盡管機械設(shè)備力降低了木薯淀粉的粒度,提升了反映面積,提升 了化學(xué)反應(yīng)高效率,但這類預(yù)備處理也致使了木薯淀粉的明顯溶解。
Huang等明確提出了另一種更為有發(fā)展前景的辦法來提升木薯淀粉的面積,使實驗試劑更非常容易滲入木薯淀粉的內(nèi)部。選用α一胃蛋白酶預(yù)備處理的辦法制取微孔板玉米粉,X射線電子器件能譜儀分析表明,不但在木薯淀粉顆粒物說明發(fā)覺了OS官能團,并且在里面和結(jié)晶地區(qū)也發(fā)覺了OS官能團。運用相同的方式 ,Bai等選用胃蛋白酶和葡糖糖化酶的混合物質(zhì)制取微孔板果蠟玉米粉顆粒物,因為微孔板提升了木薯淀粉顆粒物的面積,改性材料反映高效率高些。
4、別的生成全過程
另一種提升化學(xué)反應(yīng)高效率和減短反應(yīng)速度的辦法是在超高壓高溫下對木薯淀粉開展OSA改性材料。Shogren等在120℃干躁玉米粉,隨后將其與醋酸和OSA混和。反映在差示掃描儀量熱儀(DSC)鍋中開展。在180℃反映20min后,DS約為0.5,反映高效率為65%。試驗結(jié)果顯示,因為不用金屬催化劑和中合解決,轉(zhuǎn)化成的副產(chǎn)品較少,但木薯淀粉分子結(jié)構(gòu)鏈顯著溶解。Kim等將木薯淀粉和OSA在水(高溫,低pH)中混和,隨后高溫干躁,制取了OSA果蠟稻米木薯淀粉。而嚴謹?shù)脑囼灅藴蕰斐上鄬Ψ肿淤|(zhì)量的明顯降低,這代表著木薯淀粉在這個環(huán)節(jié)中發(fā)生了明顯的溶解。
另一種迅速得到OSA木薯淀粉(高DS)的辦法是微波加熱輔助改性材料。Biswas等最先報導(dǎo)了在5min內(nèi)得到OSA改性材料木薯淀粉(DS=0.3)。Rivero等也采用了相同的方式 。最先,將木薯淀粉放進堿性溶液中飄浮活性,隨后過慮,真空干燥機。將活性后的木薯淀粉與OSA在純凈水中混和,隨后開展微波輻射,7min后取得了OSA木薯淀粉(DS=0.045)。
3 、OSA木薯淀粉的結(jié)構(gòu)類型
(1)碳鍵度(DB)的測量
碳鍵度(DB)是碳鍵點均值總數(shù)占每一個木薯淀粉分子結(jié)構(gòu)中糖苷鍵均值總數(shù)目的百分數(shù)。磁共振(NMR)是一種穩(wěn)定的表現(xiàn)技術(shù)性,只需保證試品徹底勻稱融解,NMR就可以對其精確精確測量。殊不知實際上,水不可以充分融解全部的木薯淀粉試品,尤其是直鏈淀粉成分高的試品。DMSO-d6已被確認能夠充分融解木薯淀粉,殊不知來源于甲基的不穩(wěn)定質(zhì)子或是一切帶有可互換質(zhì)子的官能團都呈現(xiàn)出廣泛的峰,進而掩藏了其余的峰,使DB的測算復(fù)雜。但是,已經(jīng)有方式解決這種峰。Hemandez等應(yīng)用DMSO-d6和D2O的混合物質(zhì)(80/20)替代純DMSO—d6,但假如D2O的增加占比不精準,則會發(fā)生溶解性和光譜儀不清楚的難題。Nilsson等將木薯淀粉溶解DMSO—d6前完成了預(yù)氘化,即溶解燒開的D2O后低溫干燥,該辦法合理但耗時費力。Tizzotti等報導(dǎo)了一種迅速立即的方式 ,應(yīng)用少許的氘代三氟乙酸(TFA—d1)就可以使木薯淀粉甲基的可互換質(zhì)子向高頻率挪動,進而使1H NMR譜圖清楚明晰。
