景悅，劉華玲，史苗苗, ，劉延奇, *

1. 鄭州輕工業(yè)大學(xué)食品與生物工程學(xué)院（鄭州 450002）；2. 食品生產(chǎn)與安全河南省協(xié)同創(chuàng)新中心（鄭州 450002）

淀粉主要由直鏈淀粉和支鏈淀粉組成，直鏈淀粉主要是由α-1, 4糖苷鍵連接而成的聚合物，在配體的存在下，如二甲基亞砜（DMSO）、碘、溴化鉀、氫氧化鉀（KOH）、芳香化合物、脂質(zhì)、脂肪酸和線性醇等[4]，直鏈淀粉發(fā)生構(gòu)象變化，形成具有親水性表面和疏水性內(nèi)螺旋孔道左手單螺旋結(jié)構(gòu)的直鏈淀粉復(fù)合物[5]。因此，直鏈淀粉可用作包埋疏水性客體分子的壁材料。直鏈淀粉包埋多種分子形成復(fù)合物的研究已有數(shù)十年，近幾年才有直鏈淀粉作為生物活性物質(zhì)載體的系統(tǒng)性研究[6]。

試驗使用直鏈淀粉為原料，在乙醇溶液中構(gòu)建茶多酚/直鏈淀粉單螺旋包和體系。研究反應(yīng)時間、茶多酚添加量、乙醇體積分?jǐn)?shù)和反應(yīng)溫度4個反應(yīng)參數(shù)對茶多酚包埋率的影響。研究茶多酚/直鏈淀粉復(fù)合物的結(jié)晶結(jié)構(gòu)和表觀特征，以期為茶多酚/直鏈淀粉復(fù)合物的開發(fā)應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料、設(shè)備與儀器

馬鈴薯淀粉（固原長城淀粉有限公司）；茶多酚（上海源葉生物科技有限公司）；無水乙醇、正辛醇、鹽酸（均為分析純）。

SHB-Ⅲ循環(huán)水式多用真空泵（鄭州長城科工貿(mào)有限公司）；LG10-2.4A型高速離心機(jī)（北京醫(yī)用離心機(jī)廠）；Philips XL-3型掃描電子顯微鏡（SEM，日本日立公司）；Bruker TENSOR27型紅外光譜儀（FTIR）、Bruker D8型X-射線衍射儀（XRD），均為德國布魯克公司。

1.2 B型微晶淀粉的制備

B型微晶淀粉參照參考文獻(xiàn)[7]的方法制備得到。

1.3 直鏈淀粉-正辛醇復(fù)合物的制備

短直鏈淀粉-正辛醇復(fù)合物參照參考文獻(xiàn)[8]的方法制備得到。

透過分析我們可以知道，“喬做”就是假裝、裝作，“喬公道”意為裝好意、假作公平。“喬坐衙”亦作“喬作衙”，其字面意義為假裝坐堂問事，深層的隱含意義為裝模作樣擺架子。

1.4 茶多酚/直鏈淀粉復(fù)合物的制備

將無水乙醇以10∶1比例對直鏈淀粉-正辛醇復(fù)合物進(jìn)行洗滌，重復(fù)3次，經(jīng)過冷凍干燥后即得直鏈淀粉。將0.5 g直鏈淀粉分散于25 mL一定體積分?jǐn)?shù)的乙醇溶液中配成2 g/100 mL的淀粉懸浮液，加入一定量茶多酚和乙醇溶液，混勻后恒溫保持一定時間，冷卻至室溫，在4 ℃下儲存18 h后離心，所得沉淀經(jīng)過冷凍干燥后得到茶多酚/直鏈淀粉復(fù)合物。

1.5 茶多酚含量測定

通過酒石酸亞鐵分光光度法[9]測定茶多酚含量。

以茶多酚為標(biāo)準(zhǔn)，其在0～10 μ g/mL質(zhì)量濃度范圍內(nèi)，符合比爾定律，線性良好。此標(biāo)準(zhǔn)曲線的回歸方程為Y=0.003 84X+0.001 29（R2=0.990 6，回歸效果顯著）。

式中：X為茶多酚包埋率；m1為復(fù)合物質(zhì)量，mg；c1為茶多酚總濃度，mg/mL；c2為分光光度計測得的茶多酚的濃度，mg/mL；V為溶劑體積，mL；m2為茶多酚質(zhì)量，mg；m3為茶多酚與直鏈淀粉總質(zhì)量，mg。

