玉米淀粉微球的制備與應(yīng)用研究

1、文章編號:167224291(20060420061204收稿日期:2006203211基金項目:國家自然科學(xué)基金資助項目(50573046作者簡介:蘇秀霞,女,副教授,主要從事皮革鞣劑及淀粉微球的合成與應(yīng)用研究.玉米淀粉微球的制備與應(yīng)用研究蘇秀霞,張春蘭,李運(yùn)濤(陜西科技大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院,陜西咸陽712081摘要:以玉米淀粉為主要原料,以N ,N 2亞甲基雙丙烯酰胺(MDAA 為交聯(lián)劑,采用反相乳液法制備淀粉微球.其粒徑為1015m ,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為188.7194.7,并比較超聲波處理對乳液及產(chǎn)物微球粒徑的影響.結(jié)果表明,以微球為修飾劑制備修飾碳糊電極(CMCPE 、伏安法(CV 研究顯

2、示微球?qū)箟难嵊懈患饔?這種富集作用可能與兩者發(fā)生分子氫鍵締合作用有關(guān).關(guān)鍵詞:玉米淀粉微球;超聲波乳化;修飾碳糊電極;氫鍵締合中圖分類號:TB324文獻(xiàn)標(biāo)識碼:AStudy on the preparation and applicationof corn starch micro 2sphereSU Xiu 2Xia ,ZHAN G Chun 2Lan ,L I Yun 2Tao(Institute of Chemical Engineering ,Shaanxi University of Science and Technology ,Xianyang 712081,Shaanxi

3、 ,China Abstract :The corn starch micro 2spheres were prepared in a W/O reverse emulsion via grafting and cross 2linking polymerization in presence of cross 2linker N ,N 2methylene bisacrylamide.The effect of ultrasonic treatment on the reverse emulsion and granularity of micro 2spheres were investi

4、gated.A mechanism for ascorbic acid absorbed by the corn starch micro 2sphere was studied by means of electrochemical method using ascorbic acid (AA as model drug ,and the paraffin 2graphite power electrode modified by the starch micro 2spheres as working electrode.The results showed that the diamet

5、er of micro 2spheres was about 1015m and these micro 2spheres have a remarkable assimilation to ascorbic acid.This is mainly attributed to the inter 2molecule hydrogen bond interaction.K ey w ords :corn starch micro 2sphere ;ultrasonic emulsification ;cyclic voltammetry ;hydrogen bond interaction淀粉微

6、球具有良好的降解性能和生物相容性能,是一種前景較好的藥物載體.目前,淀粉微球多以可溶性淀粉為原料制備,應(yīng)用研究主要是微球的粒徑分布和載藥、釋藥性能1,2.我們將玉米淀粉糊化,并將其分散于植物油中得到反相乳液,通過多媒體顯微鏡觀測乳化條件對反相乳液穩(wěn)定性的影響,比較不同工藝制備的產(chǎn)品微球的粒徑變化.將淀粉微球用作修飾劑制備修飾碳糊電極,研究微球與電活性物質(zhì)抗壞血酸的相互作用.1實驗部分1.1實驗儀器與試劑儀器儀表有限公司;KYKY1000B 掃描電子顯微鏡(中國科學(xué)院儀器廠;L K98B 電化學(xué)工作站(天津蘭力科公司;SC 多頻聲化學(xué)發(fā)生器(成都九州機(jī)電公司;SKC 2000光透式粒度分布測量儀

7、(日本;V ECTOR 22傅里葉紅外光譜儀(德國布第34卷第4期陜西師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版Vol.34No.42006年12月Journal of Shaanxi Normal University (Natural Science Edition Dec.2006魯克公司;MDI CH30多媒體顯微鏡(日本.1.2實驗方法2結(jié)果與討論2.1淀粉微球制備工藝的確定依據(jù)淀粉糊化時水的用量和乳化條件的不同,采取三種工藝制備淀粉微球,如表1所示.表1淀粉微球的制備工藝3T ab.1Conditions for preparation of the starch micro2spheres 工藝水

8、相/mL菜籽油/mL乳化劑量/g司盤吐溫乳化方式2575 2.259010攪拌1648 1.449010攪拌1648 1.449010攪拌、超聲波3該工藝以1g玉米淀粉為基準(zhǔn);司盤(Span與吐溫(Tween的比值為質(zhì)量比;乳化溫度為60.原淀粉糊化后的多媒體電子顯微鏡照片如圖1所示. 由圖1可知,淀粉顆粒中微晶束結(jié)構(gòu)解體,完全溶脹于水中,旋轉(zhuǎn)粘度計測得此時淀粉糊的粘度為420mPas.當(dāng)水的用量為淀粉質(zhì)量的16倍時,可以得到W/O反相乳液,然而由于水的量較小,淀粉大分子未能充分溶脹,所制得的反相乳液中液滴排列很緊密,液滴的粒徑大小不均(見圖 2;水的用圖185糊化30min的淀粉糊(4000

9、倍的光學(xué)顯微照片F(xiàn)ig.1Multimedia microscope im age of the starchpaste gelatinized at85for30minutes(4000×圖216mL水的淀粉反相乳液(4000倍光學(xué)顯微照片F(xiàn)ig.2Multimedia microscope im age of reverseemulsion containing16mL w ater(4000×62陜西師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版第34卷量達(dá)到淀粉的25倍,液滴的粒徑顯著減小,分布也比較均勻(見圖3;對工藝糊化所制備的乳液使用超聲波處理,亦可得到分散較好的反相乳液(見圖4.

