS、Ac-SSPS、Ac-SSPS(H)和Ac-SSPS(L)的黏度、Zeta电位绝对值、起泡性和乳化性大小顺序均为:Ac-SSPS(H)>Ac-SSPS>Ac-SSPS(L)>SSPS,超滤分离后Ac-SSPS(H)的粒径在320 nm左右,Ac-SSPS(L)的粒径在100 nm左右。说明SSPS经乙酰化后分子链舒展程度增加,更易发生缠结,且乙酰基的引入使其出现两亲性,经超滤分离得到的Ac-SSPS(H)由于分子量大、分子链更舒展,乙酰化程度高表现出更优越的起泡性能和乳化性能。最后,研究SSPS、Ac-SSPS、Ac-SSPS(H)和Ac-SSPS(L)所稳定的乳液的稳定性。SSPS经乙酰化改性后制备的乳液受温度和p H影响小,由SSPS稳定的乳液在储藏过程中粒径由500 nm增加到微米级,出现明显油层上浮现象。而由Ac-SSPS(H)稳定的乳液粒径为300 nm左右,且在28天储藏过程中没有明显变化,受温度和p H影响较小,其乳液稳定性显著好于其他三种大豆多糖所稳定的乳液。
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