交联辛烯基琥珀酸甘薯淀粉酯的制备、性质及降血脂作用研究

论文摘要

本文以甘薯淀粉为研究原料,分别以三偏磷酸钠（STMP）及辛烯基琥珀酸酐（OSA）作为交联剂和酯化剂,对甘薯原淀粉进行双重复合改性,制备交联辛烯基琥珀酸甘薯淀粉酯（CLOSA-SPS）,对CLOSA-SPS的制备工艺、物理化学性质进行研究,并对CLOSA-SPS的毒理学及对高脂血症大鼠血脂的调节功能进行研究,旨在得到兼具优良的性质及功能性强的甘薯改性淀粉,拓宽其在食品领域的应用范围,为甘薯改性淀粉的生产提供充分的理论依据。1.以结合磷的含量为指标,通过正交试验得到制备交联甘薯淀粉的最佳工艺条件为STMP的添加量为10%,交联反应pH值为11.5,交联反应时间为2.5h,交联反应温度为50℃,各因素的影响顺序为：交联反应STMP的添加量>交联反应时间>pH值>交联反应温度,最终结合磷含量能达到0.2%；然后以酯化取代度（DS）为指标,运用Design-expert7.0软件进行响应面设计及分析淀粉乳浓度、酯化反应pH值、酯化反应温度对CLOSA-SPS的DS的影响。DS的回归方程为：DS=0.014+（1.875E-004）×X1+（9.375E-004）×X2+（3.750E-004）×X3-（6.000E-004）×X1X2 +（7.750E-004）×X1X3+（6.750E-004）×X2X3-（6.500E-004）×X12-（1.800E-003）×X22-（3.750 E-004）xX32。各因素的影响顺序为：酯化剂pH值>酯化温度>淀粉乳浓度。通过响应面分析得到制备CLOSA-SPS的最佳条件为：酯化pH值为8.28,酯化温度40℃,淀粉乳浓度为40%,最终得到的DS为0.015。2.对制得的CLOSA-SPS的物理化学性质进行了进一步的研究,结果表明：①通过红外光谱图可看出,甘薯淀粉经过交联及OSA酯化复合改性后淀粉分子结构上引入了新的官能团,在1723.97,1599.01cm-1处出现了新的特征峰,其中1723.97cm-1处的特征峰表明酯羰基的存在,此外OSA酯化反应是在微碱性的条件下进行的,因此1599.01cm-1处出现的特征是缘于RCOO的不对称伸缩振动；②经过交联及OSA酯化双重复合改性后的甘薯淀粉较原淀粉及单一交联淀粉的峰值黏度、热糊及冷湖黏度都升高,起糊温度降低,具备更好的糊液稳定性；③LOSA-SPS的透明度、凝沉性、乳化性及冻融稳定性较原淀粉及交联淀粉都有明显的改善；④经过交联及OSA酯化后,甘薯改性淀粉的消化性能降低,SDS及RS的含量明显增加,淀粉糊化后经体外消化试验测定甘薯原淀粉RDS约为94%、SDS及RS约为2%、4%；一定条件下的CLOSA-SPS RDS约为76%、SDS及RS约为4%、20%。3.对CLOSA-SPS的毒理学研究及调节血脂功能进行了研究,结果表明CLOSA-SPS是安全无毒的,且对高脂血症大鼠具有降低胆固醇（TC）、甘油三脂（TG）及低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）,增加高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）并改善肝脏脂肪变性的功能。

