何川

摘要：高壓均質(zhì)機是物料在高速流動時產(chǎn)生剪切效應(yīng)、高速噴射時產(chǎn)生撞擊作用、瞬間強大壓力降低時產(chǎn)生空穴效應(yīng)的設(shè)備。高壓均質(zhì)處理凹凸棒石不僅可以解離凹凸棒石棒晶束，而且可以顯著提升改性效率。為此，該研究采用高壓均質(zhì)輔助EGCG-OSA玉米淀粉復(fù)合體，利用EGCG-OSA玉米淀粉復(fù)合體的結(jié)構(gòu)及其抗氧化特性的影響?；诖?，本篇文章對高壓均質(zhì)對EGCG-OSA玉米淀粉復(fù)合體的結(jié)構(gòu)及其抗氧化特性的影響進(jìn)行研究，以供參考。

關(guān)鍵詞：高壓均質(zhì);EGCG-OSA玉米淀粉復(fù)合體;結(jié)構(gòu)及抗氧化特性;影響

引言

OSA淀粉是一類食品級添加劑，具有良好的乳化性能，由天然淀粉和OSA在堿性條件下發(fā)生酯化反應(yīng)而合成的。通過改變淀粉的顆粒結(jié)構(gòu)，降低結(jié)晶度，使OSA在產(chǎn)品中的分布更均勻，可以制備出高取代度和高反應(yīng)速率的改性淀粉。雖然會引起淀粉某些結(jié)構(gòu)和功能特性發(fā)生改變，但對酯化反應(yīng)還是起到優(yōu)化的效果。近年來也有很多改進(jìn)的替代工藝，如微波輔助、擠壓法等都對OSA淀粉的制備優(yōu)化產(chǎn)生有效影響;也可以通過應(yīng)用更先進(jìn)的試驗設(shè)計方法來提高試驗的準(zhǔn)確性和科學(xué)性。對OSA淀粉進(jìn)行的表征分析能夠比較淀粉在經(jīng)過不同的改性加工后性能品質(zhì)的變化，以及為工藝的優(yōu)化提供科學(xué)依據(jù)，目前的表征研究方法以紅外光譜、電鏡分析等常見方法居多，雖然這些方法技術(shù)成熟從而使所得到的結(jié)論科學(xué)可靠，但只局限于此不利于對OSA淀粉的結(jié)構(gòu)性質(zhì)進(jìn)一步探索了解，所以可以將相適合的新興技術(shù)應(yīng)用于表征分析，拓寬辛烯基琥珀酸改性淀粉的研究范疇。通過制備工藝的優(yōu)化與改進(jìn)，以及在對結(jié)構(gòu)性質(zhì)方面的表征研究，可以探索OSA淀粉應(yīng)用的新領(lǐng)域以及在原有應(yīng)用領(lǐng)域的技術(shù)升級，提高生產(chǎn)效率。

1高壓均質(zhì)技術(shù)原理

高壓均質(zhì)機主要由高壓往復(fù)泵、均質(zhì)閥、傳動裝置等構(gòu)成。高壓均質(zhì)機在工作時，液體物料在高壓往復(fù)泵的作用下通過柱塞管輸送至均質(zhì)閥內(nèi)，在未有物料通過時，閥座與均質(zhì)閥處于閉合狀態(tài)，一旦有液體物料通過，閥座和均質(zhì)閥之間會形成一道狹窄的間隙。當(dāng)物料通過間隙，所受的壓力也會隨之增大，流速變快，隨后又在撞擊環(huán)的配合下形成剪切、高頻振蕩、撞擊、空穴等作用;物料通過間隙后，壓力逐漸減小，物料在這一過程中受到均質(zhì)作用。在高壓均質(zhì)過程中，由于機械力的作用，物料的機械能增加，從而使物料溫度上升，又在剪切、撞擊、空穴等作用下實現(xiàn)對物料的改性。近年來，高壓均質(zhì)在食品工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。近年來，高壓均質(zhì)技術(shù)也被應(yīng)用于改性淀粉中。

2表沒食子兒茶素沒食子酸酯（EGCG）

表沒食子兒茶素沒食子酸酯（EGCG）作為綠茶的主要生物活性成分之一，具有抗炎、抗氧化、抗高血脂、抗糖尿病等多種藥理活性，同時也是已知的能夠捕獲大多數(shù)活性氧，如超氧化物、單線態(tài)氧、羥基自由基最有效的茶多酚。

3常用淀粉的來源

OSA淀粉的物理化學(xué)性質(zhì)取決于原料淀粉的性質(zhì)、改性過程中的加工條件，以及改性前后的工藝條件，因此，可以根據(jù)所需不同的理化性質(zhì)和應(yīng)用需求選擇不同的淀粉來源來制備不同類型的辛烯基琥珀酸改性淀粉，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。OSA淀粉在非專利類產(chǎn)品中所用原料來源比例見圖1。如圖1所示，蠟質(zhì)玉米和商用蠟質(zhì)玉米是常用的淀粉原料，蠟質(zhì)玉米與普通玉米在淀粉的分子結(jié)構(gòu)有所不同，蠟質(zhì)淀粉的支鏈淀粉占總量98%，而且結(jié)晶區(qū)的排布分散，這些性質(zhì)都有利于參與改性的物質(zhì)順利進(jìn)入淀粉的內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)，賦予改性淀粉特殊性能。馬鈴薯、木薯、大米、糯米、荸薺等也是淀粉的良好來源。馬鈴薯淀粉色澤鮮亮，質(zhì)地十分細(xì)膩，成膜性好，黏度高，糊化溫度低;大米淀粉顆粒較小，糯米淀粉口感細(xì)膩，都可作為脂肪分子的替代物。

