玉米淀粉微球的制备与应用研究

1、文章编号:167224291(20060420061204收稿日期:2006203211基金项目:国家自然科学基金资助项目(50573046作者简介:苏秀霞,女,副教授,主要从事皮革鞣剂及淀粉微球的合成与应用研究.玉米淀粉微球的制备与应用研究苏秀霞,张春兰,李运涛(陕西科技大学化学化工学院,陕西咸阳712081摘要:以玉米淀粉为主要原料,以N ,N 2亚甲基双丙烯酰胺(MDAA 为交联剂,采用反相乳液法制备淀粉微球.其粒径为1015m ,玻璃化转变温度为188.7194.7,并比较超声波处理对乳液及产物微球粒径的影响.结果表明,以微球为修饰剂制备修饰碳糊电极(CMCPE 、伏安法(CV 研究显

2、示微球对抗坏血酸有富集作用,这种富集作用可能与两者发生分子氢键缔合作用有关.关键词:玉米淀粉微球;超声波乳化;修饰碳糊电极;氢键缔合中图分类号:TB324文献标识码: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,是一种前景较好的药物载体.目前,淀粉微球多以可溶性淀粉为原料制备,应用研究主要是微球的粒径分布和载药、释药性能1,2.我们将玉米淀粉糊化,并将其分散于植物油中得到反相乳液,通过多媒体显微镜观测乳化条件对反相乳液稳定性的影响,比较不同工艺制备的产品微球的粒径变化.将淀粉微球用作修饰剂制备修饰碳糊电极,研究微球与电活性物质抗坏血酸的相互作用.1实验部分1.1实验仪器与试剂仪器仪表有限公司;KYKY1000B 扫描电子显微镜(中国科学院仪器厂;L K98B 电化学工作站(天津兰力科公司;SC 多频声化学发生器(成都九州机电公司;SKC 2000光透式粒度分布测量仪

7、(日本;V ECTOR 22傅里叶红外光谱仪(德国布第34卷第4期陕西师范大学学报(自然科学版Vol.34No.42006年12月Journal of Shaanxi Normal University (Natural Science Edition Dec.2006鲁克公司;MDI CH30多媒体显微镜(日本.1.2实验方法2结果与讨论2.1淀粉微球制备工艺的确定依据淀粉糊化时水的用量和乳化条件的不同,采取三种工艺制备淀粉微球,如表1所示.表1淀粉微球的制备工艺3T ab.1Conditions for preparation of the starch micro2spheres 工艺水

8、相/mL菜籽油/mL乳化剂量/g司盘吐温乳化方式2575 2.259010搅拌1648 1.449010搅拌1648 1.449010搅拌、超声波3该工艺以1g玉米淀粉为基准;司盘(Span与吐温(Tween的比值为质量比;乳化温度为60.原淀粉糊化后的多媒体电子显微镜照片如图1所示. 由图1可知,淀粉颗粒中微晶束结构解体,完全溶胀于水中,旋转粘度计测得此时淀粉糊的粘度为420mPas.当水的用量为淀粉质量的16倍时,可以得到W/O反相乳液,然而由于水的量较小,淀粉大分子未能充分溶胀,所制得的反相乳液中液滴排列很紧密,液滴的粒径大小不均(见图 2;水的用图185糊化30min的淀粉糊(4000

9、倍的光学显微照片Fig.1Multimedia microscope im age of the starchpaste gelatinized at85for30minutes(4000×图216mL水的淀粉反相乳液(4000倍光学显微照片Fig.2Multimedia microscope im age of reverseemulsion containing16mL w ater(4000×62陕西师范大学学报(自然科学版第34卷量达到淀粉的25倍,液滴的粒径显著减小,分布也比较均匀(见图3;对工艺糊化所制备的乳液使用超声波处理,亦可得到分散较好的反相乳液(见图4.

10、这是因为低强度超声波所产生的稳态空化作用,促进了乳液体系内的传质过程5;淀粉大分子在空化泡周期性振荡和崩裂所产生的一系列效应的作用下,也会断链降解,这些都有利于淀粉糊作为水相在植物油中的分散和乳化6 .图325 mL 水的淀粉反相乳液(4000倍光学显微照片Fig.3Multimedia microscope im age of reverse emulsion containing 25mL w ater(4000×图416mL 水超声波乳化的淀粉反相乳液(4000倍光学显微照片Fig.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测定仪对上述三种乳化工艺制备的淀粉微球的粒度分布进行分析,其结果为:当工艺条件分别为、时,其制备的微球粒径 (m 分别为1015,3050,20 30.由此可知,工艺制备的淀粉微球粒径及分散性最好,工艺得到的淀粉微球各项性能明显低于前者,对其施加超声波处理的工艺显著提高淀粉微球的性能,接近于工艺.对照三种工艺所得反相图5淀粉微球的扫描电镜照片Fig.5SEM of the starch micro 2spheres米原淀粉和玉米淀粉微球的红外光谱

12、图.在图7中,图6玉米淀粉的红外光谱图Fig.6I nfrared spectrum of corn starch图7玉米淀粉微球的红外光谱Fig.7I nfrared spectrum of the starch micro 2spheres第4期苏秀霞等:玉米淀粉微球的制备与应用研究631669cm -1处出现酰胺峰,1563cm -1处出现酰胺由上述两图可以看出,以淀粉微球修饰碳糊电极作为工作电极,抗坏血酸的氧化峰电位负移01033V ,至01232V ,降低1214%;峰电流增大31123×10-6A ,至91673×10-6A ,提高4717%,灵敏度显著提高 .

13、图8碳糊电极的循环伏安扫描图Fig.8Cyclic V oltammograms of paraff in 2graphite pow er electrode图9淀粉微球修饰电极的循环伏安扫描图Fig.9Cyclic voltammograms of paraff in 2graphite pow er electrode modif ied by starch micro 2spheres21214不同电极的检查下限量取1.0×10-4mol/L 的抗坏血酸溶液2.5mL ,用0.1mol/L 的KCl 溶液定容至25mL ,分别用碳糊电极和淀粉微球修饰碳糊电极测量其氧化峰.同上

14、逐次稀释抗坏血酸溶液,直至没有显著的氧化峰出现,则此浓度为该电极的对于抗坏血酸的检测下限,结果见表2.由表2可知,淀粉微球修饰电极的检测下限达到10-7mol/L ,比碳糊电极低两个数量级.修饰电极检测灵敏度的提高,主要是依靠修饰剂对待测成分的富集作用3.淀粉微球的富集作用可能与微球中的羟基(OH 和胺基(N H 2与抗坏血酸分子中羟基(OH 之间的氢键缔合作用有关.表2不同电极的检测下限T ab.2The detection limit of different electrodesVC 的浓度/(mol L -11.0×10-41.0×10-51.0×10-61.0×10-7碳糊电极的峰电流/A -6.550×10-6-7.761×10-60.262修饰电极的峰电流/A-9.673×10-6-1.099×10-5-1.030×10-5-8.249×10-63结论该方法制备的玉米淀粉微球,粒径在10151张黎,蔡鸿生,罗顺德.鼻腔给药系统的新剂型淀粉微球J .中国医院药学杂志,2002,21(12:7482751.2李光水,肖凌.薄荷醇2变性淀粉微胶囊的实验研究J .食品科学,1998(7:40243.3卢玉栋,吴宗华.糊化条件对淀粉溶解度及性能的影响J .中国造纸学报