反相乳化法制备脱支淀粉纳米颗粒用于增强玉米淀粉膜的功能性

Food Hydrocolloids

成果展示|英都斯特杯奖学金

● 成果介绍

纳米技术正极大地影响工业和农业的发展，特别是纳米载体，纳米肥料和纳米传感器的应用。由于纳米材料独特的理化特性，近年来对纳米颗粒的开发引起了研究者广泛的兴趣。淀粉作为一种天然的高分子聚合物，具有无毒、廉价、可再生的优势，由淀粉制备的纳米颗粒作为一种新型的生物功能材料在纳米载体，薄膜填充剂，乳液稳定剂和脂肪替代剂等领域得到了广泛的应用。在过去的二十年中，已经开发了多种方法来制备淀粉纳米颗粒，包括酸水解，交联，酶处理和物理处理。

但是，这些方法大多伴随着环境污染，高能源消耗或低产量的缺点。因此，开发简单，高效的方法制备淀粉纳米颗粒是研究者努力的方向。乳液的液滴是用于制备纳米颗粒良好的软模板，颗粒的大小可以通过液滴的大小来控制，所以，近几年来，也有许多报道通过反相乳化的方法制备纳米颗粒，但是，尚未有报道通过反相乳化法制备脱支淀粉纳米颗粒（DSNPs）。

青岛农业大学孙庆杰教授团队利用反相乳化法制备DSNPs，并且探究该纳米颗粒对玉米淀粉膜功能性的影响。

研究人员以蜡质玉米淀粉为原料，通过酶解脱支后得到脱支淀粉（DBS）。糊化后的DBS与大豆油、乳化剂混合超声，制备油包水乳液，DBS在水相中经过回生，得到DSNPs。通过原子力显微镜、透射电镜、X-衍射和差示扫描量热仪等，系统地研究了DSNPs的形貌和理化性质。此外，将DSNPs添加到玉米淀粉膜中，通过测量纳米复合膜的机械性、水蒸气透过率、氧气透过率等，研究DSNPs对玉米淀粉膜功能性的影响。

该研究提出了一种使用DBS通过反相乳化制备DSNPs的简单方法。所获得的DSNPs的粒径在130nm至280nm之间，具有良好的分散性。由于淀粉回生和直链淀粉-脂质复合物的形成，DSNPs显示出独特的B + V型结晶结构。DSNPs比天然WCS具有更高的相对结晶度和熔化温度。另外，通过添加DSNPs，玉米淀粉膜的机械性增强，水蒸气透过率和氧气透过率降低。