4高壓均質(zhì)對EGCG-OSA玉米淀粉復(fù)合體的結(jié)構(gòu)及其抗氧化特性的影響分析

4.1實驗方法（1）加熱糊化法。稱取3gOSA淀粉和0.3gEGCG（淀粉干基的10%）均勻分散于150mL蒸餾水中。后將混合物懸浮液進(jìn)行95℃水浴30min。冷凍干燥后將樣品研磨并過100目篩，置于干燥器保存，待用。記為復(fù)合物Ⅰ型。（2）高壓均質(zhì)法。準(zhǔn)確稱取3g的OSA淀粉和0.3gEGCG，加入150mL蒸餾水，將混合乳液置于高壓均質(zhì)機中。處理參數(shù)：壓力為100MPa，處理次數(shù)為5次。冷凍干燥后將樣品研磨并過100目篩，置于干燥器保存，待用。記為復(fù)合物Ⅱ型。

4.2統(tǒng)計分析

每組試驗至少需要進(jìn)行重復(fù)3次。采用SPSS16.0對數(shù)據(jù)進(jìn)行ANOVA分析，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差（SD）表示，當(dāng)P<0.05時為顯著性差異。

4.3結(jié)果與分析

（1）復(fù)合體流變性變化。EGCG-OSA玉米淀粉復(fù)合體與OSA玉米淀粉粘度隨剪切速率的變化曲線如圖2所示?？梢娖湔扯染S著剪切速率的增加而降低，呈現(xiàn)出剪切變稀的特性，為假塑性流體。與EGCG復(fù)合后，由于EGCG的羥基與OSA玉米淀粉都具有一定的持水性，以及EGCG與OSA玉米淀粉之間形成的氫鍵，造成了粘度的降低;此外，除了形成氫鍵作用外，還有EGCG的疏水基團(tuán)苯環(huán)與OSA玉米淀粉的疏水長鏈發(fā)生疏水相互作用，使得體系的斥力降低，表觀上呈現(xiàn)出粘度降低的現(xiàn)象。三種復(fù)合物粘度相比于OSA淀粉有所下降，而其中經(jīng)過高壓均質(zhì)的復(fù)合體下降幅度相較加熱法制備的復(fù)合體大，因此推測，經(jīng)過高壓剪切作用后EGCG能與OSA玉米淀粉更好的締合，產(chǎn)生更多的分子間相互作用。

（2）SEM分析。由于EGCG-OSA玉米淀粉復(fù)合體的結(jié)構(gòu)作用，玉米淀粉復(fù)合體的結(jié)構(gòu)集體形式存在，玉米淀粉復(fù)合體的結(jié)構(gòu)是高效利用的前提。本課題組前期研究表明，在壓力30MPa下進(jìn)行均質(zhì)處理可有效解離凹凸棒石棒晶束?？梢?，玉米淀粉復(fù)合體的結(jié)構(gòu)聚集體形貌，玉米淀粉復(fù)合體的結(jié)構(gòu)連接緊密。經(jīng)高壓均質(zhì)處理后復(fù)合材料中玉米淀粉的結(jié)構(gòu)變得松散，說明高壓均質(zhì)處理既可以有效解離玉米淀粉復(fù)合體的結(jié)構(gòu)的棒晶聚集體，又可以輔助CTAB改性，通過高壓均質(zhì)的空穴效應(yīng)提升凹凸棒石的改性效率。（3）抗氧化性測定。ABTS自由基清除率。

由圖3可以看出，用加熱法制備的復(fù)合體在儲藏30d后，其ABTS自由基清除率從98.73%下降到98.13%，而用高壓均質(zhì)與先高壓均質(zhì)后加熱制備的復(fù)合體其清除率均高于加熱法的復(fù)合體，其中用先均質(zhì)后加熱制備的復(fù)合體擁有最高的ABTS自由基清除率，其下降的幅度也最小，這與DPPH自由基清除率實驗結(jié)果一致，因此，用先高壓均質(zhì)后加熱糊化制備的復(fù)合體不僅有較高的抗氧化能力，并且其對EGCG的保護(hù)性也最強。

結(jié)束語

目前高壓均質(zhì)在淀粉上的研究還較有局限性，例如在消化性質(zhì)上，高壓均質(zhì)對于玉米淀粉的影響并不相同，對于RDS的影響并不顯著。因此，在今后的研究中還需要更加廣泛地探討高壓均質(zhì)處理不同來源的玉米淀粉產(chǎn)生的影響。相信在未來的發(fā)展中，高壓均質(zhì)在玉米淀粉中的應(yīng)用會更成熟、系統(tǒng)，在玉米淀粉工業(yè)中發(fā)揮重要的作用。

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