10、這是因為低強(qiáng)度超聲波所產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)空化作用,促進(jìn)了乳液體系內(nèi)的傳質(zhì)過程5;淀粉大分子在空化泡周期性振蕩和崩裂所產(chǎn)生的一系列效應(yīng)的作用下,也會斷鏈降解,這些都有利于淀粉糊作為水相在植物油中的分散和乳化6 .圖325 mL 水的淀粉反相乳液(4000倍光學(xué)顯微照片F(xiàn)ig.3Multimedia microscope im age of reverse emulsion containing 25mL w ater(4000×圖416mL 水超聲波乳化的淀粉反相乳液(4000倍光學(xué)顯微照片F(xiàn)ig.4Multimedia microscope im age of reverse emulsio

11、n containing 16mL w ater(4000× incase of ultrasonic treatment利用光透式粒度分布測定儀對上述三種乳化工藝制備的淀粉微球的粒度分布進(jìn)行分析,其結(jié)果為:當(dāng)工藝條件分別為、時,其制備的微球粒徑 (m 分別為1015,3050,20 30.由此可知,工藝制備的淀粉微球粒徑及分散性最好,工藝得到的淀粉微球各項性能明顯低于前者,對其施加超聲波處理的工藝顯著提高淀粉微球的性能,接近于工藝.對照三種工藝所得反相圖5淀粉微球的掃描電鏡照片F(xiàn)ig.5SEM of the starch micro 2spheres米原淀粉和玉米淀粉微球的紅外光譜

12、圖.在圖7中,圖6玉米淀粉的紅外光譜圖Fig.6I nfrared spectrum of corn starch圖7玉米淀粉微球的紅外光譜Fig.7I nfrared spectrum of the starch micro 2spheres第4期蘇秀霞等:玉米淀粉微球的制備與應(yīng)用研究631669cm -1處出現(xiàn)酰胺峰,1563cm -1處出現(xiàn)酰胺由上述兩圖可以看出,以淀粉微球修飾碳糊電極作為工作電極,抗壞血酸的氧化峰電位負(fù)移01033V ,至01232V ,降低1214%;峰電流增大31123×10-6A ,至91673×10-6A ,提高4717%,靈敏度顯著提高 .

13、圖8碳糊電極的循環(huán)伏安掃描圖Fig.8Cyclic V oltammograms of paraff in 2graphite pow er electrode圖9淀粉微球修飾電極的循環(huán)伏安掃描圖Fig.9Cyclic voltammograms of paraff in 2graphite pow er electrode modif ied by starch micro 2spheres21214不同電極的檢查下限量取1.0×10-4mol/L 的抗壞血酸溶液2.5mL ,用0.1mol/L 的KCl 溶液定容至25mL ,分別用碳糊電極和淀粉微球修飾碳糊電極測量其氧化峰.同上

14、逐次稀釋抗壞血酸溶液,直至沒有顯著的氧化峰出現(xiàn),則此濃度為該電極的對于抗壞血酸的檢測下限,結(jié)果見表2.由表2可知,淀粉微球修飾電極的檢測下限達(dá)到10-7mol/L ,比碳糊電極低兩個數(shù)量級.修飾電極檢測靈敏度的提高,主要是依靠修飾劑對待測成分的富集作用3.淀粉微球的富集作用可能與微球中的羥基(OH 和胺基(N H 2與抗壞血酸分子中羥基(OH 之間的氫鍵締合作用有關(guān).表2不同電極的檢測下限T ab.2The detection limit of different electrodesVC 的濃度/(mol L -11.0×10-41.0×10-51.0×10-61.0×10-7碳糊電極的峰電流/A -6.550×10-6-7.761×10-60.262修飾電極的峰電流/A-9.673×10-6-1.099×10-5-1.030×10-5-8.249×10-63結(jié)論該方法制備的玉米淀粉微球,粒徑在10151張黎,蔡鴻生,羅順德.鼻腔給藥系統(tǒng)的新劑型淀粉微球J .中國醫(yī)院藥學(xué)雜志,2002,21(12:7482751.2李光水,肖凌.薄荷醇2變性淀粉微膠囊的實驗研究J .食品科學(xué),1998(7:40243.3盧玉棟,吳宗華.糊化條件對淀粉溶解度及性能的影響J .中國造紙學(xué)報