一种观察交联淀粉反应位点的方法技术

本发明专利技术公开了一种观察交联淀粉反应位点的方法，包括交联淀粉的制备，硝酸银染色，离心，清洗染料，离心，UV还原，染色淀粉颗粒悬浮液的制备和激光共聚焦显微镜观察步骤，具体为：采用半干法制备STMP交联淀粉或湿法制备POCl3交联淀粉；采用硝酸银对淀粉颗粒进行阴离子转化为银盐；银交换淀粉的银离子被紫外光还原成银原子(Ag

【技术实现步骤摘要】
一种观察交联淀粉反应位点的方法


[0001]本专利技术涉及一种观察交联淀粉反应位点的方法，属于交联改性淀粉的染色


技术介绍

[0002]由于天然淀粉存在一些缺点，如溶解性差，不耐剪切，且具有高度的老化程度，在工业中的应用受到限制。化学方法是淀粉改性过程中应用最多及最广的方法，通过化学修饰可以产生交联、取代、氧化、酸水解等淀粉。交联淀粉是指原淀粉分子中羟基与含n元(n≥2)官能团化合物形成二酯键或二醚键的多网络结构的物质。交联淀粉主要作为增稠剂与调质剂应用于酱料、汤、烘焙食品与乳制品当中。但随着市场的进一步开放,食品多样化的要求促使特定功能的变性淀粉的开发成为发展的主要趋势。
[0003]交联淀粉的功能特性与交联位点密切相关。磷酸盐基团通过共价键与淀粉分子结合，若淀粉颗粒内部的分子内和分子间的键能增强，颗粒稳定性加强，需要较高的温度才能发生糊化，峰值黏度降低，黏度峰温度升高。若仅在淀粉颗粒表面发生交联反应，淀粉颗粒溶解度降低，淀粉交联抑制淀粉团粒可溶物的溶解，增强淀粉团粒的机械强度，增强变性淀粉糊的粘度。然而目前缺乏对交联淀粉的反应位点的揭示，更多的是以交联程度表示，但是对于交联程度的表征并不尽如人意。目前存在的方法都有局限性，如粘度法只能表征交联程度较低的淀粉，因为较高交联剂的添加量会导致淀粉不再显示粘度，且即使在可检测粘度的范围内，随着交联剂添加量的增加，淀粉的粘度先增加后降低，其变化并不是线性的；沉降积法也是一种表征交联程度的方法，但对于交联度较低的淀粉来说，样品之间的差异性较小；国标中采用了磷含量的方法来表征交联淀粉的交联度，由于原淀粉自身含有易于去除的游离磷导致交联程度较低的交联淀粉的磷含量低于原淀粉的磷含量。如何更有效地明确交联淀粉的交联位点和交联程度是目前亟待解决的问题。
[0004]在交联过程中，淀粉颗粒结构最终决定了单个淀粉分子对交联剂的可及性，影响淀粉的交联位点和交联程度，从而影响淀粉功能特性。因此，通过了解淀粉颗粒内的交联反应进程可实现交联程度的表征。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了明确淀粉颗粒内的交联反应进程，提供一种简单有效、直接观察交联淀粉反应位点分布的方法，直观地了解淀粉颗粒的交联程度，对于指导交联淀粉工艺优化和功能特性的研究以及交联淀粉的应用具有重要意义。
[0006]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0007]本专利技术提供了一种观察交联淀粉反应位点的方法，包括：
[0008]交联淀粉制备；
[0009]硝酸银染色：采用硝酸银对交联淀粉颗粒进行阴离子转化为银盐，得到银交换淀粉颗粒；
[0010]UV还原：利用紫外光将银交换淀粉的银离子还原成银原子(Ag+
→
Ag
°
)；
[0011]染色淀粉颗粒悬浮液的制备：将UV还原得到的染色淀粉颗粒加入到蔗糖水溶液中，使得淀粉颗粒的最终浓度为4
‑
6％，制得染色淀粉颗粒悬浮液；
[0012]激光共聚焦显微镜观察：利用激光共聚焦显微镜对样品进行光学切片观察，通过激发和原位扫描成像来获得淀粉颗粒中反应位点的分布。
[0013]作为一个实施方案，所述交联淀粉包括STMP交联淀粉或POCl3交联淀粉。
[0014]作为一个实施方案，采用半干法制备STMP交联淀粉；具体包括：将淀粉水溶液pH值调为10，缓慢滴加STMP和Na2SO4的混合溶液，反应混合物在室温下pH为10
‑
11的环境中持续反应1
‑
2小时；40
‑
50℃干燥至水分含量为10wt.％以下，130
‑
150℃烘干2
‑
3小时；重新溶解于去离子水中，调节pH为6.5以终止反应，去离子水洗涤，得到STMP交联淀粉。所述STMP、硫酸钠和淀粉的质量比为0.05
‑
0.4:1:20。
[0015]作为一个实施方案，采用湿法制备POCl3交联淀粉；具体包括：将淀粉水溶液pH值调为10
‑
