脂肪酸-直链淀粉复合物的制备及其氧化稳定性的研究

摘要

采用硬脂酸(十八碳烷酸)、油酸(十八碳-顺-9-烯酸)、亚油酸(十八碳-9,12-二烯酸)、α-亚麻酸(全顺-9,12,15-十八碳三烯酸)作为研究对象,直接应用高直链玉米淀粉,采用简化改进的HCl／KOH法制备脂肪酸-直链淀粉复合物,研究其制备工艺条件。
　　 实验结果表明以反应体系(200ml,0.01mol／L KOH)为标准,各脂肪酸-复合物最佳工艺条件如下。硬脂酸-直链淀粉复合物:0.1mol／L HCl添加量为24ml,结晶温度60℃,保温时间0.5h,直链淀粉与脂肪酸比例10:1。油酸-直链淀粉复合物:0.1mol／L HCl添加量为24ml,结晶温度60℃,保温时间1h,直链淀粉与脂肪酸比例为10:1。亚油酸-直链淀粉复合物:0.1mol／L HCl添加量为24ml,结晶温度50℃,保温时间3h,直链淀粉与脂肪酸比例为11:1。α-亚麻酸-直链淀粉复合物:结晶温度80℃,保温时间为1.5h,直链淀粉与脂肪酸比例为10:1。不管脂肪酸的不饱和度大小,体系呈酸性均有利于直链淀粉形成螺旋结构和促进疏水相互作用,从而形成复合物。直链淀粉复合脂肪酸的比例较大,与同样β-环糊精(β-CD)包合脂肪酸的比例大小相似,其原因是两者复合(包合)“客体”机理都是通过疏水相互作用。
　　 采用扫描电镜(SEM)观察硬脂酸为块状结构的,规则紧密的,表面有片状层次的大块晶体,直链淀粉粒度形态为表面光滑的圆球体。硬脂酸／直链淀粉物理混合物的粒度形态为块状与球体相混合。硬脂酸-直链淀粉复合物形态为带有屑状形态的球体,由此推断两者通过疏水相互作用呈螺旋状态,复合状态下影响复合物的粒度形态。油酸、亚油酸／直链淀粉物理混合物形态上均为由油酸或亚油酸(液体)连接着球状的直链淀粉。然而,油酸、亚油酸-直链淀粉复合物较为光滑,无类似起皮或晶体嵌合形态,但表面具有不同程度的裂纹或微孔。X射线衍射(XRD)实验结果表明硬脂酸-直链淀粉复合物的XRD结果中并未显示出硬脂酸的特征强峰。复合物多处峰的消失、变化表明晶型结构已改变,呈现出新的物相,说明了有别于水合物及物理混合物的新复合物的产生。同步热分析仪(STA)结果发现,硬脂酸已通过疏水作用复合于直链淀粉的螺旋结构中,屏蔽了其特征吸热峰。油酸、亚油酸直链淀粉复合物通过复合作用后其热稳定都有了显著提高。通过气相色谱-质谱法(GC-MS)测定高温破坏前后脂肪酸直链淀粉复合物和两者物理混合物的脂肪酸组成发现,通过复合作用提高了脂肪酸直链淀粉复合物的氧化稳定性。