(2)OSA木薯淀粉取代度(DS)測量
①滴定法
測OSA木薯淀粉DS的滴定管方式有二種。第一種辦法是將物質(zhì)在堿性溶液中皂腳,隨后滴定管不必要的堿。一般,OSA木薯淀粉飄浮在堿性溶液(一般為NaOH或KOH)中,OS官能團產(chǎn)生皂化反應(yīng)。隨后用含有顯色劑的鹽酸溶液滴定管水溶液中過多的堿。
在第二種方式中,OSA木薯淀粉分散化在硫酸/等保水溶液中。過慮后,用等保清洗固態(tài)廢棄物,直到無氯離子含量(用硝酸銀溶液檢驗),隨后分散化于純凈水中。最終將混合物質(zhì)燒開,用顯色劑和燒堿水溶液滴定管中合。
雖然這二種滴定管方式因便捷而被普遍應(yīng)用,但都具有一定的缺陷;(i)每一次DS測算必須2~59物質(zhì)才可以維持精確;(ii)必須對純天然未改性材料木薯淀粉開展表現(xiàn),但有一些商業(yè)服務(wù)商品可能早已被改性材料過,難以獲得真真正正的原材料。
②磁共振(NMR)
磁共振(NMR)被普遍用以表現(xiàn)高聚物的有機化學(xué)改性材料(如OSA木薯淀粉)。根據(jù)OS官能團跟木薯淀粉出現(xiàn)異常質(zhì)子峰抗壓強度比率測算DS,如圖4所顯示。在嚴控的標準下,OS官能團和木薯淀粉的峰才可以在同一譜圖上展示出去。跟滴定法對比,NMR的每一次表現(xiàn)只需用少許的試品(一般約2~5mg)。除此之外,NMR能夠與此同時測量OSA木薯淀粉試品的DS和DB值,但磁共振在工業(yè)生產(chǎn)上并不常見。
Shih等以D2O做為有機溶劑,木薯淀粉試品一部分融解,隨后開展NMR表現(xiàn)。水溶難題還可以利用在堿性溶液中水解反應(yīng)減少木薯淀粉相對分子質(zhì)量或是用α一胃蛋白酶對試品開展預(yù)備處理來處理。殊不知,OSA淀粉是兩親性生物大分子,根據(jù)親水性功效在水中團圓,導(dǎo)致NMR表現(xiàn)結(jié)果關(guān)鍵峰抗壓強度變?nèi)?,最后造成DS數(shù)值誤差。
DMSO/LiBr水溶液已被證實能夠充分融解一切濃度值的木薯淀粉試品,OSA還可溶解DMSO,這好像是最合適OSA木薯淀粉用以NMR表現(xiàn)的有機溶劑管理體系。
木薯淀粉分子結(jié)構(gòu)的主甲基一般比次級線圈甲基反映性強,殊不知,OSA的替代關(guān)鍵產(chǎn)生在面粉的C-2和C-3甲基上,在C-6甲基中并沒有發(fā)覺替代物。
③傅里葉變換紅外光譜分析(FTIR)
雖然許多 畢業(yè)論文應(yīng)用FTIR來科學(xué)研究木薯淀粉改性材料后是不是存有OSA官能團,但僅有極少數(shù)應(yīng)用其測算取代度(DS)。與純天然木薯淀粉的紅外光譜分析對比,OSA酯化反應(yīng)后發(fā)生2個新的消化吸收峰,1726cm-1和1572 cm-1,各自相應(yīng)于酯基的C=O伸縮式震動和羧基的不一樣伸縮式震動。這兩個消化吸收帶的抗壓強度伴隨著DS的增加而擴大,而且在1726cm-1處的消化吸收峰和DS的抗壓強度呈線性相關(guān)。殊不知,F(xiàn)TIR只適用測量高DS(≥0.3),不適感用以大多數(shù)的工業(yè)生產(chǎn)運用,如食品級不銹鋼商品(DS≤0.02)。
3、分子式的測量