论文目录

• 缩略词
• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1 甘薯淀粉概述
• 2 交联辛烯基琥珀酸淀粉酯的概述
• 2.1 反应机理及其应用
• 2.2 交联酯化改性淀粉研究现状
• 3 抗性淀粉（RS4）及慢消化淀粉（SDS）的概述
• 3.1 淀粉的分类
• 3.2 抗性淀粉及慢性消化淀粉的生理功能及应用
• 3.2.1 抗性淀粉的生理功能及应用
• 3.2.2 慢性消化淀粉的生理功能及应用
• 3.3 SDS和RS的国内外研究进展
• 3.3.1 SDS研究进展
• 4研究进展'>3.3.2 RS₄研究进展
• 4 立题依据及意义
• 5 研究内容
• 第二章 交联辛烯基琥珀酸甘薯淀粉酯的制备工艺的研究
• 1 引言
• 2 材料
• 2.1 实验材料
• 2.2 实验设备
• 3 实验方法
• 3.1 交联辛烯基琥珀酸甘薯淀粉酯制备
• 3.2 测定方法
• 3.2.1 交联淀粉中结合磷含量的测定及计算—磷钼蓝法
• 3.2.2 酯化淀粉取代度（DS）的测定
• 3.3 氯离子的检验方法
• 3.4 交联反应试验
• 3.4.1 交联淀粉制备的单因素试验
• 3.4.2 交联淀粉制备的正交优化试验
• 3.5 交联辛烯基琥珀酸酯化反应试验
• 3.5.1 交联辛烯基琥珀酸酯化的单因素试验
• 3.5.2 辛烯基琥珀酸酯化的响应面试验
• 4 实验结果与讨论
• 4.1 含磷量标准曲线
• 4.2 各因素对交联淀粉制备的影响
• 4.2.1 pH对结合磷含量的影响
• 4.2.2 反应温度对结合磷含量的影响
• 4.2.3 反应时间对结合磷含量的影响
• 4.2.4 STMP添加量对结合磷含量的影响
• 4.3 正交实验结果分析
• 4.4 各因素对交联辛烯基琥珀酸甘薯淀粉酯制备的影响
• 4.4.1 淀粉乳浓度对酯化DS的影响
• 4.4.2 pH值对酯化DS的影响
• 4.4.3 反应温度对酯化DS的影响
• 4.4.4 反应时间对酯化DS的影响
• 4.5 响应面优化交联辛烯基琥珀酸甘薯淀粉酯的制备工艺
• 4.5.1 响应面实验设计及其取代度测定结果
• 4.5.2 回归模型与方差分析
• 4.5.3 交联酯化甘薯淀粉取代度的响应面分析
• 5 本章小结
• 第三章 交联辛烯基琥珀酸淀粉酯的物理化学性质研究
• 1 引言
• 2 实验材料与设备
• 2.1 实验原料及试剂
• 2.2 实验设备
• 3 实验方法
• 3.1 交联辛烯基琥珀酸甘薯淀粉酯的制备
• 3.1.1 单一变性甘薯淀粉的制备
• 3.1.2 交联酯化复合变性甘薯淀粉的制备
• 3.2 交联辛烯基琥珀酸淀粉酯的物理化学性质研究
• 3.2.1 交联酯化淀粉的红外光谱分析
• 3.2.2 淀粉糊化特性的研究
• 3.2.3 透明度的测定
• 3.2.4 冻融稳定性的测定
• 3.2.5 凝沉性的测定
• 3.2.6 膨胀度和溶解度的测定
• 3.2.7 乳化稳定性的测定
• 3.2.8 淀粉消化性质的测定
• 4 实验结果与讨论
• 4.1 不同反应条件交联辛烯基琥珀酸甘薯淀粉酯的制备结果
• 4.2 交联辛烯基琥珀酸甘薯淀粉酯的性质研究
• 4.2.1 交联辛烯基琥珀酸甘薯淀粉酯的红外光谱分析
• 4.2.2 交联辛烯基琥珀酸甘薯淀粉酯糊化特性的研究
• 4.2.3 交联辛烯基琥珀酸甘薯淀粉酯透明度的研究
• 4.2.4 交联辛烯基琥珀酸甘薯淀粉酯冻融稳定性的研究
• 4.2.5 交联辛烯基琥珀酸甘薯淀粉酯凝沉性的研究
• 4.2.6 交联辛烯基琥珀酸甘薯淀粉酯膨胀度及溶解度的研究
• 4.2.7 交联辛烯基琥珀酸甘薯淀粉酯乳化性的研究
• 4.2.8 交联辛烯基琥珀酸甘薯淀粉酯消化性质的测定
• 5 本章小结
• 第四章 交联辛烯基琥珀酸甘薯淀粉酯及其复合膳食纤维对高脂血症大鼠降血脂功能研究
• 1 引言
• 2 材料与设备
• 2.1 材料与试剂
• 2.2 主要仪器与设备
• 2.3 实验动物
• 3 实验方法
• 3.1 交联辛烯基琥珀酸淀粉酯毒理学研究
• 3.1.1 急性毒性试验
• 3.1.2 30d短期喂养试验
• 3.2 交联辛烯基琥珀酸淀粉酯及复配物降血脂功能研究
• 3.2.1 高脂大鼠模型的建立
• 3.2.2 动物分组及给药
• 3.2.3 实验材料取样及指标检测
• 3.2.4 统计学处理
• 4 结果与讨论
• 4.1 CLOSA-SPS毒理学研究
• 4.1.1 CLOSA-SPS对大鼠急性毒性试验结果
• 4.1.2 30d短期喂养试验结果
• 4.2 CLOSA-SPS及其复配物对高血脂大鼠降血脂功能的影响
• 4.2.1 CLOSA-SPS及复配物对高血脂大鼠体质量的影响
• 4.2.2 CLOSA-SPS及复配物对大鼠血清中血脂水平的影响
• 4.2.3 CLOSA-SPS及复配物对大鼠脏器指数的影响
• 4.2.4 CLOSA-SPS及复配物对大鼠肝组织形态变化的影响
• 5 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 1 结论
• 2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文