高压均质对EGCG-OSA玉米淀粉复合体的结构及其抗氧化特性的影响

何川

摘要：高压均质机是物料在高速流动时产生剪切效应、高速喷射时产生撞击作用、瞬间强大压力降低时产生空穴效应的设备。高压均质处理凹凸棒石不仅可以解离凹凸棒石棒晶束，而且可以显著提升改性效率。为此，该研究采用高压均质辅助EGCG-OSA玉米淀粉复合体，利用EGCG-OSA玉米淀粉复合体的结构及其抗氧化特性的影响。基于此，本篇文章对高压均质对EGCG-OSA玉米淀粉复合体的结构及其抗氧化特性的影响进行研究，以供参考。

关键词：高压均质;EGCG-OSA玉米淀粉复合体;结构及抗氧化特性;影响

引言

OSA淀粉是一类食品级添加剂，具有良好的乳化性能，由天然淀粉和OSA在碱性条件下发生酯化反应而合成的。通过改变淀粉的颗粒结构，降低结晶度，使OSA在产品中的分布更均匀，可以制备出高取代度和高反应速率的改性淀粉。虽然会引起淀粉某些结构和功能特性发生改变，但对酯化反应还是起到优化的效果。近年来也有很多改进的替代工艺，如微波辅助、挤压法等都对OSA淀粉的制备优化产生有效影响;也可以通过应用更先进的试验设计方法来提高试验的准确性和科学性。对OSA淀粉进行的表征分析能够比较淀粉在经过不同的改性加工后性能品质的变化，以及为工艺的优化提供科学依据，目前的表征研究方法以红外光谱、电镜分析等常见方法居多，虽然这些方法技术成熟从而使所得到的结论科学可靠，但只局限于此不利于对OSA淀粉的结构性质进一步探索了解，所以可以将相适合的新兴技术应用于表征分析，拓宽辛烯基琥珀酸改性淀粉的研究范畴。通过制备工艺的优化与改进，以及在对结构性质方面的表征研究，可以探索OSA淀粉应用的新领域以及在原有应用领域的技术升级，提高生产效率。

1高压均质技术原理

高压均质机主要由高压往复泵、均质阀、传动装置等构成。高压均质机在工作时，液体物料在高压往复泵的作用下通过柱塞管输送至均质阀内，在未有物料通过时，阀座与均质阀处于闭合状态，一旦有液体物料通过，阀座和均质阀之间会形成一道狭窄的间隙。当物料通过间隙，所受的压力也会随之增大，流速变快，随后又在撞击环的配合下形成剪切、高频振荡、撞击、空穴等作用;物料通过间隙后，压力逐渐减小，物料在这一过程中受到均质作用。在高压均质过程中，由于机械力的作用，物料的机械能增加，从而使物料温度上升，又在剪切、撞击、空穴等作用下实现对物料的改性。近年来，高压均质在食品工业中得到广泛应用。近年来，高压均质技术也被应用于改性淀粉中。

2表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）

表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）作为绿茶的主要生物活性成分之一，具有抗炎、抗氧化、抗高血脂、抗糖尿病等多种药理活性，同时也是已知的能够捕获大多数活性氧，如超氧化物、单线态氧、羟基自由基最有效的茶多酚。

3常用淀粉的来源

OSA淀粉的物理化学性质取决于原料淀粉的性质、改性过程中的加工条件，以及改性前后的工艺条件，因此，可以根据所需不同的理化性质和应用需求选择不同的淀粉来源来制备不同类型的辛烯基琥珀酸改性淀粉，扩大其应用范围。OSA淀粉在非专利类产品中所用原料来源比例见图1。如图1所示，蜡质玉米和商用蜡质玉米是常用的淀粉原料，蜡质玉米与普通玉米在淀粉的分子结构有所不同，蜡质淀粉的支链淀粉占总量98%，而且结晶区的排布分散，这些性质都有利于参与改性的物质顺利进入淀粉的内部空间结构，赋予改性淀粉特殊性能。马铃薯、木薯、大米、糯米、荸荠等也是淀粉的良好来源。马铃薯淀粉色泽鲜亮，质地十分细腻，成膜性好，黏度高，糊化温度低;大米淀粉颗粒较小，糯米淀粉口感细腻，都可作为脂肪分子的替代物。

