离子液体中阿魏酸淀粉酯的酶法合成及抗氧化性研究

来源 :沈阳师范大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:owen_0278
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酯化淀粉是应用较为广泛的改性淀粉之一,在食品、医药、纺织多个行业有重要应用。阿魏酸是一类来源广泛、具有抗氧化性的植物酚酸。阿魏酸淀粉酯具有抗酶解、清除亚硝酸盐、抗氧化等生物学功能。现有阿魏酸淀粉酯的合成方法多采用化学合成法,本文采用离子液体[BMIm]Cl及酶催化合成阿魏酸淀粉酯,并对其结构和性质进行相关研究。利用两步法,在离子液体[BMIm]Cl中脂肪酶Novozym 435催化合成了阿魏酸淀粉酯,采用傅立叶红外(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)对其进行结构表征。FT-IR图谱显示1726 cm-1处出现新峰,为酯基伸缩振动吸收峰,表明在淀粉分子的羟基上引入了阿魏酸酯基团,合成了阿魏酸淀粉酯。SEM图像显示,经过离子液体[BMIm]Cl溶解得到的预处理淀粉,颗粒表面粗糙、凹凸不平,表明淀粉颗粒结构可能完全被破坏;阿魏酸淀粉酯颗粒表面则出现很多密集的小孔,表明酯化过程可能进一步破坏淀粉结构。XRD结果表明,原玉米淀粉晶体结构为A型;经过离子液体[BMIm]Cl溶解得到的预处理淀粉,失去衍射峰,晶体结构完全被破坏;阿魏酸淀粉酯只表现出一个广泛的宽峰。研究了两步法中反应条件酶用量、底物摩尔比、反应时间、反应温度对阿魏酸淀粉酯取代度的影响,确定了最佳反应条件:酶用量为0.3 g、底物摩尔比为1:1、反应时间7 h、反应温度70℃,在此条件下合成的阿魏酸淀粉酯取代度为0.53%。对两步法合成阿魏酸淀粉酯进行改进,实验中发现挤压可替代两步法中离子液体[BMIm]Cl对淀粉的溶解过程,相同酯化反应条件下,可以合成阿魏酸淀粉酯,取代度可达0.59%。对其进行结构表征:FT-IR、SEM、XRD的结果与两步法得到的阿魏酸淀粉酯基本一致,挤压过程改变淀粉颗粒形态和晶体结构,淀粉分子的羟基上成功引入阿魏酸酯基团。并讨论了挤压参数物料含水量、挤压温度、螺杆转速对阿魏酸淀粉酯取代度的影响,确定最佳反应条件:当物料含水量20%、挤压温度60℃、螺杆转速200 r/min时,挤压淀粉酯化后得到阿魏酸淀粉酯取代度为0.59%。对阿魏酸淀粉酯的抗氧化性进行测定。测定结果为当阿魏酸淀粉酯取代度为0.09%、0.28%、0.53%时,对DPPH自由基清除率分别为22.9%、42.7%和54.8%;对ABTS自由基清除率分别为51.1%、64.3%和77.8%。阿魏酸淀粉酯取代度越高,其清除率越高。表明阿魏酸淀粉酯对DPPH和ABTS自由基具有清除作用,具有一定的抗氧化性。
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