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将微米级的淀粉颗粒降解至纳米级别,增加了其功能特性,可拓展淀粉的应用范围并丰富变性淀粉的种类。淀粉纳米颗粒具有来源天然、可生物降解、生物相容性好等优点,将淀粉纳米颗粒应用于乳液制备中,已成为食品学科的研究热点。本文采用普鲁兰酶、β-淀粉酶和α-淀粉酶制备莲子淀粉纳米颗粒并筛选出制备效果最优的酶类;为进一步提高莲子淀粉纳米颗粒理化特性,采用超声波、球磨、高压均质三种不同方法辅助酶解制备莲子淀粉纳米颗粒并将其应用于Pickering乳液中,研究不同制备方法对莲子淀粉纳米颗粒理化特性的影响,探究莲子淀粉纳米颗粒结构与Pickering乳液理化特性的关系。主要研究结论如下:(1)莲子淀粉纳米颗粒的结构及理化特性研究采用普鲁兰酶、β-淀粉酶和α-淀粉酶酶解莲子淀粉(Lotus Seed,LS),分别制备得到三种不同类型的莲子淀粉纳米颗粒(LS-SNPs):P-SNPs,β-SNPs和α-SNPs。通过激光粒度分析,扫描电子显微镜,X-射线衍射,拉曼光谱,核磁共振和凝胶渗透色谱系统研究莲子淀粉纳米颗粒的结构和理化特性。激光粒度分析和扫描电子显微镜研究结果表明:经酶解处理制备的莲子淀粉纳米颗粒表面粗糙、有裂纹,粒径大小:LS>β-SNPs(α-SNPs)>P-SNPs。X-射线衍射研究结果表明:莲子淀粉为C型晶型,莲子淀粉纳米颗粒为B型晶型,结晶度大小:P-SNPs(65.07%)>α-SNPs(60.73%)>β-SNPs(51.99%)>LS(44.19%)。拉曼光谱和核磁共振研究结果表明:在酶解过程中,莲子淀粉纳米颗粒没有引入新的官能团,非结晶区域被破坏,双螺旋结构变得牢固,双螺旋强度:P-SNPs>α-SNPs>β-SNPs>LS。凝胶渗透色谱研究结果表明:莲子淀粉被分解为低聚合度的莲子淀粉纳米颗粒,重均分子量(Mw)大小:LS>β-SNPs>α-SNPs>P-SNPs。综上研究,普鲁兰酶制备的莲子淀粉纳米颗粒具有最小的粒径、重均分子量以及最高的结晶度,为制备莲子淀粉纳米颗粒的最佳酶种。(2)超声波辅助酶解制备莲子淀粉纳米颗粒的结构及理化特性研究在普鲁兰酶制备莲子淀粉纳米颗粒基础上,为进一步降低莲子淀粉纳米颗粒粒径,提高其相对结晶度,采用超声波(超声波功率:200W、600 W、1000 W;时间:5 min、15 min、25 min;料液比:1%、3%、5%)辅助酶解法制备莲子淀粉纳米颗粒(U-LS-SNPs)。通过激光粒度分析,扫描电子显微镜,X-射线衍射,拉曼光谱,核磁共振和凝胶渗透色谱系统研究U-LS-SNPs的结构和理化特性。扫描电子显微镜研究结果表明:经超声波辅助酶解后U-LS-SNPs表面有裂痕,凹凸不平,相对于LS-SNPs没有明显差别。粒径分析和凝胶渗透色谱结果表明:U-LS-SNPs(除处理组5%外)粒径比LS-SNPs小,随超声功率和时间的增加,重均分子量逐渐降低。X-射线衍射和拉曼光谱研究结果表明:超声波先作用于淀粉颗粒的无定形区域,随超声波功率和时间增大,U-LS-SNPs相对结晶度呈先增大后减小趋势,其中处理组(600 W,15 min,3%)相对结晶度最高。核磁共振研究结果表明:超声波作用破坏淀粉氢键和双螺旋结构,U-LS-SNPs双螺旋结构强度相对于LS-SNPs有所减弱。综上研究,在超声波功率600 W、时间15 min和料液比3%条件下可以制备得到最小粒径和最高结晶度的U-LS-SNPs。(3)球磨辅助酶解制备莲子淀粉纳米颗粒的结构及理化特性研究在普鲁兰酶制备莲子淀粉纳米颗粒基础上,采用球磨(球磨转速:200 r/min、400 r/min、600 r/min;时间:10 min、30 min、50 min;料液比:1%、3%、5%)辅助酶解制备莲子淀粉纳米颗粒(B-LS-SNPs),通过激光粒度分析、扫描电子显微镜、X-射线衍射、拉曼光谱、核磁共振和凝胶渗透色谱系统研究了B-LS-SNPs的结构和理化特性。