4高压均质对EGCG-OSA玉米淀粉复合体的结构及其抗氧化特性的影响分析

4.1实验方法（1）加热糊化法。称取3gOSA淀粉和0.3gEGCG（淀粉干基的10%）均匀分散于150mL蒸馏水中。后将混合物悬浮液进行95℃水浴30min。冷冻干燥后将样品研磨并过100目筛，置于干燥器保存，待用。记为复合物Ⅰ型。（2）高压均质法。准确称取3g的OSA淀粉和0.3gEGCG，加入150mL蒸馏水，将混合乳液置于高压均质机中。处理参数：压力为100MPa，处理次数为5次。冷冻干燥后将样品研磨并过100目筛，置于干燥器保存，待用。记为复合物Ⅱ型。

4.2统计分析

每组试验至少需要进行重复3次。采用SPSS16.0对数据进行ANOVA分析，结果以平均值±标准差（SD）表示，当P<0.05时为显著性差异。

4.3结果与分析

（1）复合体流变性变化。EGCG-OSA玉米淀粉复合体与OSA玉米淀粉粘度随剪切速率的变化曲线如图2所示。可见其粘度均随着剪切速率的增加而降低，呈现出剪切变稀的特性，为假塑性流体。与EGCG复合后，由于EGCG的羟基与OSA玉米淀粉都具有一定的持水性，以及EGCG与OSA玉米淀粉之间形成的氢键，造成了粘度的降低;此外，除了形成氢键作用外，还有EGCG的疏水基团苯环与OSA玉米淀粉的疏水长链发生疏水相互作用，使得体系的斥力降低，表观上呈现出粘度降低的现象。三种复合物粘度相比于OSA淀粉有所下降，而其中经过高压均质的复合体下降幅度相较加热法制备的复合体大，因此推测，经过高压剪切作用后EGCG能与OSA玉米淀粉更好的缔合，产生更多的分子间相互作用。

（2）SEM分析。由于EGCG-OSA玉米淀粉復合体的结构作用，玉米淀粉复合体的结构集体形式存在，玉米淀粉复合体的结构是高效利用的前提。本课题组前期研究表明，在压力30MPa下进行均质处理可有效解离凹凸棒石棒晶束。可见，玉米淀粉复合体的结构聚集体形貌，玉米淀粉复合体的结构连接紧密。经高压均质处理后复合材料中玉米淀粉的结构变得松散，说明高压均质处理既可以有效解离玉米淀粉复合体的结构的棒晶聚集体，又可以辅助CTAB改性，通过高压均质的空穴效应提升凹凸棒石的改性效率。（3）抗氧化性测定。ABTS自由基清除率。

由图3可以看出，用加热法制备的复合体在储藏30d后，其ABTS自由基清除率从98.73%下降到98.13%，而用高压均质与先高压均质后加热制备的复合体其清除率均高于加热法的复合体，其中用先均质后加热制备的复合体拥有最高的ABTS自由基清除率，其下降的幅度也最小，这与DPPH自由基清除率实验结果一致，因此，用先高压均质后加热糊化制备的复合体不仅有较高的抗氧化能力，并且其对EGCG的保护性也最强。

结束语

目前高压均质在淀粉上的研究还较有局限性，例如在消化性质上，高压均质对于玉米淀粉的影响并不相同，对于RDS的影响并不显著。因此，在今后的研究中还需要更加广泛地探讨高压均质处理不同来源的玉米淀粉产生的影响。相信在未来的发展中，高压均质在玉米淀粉中的应用会更成熟、系统，在玉米淀粉工业中发挥重要的作用。

参考文献

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