11.3，缓慢滴加POCl3溶液，浆液的pH值维持在11.3持续反应1
‑
2小时；调节pH为6.5以终止反应，去离子水洗涤，无水乙醇洗涤，得到的淀粉悬浊液减压抽滤、室温晾干，即得POCl3交联淀粉。淀粉水溶液的浓度为0.5g/mL；淀粉与用于交联的POCl3溶液的用量比为20g:0.067
‑
6.667mL。
[0016]作为一个实施方案，所述硝酸银染色中，STMP交联淀粉或POCl3交联淀粉干基样品添加到0.25
‑
0.5M硝酸银溶液中，离心涡旋10
‑
15s后，在25
‑
35℃连续震荡反应48
‑
72h，反应后把悬浊液离心10
‑
15min(3000
‑
6000
×
g)，弃去上清液；用蒸馏水洗去残留的染料，用85％乙醇抽滤，晾干，从而得到银交换淀粉颗粒。染色反应过程中，需连续震荡使得淀粉颗粒均匀分散在硝酸银溶液中，以确保所有的淀粉都能与硝酸银接触，从而保证反应的均匀性。
[0017]作为一个实施方案，所述交联淀粉干基样品与硝酸银溶液的用量比为0.2
‑
0.5g:20mL。
[0018]作为一个实施方案，用85％乙醇抽滤前用蒸馏水除残留的硝酸银，连续震荡30
‑
60min，离心，弃去上清液。
[0019]作为一个实施方案，重复硝酸银染色步骤2
‑
3次。
[0020]作为一个实施方案，硝酸银染色整个过程是在避光条件下进行的。
[0021]作为一个实施方案，UV还原是将银交换淀粉放在UV 254nm下大于48h，以将淀粉颗粒中的银离子完全还原为银原子。
[0022]作为一个实施方案，淀粉颗粒悬浮液的制备中，蔗糖水溶液的浓度为20wt.％
‑
30wt.％。
[0023]作为一个实施方案，淀粉颗粒悬浮液涡旋10
‑
50s后，吸取5
‑
20μL样品滴加到载玻片上，并用枪头将液滴在载玻片上涂布均匀，等待观察。
[0024]作为一个实施方案，将涂布有淀粉颗粒悬浮液的载玻片放到提前滴加香柏油的物镜(100倍)上方，用Argon(488nm)激光器分别以80％
‑
100％的功率工作，进行激发；分束器为RT15/85，在485
‑
506nm的间隔波长处收集材料激发光反射回来的信号。
[0025]在一些实施例中，提供一种观察STMP交联淀粉反应位点的方法，包括以下步骤：
[0026](1)STMP交联淀粉的制备：先将三偏磷酸钠(STMP，0.05
‑
0.4g)和硫酸钠(Na2SO4，1g)溶解于5mL的去离子水中，20g淀粉分散在35mL的去离子水中，并在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种观察交联淀粉反应位点的方法，其特征在于，包括：交联淀粉制备；硝酸银染色：采用硝酸银对交联淀粉颗粒进行阴离子转化为银盐，得到银交换淀粉颗粒；UV还原：利用紫外光将银交换淀粉的银离子还原成银原子；染色淀粉颗粒悬浮液的制备：将UV还原得到的染色淀粉颗粒加入到蔗糖水溶液中，使得淀粉颗粒的最终浓度为4
‑
6％，制得染色淀粉颗粒悬浮液；激光共聚焦显微镜观察：利用激光共聚焦显微镜对样品进行光学切片观察，通过激发和原位扫描成像来获得淀粉颗粒中反应位点的分布。2.根据权利要求1所述的观察交联淀粉反应位点的方法，其特征在于，所述交联淀粉包括STMP交联淀粉或POCl3交联淀粉。3.根据权利要求2所述的观察交联淀粉反应位点的方法，其特征在于，采用半干法制备STMP交联淀粉；具体包括：将淀粉水溶液pH值调为10，缓慢滴加STMP和Na2SO4的混合溶液，反应混合物在室温下pH为10
‑
11的环境中持续反应1
‑
2小时；40
‑
50℃干燥至水分含量为10wt.％以下，130
‑
150℃烘干2
‑
3小时；重新溶解于去离子水中，调节pH为6.5以终止反应，去离子水洗涤，得到STMP交联淀粉。4.根据权利要求2所述的观察交联淀粉反应位点的方法，其特征在于，采用湿法制备POCl3交联淀粉；具体包括：将淀粉水溶液pH值调为10
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11.3，缓慢滴加POCl3溶液，浆液的pH值维持在11.3持续反应1
‑
2小时；调节pH为6.5以终止反应，去离子水洗涤，无水乙醇洗涤，得到的淀粉悬浊液减压抽滤、室温晾干，即得PO...

【专利技术属性】
技术研发人员：隋中泉，马梦婷，王明明，徐义娟，南流，南潇，
申请(专利权)人：上海爱发投资管理有限公司，
类型：发明
国别省市：