Page 201 - 《精细化工》2023年第3期

第 3 期 张馨月，等: 水溶性辛烯基琥珀酸淀粉酯的三偏磷酸钠改性 ·657·

分子酶解程度较高，干燥后成膜性能和对不稳定化 司；Cary 60 紫外-可见分光光度计，美国安捷伦公司。
合物的包埋效果不如阿拉伯胶、明胶等载体。因此， 1.2 实验方法
有必要对其进行改进和优化。 1.2.1 改性 OSS 膜的制备
通过特定的化学改性方法可提高淀粉的成膜性 参照 LI 等 [12] 的方法并稍作修改制备改性 OSS
[3]
能，其中，尤以交联法改性应用最为广泛 。研究 膜。准确称取 15.0 g OSS 于三口烧瓶中，加入 85.0 g
[5]
[4]
表明，通过环氧氯丙烷 、二元羧酸 、柠檬酸 [6] 去离子水，搅拌使之完全溶解，得到 OSS 质量分数
改性能够不同程度地提高淀粉膜的抗拉强度等机械 为 15.0%的 OSS 水溶液；再加入 3.0 g 三偏磷酸钠
性能。三偏磷酸钠是常用的颗粒淀粉交联改性剂， 和 1.5 g NaCl，确定盐的总质量为 OSS 质量的 30%，
[7]
[8]
可改善淀粉的力学性能 和热稳定性 ，但一般需在 用 0.1 mol/L 的 NaOH 溶液调节 pH 至 7，按文献[12]
[9]
碱性条件下才能有效交联。例如：陆来仙等 以木 报道的较优温度（50 ℃）和搅拌速度（400 r/min）
薯淀粉为原料。三偏磷酸钠为交联剂，对交联反应 在恒温水浴中反应 5 h 后，用 0.1 mol/L 的盐酸调节
进行系统研究后，再用 OSA 对样品进行改性处理， pH 至 6；最后将 40 mL 溶液转移至长 11.5 cm、宽
得到非晶交联辛烯基琥珀酸淀粉酯。此外，水溶性 4.0 cm 的模具中，于 25 ℃烘箱中干燥 72 h 成膜，
淀粉及多糖因分子间间距较大，很难用三偏磷酸钠 采用微机控制电子万能材料试验机测试改性 OSS 膜
直接改性 [10] 。尽管三偏磷酸钠在碱性条件下交联改 的抗拉强度。
性颗粒淀粉是成熟技术，但水溶性淀粉酯在碱性条 1.2.2 单因素实验
件下会发生显著水解 [11] ，显然这是巨大的技术障碍。 以改性 OSS 膜的抗拉强度为响应值，依次考察
本文从实际生产出发，以酶解处理后的水溶性 三偏磷酸钠用量（以 OSS 的质量计，下同）、反应
辛烯基琥珀酸糯玉米淀粉酯（简称 OSS，为商业用 pH、反应时间和 OSS 质量分数对抗拉强度的影响。
辛烯基琥珀酸淀粉酯的主要形式）为原料，三偏磷 实验因素条件为：三偏磷酸钠用量为 OSS 质量的
酸钠为改性剂，在非碱性条件下探索三偏磷酸钠与 10%、15%、20%、25%、30%，对应 NaCl 用量为
水溶性淀粉酯的改性反应，通过考察三偏磷酸钠用量、 OSS 质量的 20%、15%、10%、5%、0；反应 pH 为
反应 pH、反应时间对 OSS 膜抗拉强度的影响，优化 5、6、7、8、9；反应时间为 3、4、5、6、7 h；OSS
反应工艺，并对改性产物的结构和负载应用进行研究， 的质量分数为 10.0%、12.5%、15.0%、17.5%、20.0%。
以期为提高 OSS 的成膜性提供理论和应用依据。 1.2.3 响应面实验
在单因素实验的基础上，分别以反应时间、反
1 实验部分 应 pH、三偏磷酸钠用量为关键因素，对应 3 个独立
变量分别为 A、B、C，考察各因素对改性 OSS 膜抗
1.1 试剂与仪器
拉强度的影响。采用 Box-Behnken 实验设计，通过
OSS（SP13-03 型）、维生素 E，食品级，浙江
Design-Expert 8.0.6 软件确定最佳制备工艺，Box-
新和成股份有限公司；三偏磷酸钠，AR，上海阿拉
Behnken 实验设计因素与水平见表 1。
丁生化科技股份有限公司；NaCl，AR，天津市光复

科技发展有限公司；重水（重氢摩尔分数 99.9%）、 表 1 Box-Behnken 实验因素水平设计
NaOH，AR，宁波萃英化学科技有限公司；盐酸， Table 1 Factors and levels used in Box-Behnken
AR，国药集团化学试剂有限公司；无水乙醇，AR， 水平 因素
5
上海展云化工有限公司；α-淀粉酶（1.5×10 U/mL）， 反应时间（A）/h pH（B） 三偏磷酸纳用量（C）/%
食品级，宁夏夏盛实业集团有限公司。 –1 4 6.0 10
0 5 7.0 20
CTM6050 微机控制电子万能材料试验机，上海
1 6 8.0 30
协强仪器制造有限公司；ZD-2 自动电位滴定仪，上

海仪电科学仪器股份有限公司；Phenom Pro 扫描电 1.2.4 负载维生素 E 乳化膜的制备
子显微镜，荷兰 Phenom 公司；SBC-12 小型离子溅 实验条件参考本课题组报道的方法 [11] ，并稍作
射仪，北京中科科仪股份有限公司；Nicolet iS10 傅 修改。称取 10.0 g OSS 溶于 90.0 g 去离子水中，以
4
里叶变换红外光谱仪，美国 Thermo Fisher Scientific 1.0×10 r/min 剪切 2 min，在剪切状态下加入 10.0 g
公司；DSC 214 Polyma 差示扫描量热仪，德国 维生素 E（去离子水和维生素 E 均预热到 60 ℃），
Netzsch 公司；Avance Ⅲ HD500 核磁共振波谱仪， 继续剪切 5 min 得到粗乳液。将粗乳液在 1.38×10 Pa
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瑞士 Bruker 公司；埃维特数显测厚规，河南邦特集 下均质 3 次后均分成 2 份，一份加入 OSS 质量 30%
团；NDJ-5S 数字旋转黏度计，上海方瑞仪器有限公 的 NaCl（记为乳液 A），另一份加入 OSS 质量 12%