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  • 影響羧甲基羅望子膠制備的因素
  • 來源:愛學術        2019-11-04         2986
【摘要】

將羅望子膠和氯乙酸鈉在堿性異丙醇水溶液中反應,制備一系列不同取代度的羧甲基羅望子膠。與羅望子膠原粉相比,羧甲基羅望子膠的冷水可溶性和凍融穩定性明顯提高,質量分數為2%的羧甲基羅望子膠水溶液透光率達到97%。

羅望子膠是從豆科羅望子屬植物種子的胚乳中提取分離出來的一種中性多糖類物質,其來源豐富,可生物降解,易分散于冷水中,加熱則形成黏稠狀液體,黏度不受酸類和鹽類等影響,具有更好的耐高低溫性、凍融穩定性,比果膠和明膠的成本更低、用量更少且制品性能更穩定。但是由于羅望子膠具有冷水不可溶性、易腐敗性及與其他表面活性劑較差的配伍性等缺陷限制了其在各領域的應用。

目前羅望子膠的研究主要集中在分子結構、組成和應用的研究,化學改性研究較少。羧甲基羅望子膠是以羅望子膠為基質,氯乙酸鈉為改性劑制備的多糖行生物,糖結構由D-半乳糖、D-木糖、D-葡萄糖及少量L-阿拉伯糖組成。目前,羧甲基魔芋葡甘聚糖、羧甲基瓜爾膠、羧甲基聚蔗糖、羧甲基綠豆淀粉以及羧甲基葛根淀粉等已經被廣泛研究并部分應用于食品、生物醫學、化妝品和環境處理領域中。

影響羧甲基羅望子膠制備的因素

影響羧甲基羅望子膠的制備的因素

反應參數的影響

對羧甲基羅望子膠衍生物產品性能的影響因素很多,包括堿醚比(物質的量比)、醚化時間和醚化溫度等對產品取代度,反應效率以及其水溶液的透光率和表觀黏度的影響。

1、堿醚比的影響

通過改變堿醚比,產品水溶液的透光率基本不變且全部在90%以上。取代度和反應效率隨堿醚比的增加而增大,因為較少量的NaOH不足以有效破壞羅望子多糖分子間的氫鍵,不利于醚化反應。但是當堿醚比高于1.2:1時,表觀黏度明顯下降,因為NaOH用量過多會加速羅望子多糖的降解,故堿醚比為1.2:1較適宜。

2、醚化時間的影響

通過改變醚化時間,隨著反應時間從2h延長至3h時,羧甲基羅望子膠的取代度、反應效率以及透光率逐漸增大,當超過3h后變化不大。確定較佳的反應時間為3h。

3、醚化溫度的影響

取代度、反應效率、透光率和黏度隨著醚化溫度的增加先增加后降低,當醚化溫度為55℃時,達到最大。較高的溫度有利于破壞分子間的氫鍵和反應物在反應介質中的擴散,故出現在55℃以下,溫度越高,取代度越大,膠液的透光率和黏度越高。當反應溫度為60℃時,取代度降低是因為羧甲基化過程中副反應發生的幾率增大。

凍融穩定性

當質量分數為1%和2%的羅望子膠水溶液以及質量分數為1%和2%的羧甲基羅望子膠水溶液的凍融穩定性時,質量分數為1%和2%的羧甲基羅望子膠水溶液在冷凍后并未產生沉淀,說明羧甲基羅望子膠的凍融穩定性明顯優于羅望子膠原粉,改性后膠液凍融穩定性的提高十分有利于拓展其在日化領域中的應用。

熱重分析儀分析

在N2環境下對羅望子膠和羧甲基羅望子膠的熱穩定性進行了研究。羅望子膠和羧甲基羅望子膠的TG隨溫度的變化曲線大體相似,二者均在2個溫度范圍內出現了明顯的失重。第1個失重區域溫度在90-100℃之間,主要失去吸附水和結合水。羅望子膠原粉第2個失重區域在300-340℃之間,而羧甲基羅望子膠的第2個失重區域溫度約為285-310℃之間。羅望子膠原粉達到最大失重時的溫度為320℃,而羧甲基羅望子膠最大失重時的溫度295℃,表明羧甲基羅望子膠比羅望子膠原粉的熱穩定性降低。在醚化反應過程中,加入的NaOH使羅望子膠降解,產品分子量降低,結晶區遭到破壞。

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參考文獻

李廣順,劉馨.陽離子化羅望子多糖制備工藝的研究[J].武漢工程職業技術學院學報,2013,25(1):9-12

周家華.食品添加劑[M].北京:化學工業出版社,2001

王元蘭,李忠海.羅望子膠結構、性能、生產及其在食品工業中的應用[J].經濟林研究,2006,24(3):71-74


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