扫描电子显微镜和粒径分析结果表明:随着球磨转速、时间和料液比增加,B-LS-SNPs粒径呈现先减小后增大趋势。凝胶渗透色谱结果表明:料液比过大会导致淀粉分子链相互缠结程度过高,随球磨转速和时间增加,重均分子量呈现先减小后增大趋势。拉曼光谱和核磁共振研究结果表明:LS-SNPs和B-LS-SNPs拉曼光谱基本相同,球磨辅助酶解过程并未引入新的官能团,B-LS-SNPs双螺旋结构强度随球磨转速和时间先增大再减小。X-射线衍射研究结果表明:LS-SNPs和B-LS-SNPs均属于B型晶型。综上研究,在球磨转速400 r/min、球磨时间30 min和料液比3%条件下可以制备得到最小粒径和最高结晶度的B-LS-SNPs。(4)高压均质辅助酶解制备莲子淀粉纳米颗粒的结构及理化特性研究在普鲁兰酶制备莲子淀粉纳米颗粒基础上,采用高压均质(高压均质压力:100 MP、150 MP、200 MP;次数:1次、5次、9次;料液比:1%、3%、5%)辅助酶解制备莲子淀粉纳米颗粒(H-LS-SNPs),通过激光粒度分析、扫描电子显微镜、X-射线衍射、拉曼光谱、核磁共振和凝胶渗透色谱系统研究了H-LS-SNPs的结构和理化特性。扫描电子显微镜和粒径分析结果表明:随高压均质压力、次数、料液比增大,H-LS-SNPs粒径先减小后增大,其中处理组(150MP、5次、3%)样品的粒径最小。莲子淀粉纳米颗粒分子特性研究结果表明:LS-SNPs和H-LS-SNPs均属于B型晶型,随高压均质压力和次数增加,H-LS-SNPs相对结晶度先增大后减小,H-LS-SNPs双螺旋结构强度相对于LS-SNPs均有所减弱。凝胶渗透色谱研究结果表明:高压均质辅助酶解处理使H-LS-SNPs的大分子量组成比例快速下降,小分子量组成比例增加,随高压均质压力、次数、料液比增加,重均分子量呈先减小后增大趋势。综上研究,在高压均质压力150 MP、次数5次和料液比3%条件下可制备得到最小粒径和最高结晶度的H-LS-SNPs。(5)莲子淀粉纳米颗粒Pickering乳液的制备及理化特性研究基于上述研究,本章节选取粒径最小和结晶度最高的四种不同制备方法获得的莲子淀粉纳米颗粒:LS-SNPs(普鲁兰酶制备)、U-LS-SNPs(600 W、15 min、3%)、B-LS-SNPs(400 r/min、30 min、3%)、H-LS-SNPs(150 MP、5次、3%)用于制备Pickering乳液(普鲁兰酶、超声波辅助酶解、球磨辅助酶解和高压均质辅助酶解制备的Pickering乳液缩写分别是:LS-SNPs+Oil、U-LS-SNPs+Oil、B-LS-SNPs+Oil、H-LS-SNPs+Oil)。通过乳液外观、激光共聚焦、粒径分析、接触角测量和稳定性分析等方法测定Pickering乳液理化特性,研究莲子淀粉纳米颗粒Pickering乳液的稳定性。粒径分析和激光共聚焦研究结果表明:四种不同方法制备的Pickering乳液粒径大小排序:LS-SNPs+Oil>U-LS-SNPs+Oil>B-LS-SNPs+Oil>H-LS-SNPs+Oil,淀粉纳米颗粒吸附在油水界面,形成单层或多层包裹膜。接触角分析结果表明:接触角越接近90°的莲子淀粉纳米颗粒表面湿润性最好,接触角大小排序:90°>H-LS-SNPs+Oil>B-LS-SNPs+Oil>U-LS-SNPs+Oil>LS-SNPs+Oil>0°。稳定性分析和乳液外观研究结果表明:四种Pickering乳液属于O/W型模型乳状液,其底部发生的是第二类失稳,即液滴迁移,通过观察乳液外观0至28天,发现所有乳液均发生乳析现象,乳析强度由高到低排列:LS-SNPs+Oil>U-LS-SNPs+Oil>B-LS-SNPs+Oil>H-LS-SNPs+Oil。综上研究,采用H-LS-SNPs(150 MP、5次和3%)可以制备得到稳定性最好的Pickering乳液。