OSA木薯淀粉的分子式難得少有報導(dǎo)。點評復(fù)雜性的多分散化支化高聚物的結(jié)構(gòu)類型,必須不一樣的技術(shù)參數(shù)來反映分子的大小構(gòu)造。Chung和Thirathumthavom等運用均值玻璃化溫度估計有機化學(xué)改性材料前的木薯淀粉、稻米木薯淀粉和果蠟玉米粉的數(shù)均相對分子質(zhì)量Mn。根據(jù)測量強酸徹底水解反應(yīng)木薯淀粉前后左右還原性糖成分得到Mn。盡管這個辦法很普遍且易實際操作,但銜接的OS官能團或分散OSA都很有可能影響還原性糖的測量。除此之外,該技術(shù)性僅適用直鏈淀粉等低含量化學(xué)物質(zhì)。
(1)容積清除色譜分析(SEC)
SEC是根據(jù)分子結(jié)構(gòu)的容積(流動力學(xué)容積)尺寸而分離出來,可用作定量分析全支化木薯淀粉和酶解支化后木薯淀粉的含量遍布。為了更好地合理地量化分析分子大小,分子結(jié)構(gòu)務(wù)必徹底融解在溶液中。根據(jù)更改有機溶劑的pH或水解反應(yīng),木薯淀粉能夠溶解,進而溶解有機溶劑中。Shogren等運用SEC測量普魯蘭酶酶解后的OSA果蠟玉米粉的相對分子質(zhì)量,過柱相為0.1 M NaCl,1 mM磷酸鉀緩沖溶液,0.02%NaN3,pH為6;Kim等還應(yīng)用水過柱相(50 mMNaNO,)來表現(xiàn)由果蠟稻米木薯淀粉做成的全支化試品,試品在生成流程中發(fā)生了明顯溶解,明顯增強了其水溶。P6rez-Gallardo等應(yīng)用DMSO對酸解蠟貢玉米粉開展預(yù)融解,隨后應(yīng)用水相流動性相(NaN03緩存 0.02%NaN3,40℃)開展SEC表現(xiàn)。
(2)非對稱加密勢流一流分餾(AF4)
SEC會致使高摩爾質(zhì)量支化生物大分子(如支鏈淀粉)的裁切溶解,AF4可取代為另一種測量法??墒?,因為DMSO中折光率檢驗存有頻率穩(wěn)定度的難題,該方式不可以用以天然植物木薯淀粉。Nilsson等應(yīng)用AF4來明確OSA木薯淀粉的尺寸;由于木薯淀粉被充足溶解,能夠溶解水過柱液中,進而防止了DMSO數(shù)據(jù)信號噪音難題。除此之外,AF4分析數(shù)據(jù)說明,髙壓勻質(zhì)對木薯淀粉鏈有較強的影響功效,分子結(jié)構(gòu)摩爾質(zhì)量減少水平與勻質(zhì)全過程中的滲流標準相關(guān)。
四、總結(jié)
近十幾年來,OSA木薯淀粉生成和表現(xiàn)行業(yè)的參考文獻總數(shù)明顯提升。雖然一些新的生成全過程被報導(dǎo),但在水中開展OSA木薯淀粉改性材料具備無毒性沒害和試驗標準柔和(溫度約30至35℃,pH約為8.5)的優(yōu)勢,因而依然是最普遍采用的技術(shù)性。
雖然提升生成標準一直是科研的主題風(fēng)格,但極少有創(chuàng)作者科學(xué)研究改性材料產(chǎn)品的構(gòu)造表現(xiàn)方式。盡管報導(dǎo)者會給予取代度(DS),但通常缺乏別的構(gòu)造主要參數(shù)如碳鍵度(DB)、平均分子量、生物大分子規(guī)格構(gòu)造和多分散性等。殊不知,這種主要參數(shù)很有可能對OSA木薯淀粉的最后作用特點造成關(guān)鍵危害。對OSA木薯淀粉構(gòu)造主要參數(shù)實現(xiàn)全方位的表現(xiàn),將有利于能夠更好地了解商品的物理化學(xué)特性。