1.6 X-射線法分析（XRD）

取0.5 g淀粉樣品置于模具的圓形螺紋處，隨后用光滑的玻片壓平，用Burker D8型X-射線衍射儀測定，波長為0.154 2 nm的單色Cu-K α-射線。測試條件：管壓3 kV，管流20 mA，掃描速度4°/min，掃描區(qū)域5°～35°，采樣步寬0.04°，掃描方式為連續(xù)，重復(fù)次數(shù)為1[10]。

1.7 傅里葉紅外光譜（FT-IR）

樣品測試前，需將樣品與所需的KBr在40～50 ℃烘箱中干燥4～5 h，避免水分影響。稱取約2 mg樣品研細(xì)，加入150 mg干燥KBr，混合均勻并研細(xì)、壓片，壓片厚約0.5 mm，隨后將該薄片進(jìn)行紅外掃描。測試條件：掃描波數(shù)范圍4 000～400 cm-1，分辨率4 cm-1，采用DTGS檢測器，以空氣為空白，掃描3次后取平均值，得到樣品的傅里葉紅外光譜圖[11]。

1.8 掃描電子顯微鏡（SEM）

觀察樣品之前，取出約2 mg樣品粘在導(dǎo)電膠上，利用噴涂儀對其進(jìn)行鍍金處理，在操作電壓20 kV時，將樣品臺放入掃描電子顯微鏡下觀察，并拍攝具有代表性的樣品顆粒形貌的照片[12]。

1.9 軟件及數(shù)據(jù)處理方法

利用Origin 6.1軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得到X射線衍射圖譜和傅里葉紅外光譜。

2 結(jié)果與討論

2.1 茶多酚/直鏈淀粉復(fù)合物包埋效果影響因素的研究

茶多酚與直鏈淀粉的復(fù)合受多種因素的影響。試驗研究反應(yīng)參數(shù)（反應(yīng)時間、直鏈淀粉與茶多酚的比例、乙醇體積分?jǐn)?shù)和反應(yīng)溫度）對茶多酚包埋率的影響，結(jié)果如圖1所示。

2.1.1 反應(yīng)時間對復(fù)合物包埋效果的影響

反應(yīng)時間對茶多酚包埋效果的影響如圖1（a）所示。反應(yīng)時間從0.5 h增加到2.0 h時，茶多酚的包埋率從9.37%提高到37.35%。反應(yīng)時間低于1 h時，茶多酚包埋率較低，原因可能是反應(yīng)時間較短，直鏈淀粉與茶多酚之間的反應(yīng)不充分。反應(yīng)時間進(jìn)一步增加到4 h時，茶多酚包埋率幾乎保持不變?？赡苁欠磻?yīng)開始時，茶多酚通過疏水作用進(jìn)入直鏈淀粉的疏水腔，反應(yīng)時間延長，部分茶多酚從疏水腔中釋放出來。

2.1.2 茶多酚添加量對茶多酚包埋效果的影響

茶多酚添加量對茶多酚包埋效果的影響如圖1（b）所示。隨著茶多酚添加量增加，茶多酚包埋率隨之增加。茶多酚添加量從50 mg增加到150 mg時，茶多酚包埋率從10.68%增加到35.55%。茶多酚添加量進(jìn)一步增加到250 mg時，茶多酚包埋率幾乎保持不變。因此，茶多酚最佳添加量為200 mg，即直鏈淀粉與茶多酚質(zhì)量比5∶2時，反應(yīng)效果最好。

2.1.3 乙醇體積分?jǐn)?shù)對茶多酚包埋效果的影響

乙醇體積分?jǐn)?shù)對茶多酚包埋效果的影響如圖1（c）所示。乙醇體積分?jǐn)?shù)10%時，茶多酚包埋率僅7.82%，乙醇體積分?jǐn)?shù)從20%增加到50%時，茶多酚包埋率有較大提高，尤其乙醇體積分?jǐn)?shù)40%時，茶多酚包埋效果最好，包埋率達(dá)36.15%。這與Shi等[13]的研究一致，直鏈淀粉與乙醇之間發(fā)生復(fù)雜反應(yīng)，30%乙醇能保護(hù)直鏈淀粉的V型結(jié)構(gòu)，減少其損傷。

2.1.4 反應(yīng)溫度對茶多酚包埋效果的影響

反應(yīng)溫度對茶多酚包埋效果的影響如圖1（d）所示。隨著反應(yīng)溫度從20 ℃升高40 ℃，茶多酚包埋率從30.58%增加到38.14%。反應(yīng)溫度從40 ℃升高到60℃時，茶多酚包埋率降低。總體上，反應(yīng)溫度對茶多酚的包埋效果差異不明顯，因此反應(yīng)溫度20～60 ℃范圍內(nèi)對茶多酚包埋效果無顯著影響。

圖1 反應(yīng)參數(shù)對茶多酚包埋率的影響。

2.2 最佳包埋率下所得復(fù)合物的結(jié)構(gòu)表征

在最佳包埋率下制得直鏈淀粉-茶多酚復(fù)合物，采用XRD、SEM和FT-IR等對其結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行表征。

2.2.1 掃描電鏡分析（SEM）

圖2是3種微晶淀粉的掃描電子顯微鏡照片。圖2（a）顯示，B型馬鈴薯淀粉微晶顆粒大小較為均勻，直徑約2 μ m，球晶顆粒形狀比較圓滑，呈球形結(jié)構(gòu)。圖2（b）顯示，直鏈淀粉-正辛醇復(fù)合物扁平圓片狀結(jié)構(gòu)，直徑約5 μm，表面相對光滑。圖2（c）顯示，茶多酚/直鏈淀粉復(fù)合物呈圓餅狀結(jié)構(gòu)，直徑約5 μm，表面有破損且有大量小顆粒物質(zhì)。這可能是制備茶多酚/直鏈淀粉復(fù)合物過程中，攪拌設(shè)備對樣品產(chǎn)生的機(jī)械破壞作用所造成復(fù)合物顆粒的破碎，較小的破碎物附著于淀粉顆粒表面的結(jié)果[14]。

圖2 掃描電子掃描顯微鏡圖

2.2.2 X射線衍射儀分析（XRD）

圖3中的4條曲線分別是茶多酚、B型微晶淀粉、直鏈淀粉-正辛醇復(fù)合物和茶多酚/直鏈淀粉復(fù)合物的X射線衍射圖。茶多酚無明顯吸收峰，B型馬鈴薯淀粉在6.06°，17.51°，22.59°和24.40°處出現(xiàn)特征衍射峰，直鏈淀粉-正辛醇復(fù)合物在7.48°，12.95°和19.79°處出現(xiàn)特征衍射峰，為V型微晶結(jié)構(gòu)。以醇為溶劑制備所得的茶多酚/直鏈淀粉復(fù)合物在7.59°，13.11°和19.95°處出現(xiàn)特征衍射峰，為V型微晶淀粉。

2.2.3 傅里葉紅外波譜分析（FT-IR）

圖4是茶多酚、B型馬鈴薯淀粉、直鏈淀粉-正辛醇復(fù)合物和茶多酚/直鏈淀粉復(fù)合物的V型淀粉傅里葉紅外光譜圖。B型馬鈴薯淀粉在3 410 cm-1處出現(xiàn)一個寬而強(qiáng)的峰，是淀粉的—OH基的振動吸收峰。直鏈淀粉-正辛醇復(fù)合物在3 400 cm-1處出現(xiàn)吸收峰，與B型馬鈴薯淀粉相比，該峰向低波數(shù)方向移動，可能是淀粉的—OH基和正辛醇中的—OH基發(fā)生締合、疊加造成的[15]。茶多酚在3 380 cm-1處出現(xiàn)一個寬而強(qiáng)的峰，即酚類的—OH基的振動吸收峰。茶多酚/直鏈淀粉復(fù)合物在3 390 cm-1處出現(xiàn)吸收峰，與B型馬鈴薯淀粉相比，該峰朝低波數(shù)方向移動，可能是淀粉中的—OH基和茶多酚中的—OH基發(fā)生締合、疊加造成的。

圖3 X射線衍射圖

圖4 FT-IR圖譜

3 結(jié)論

構(gòu)建茶多酚/直鏈淀粉單螺旋包和體系。以直鏈淀粉為原料，茶多酚為配體制備茶多酚/直鏈淀粉復(fù)合物，并對影響茶多酚包埋率的因素進(jìn)行單因素試驗，研究得到制備茶多酚/直鏈淀粉復(fù)合物的最佳條件。通過掃描電子掃描顯微鏡觀測，發(fā)現(xiàn)直鏈淀粉-正辛醇復(fù)合物與茶多酚/直鏈淀粉復(fù)合物均為圓餅狀結(jié)構(gòu)，直徑約5 μm。X射線衍射測試結(jié)果顯示，茶多酚/直鏈淀粉復(fù)合物是明顯的V型結(jié)晶結(jié)構(gòu)，結(jié)晶度為41.61%。從紅外光譜中發(fā)現(xiàn)，茶多酚/直鏈淀粉復(fù)合物在3 390 cm-1處出現(xiàn)吸收峰向低波數(shù)方向移動，可能是茶多酚中的—OH基與淀粉中的—OH基在反應(yīng)過程中共同產(chǎn)生的影響造成的。