[发明专利]一类辛基琥珀酸酐改性淀粉微纳颗粒的制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及淀粉微纳颗粒乳化剂的制备及应用，特别涉及到辛基琥珀酸酐改性淀粉微纳颗粒乳化剂在食品、化妆品和生物医药中应用的用途，属于颗粒乳化剂技术领域。

背景技术

以颗粒乳化剂制备的乳液又叫Pickering乳液，它首次由Pickering在1907年发现。同表面活性剂和蛋白质等常规的乳化剂相比，这种颗粒乳化剂具有以下特点(1)完全阻隔了Ostwald熟化过程，这是乳液和泡沫的气泡/液滴变大的主要原因；（2）长期稳定性极高；（3）复杂的分级结构是构筑新材料的理想前驱体；（4）独特的流变特性(Tcholakova, S., Denkov, N. D., Lips, A., Comparison of solid particles, globular proteins and surfactants as emulsifiers, Phys. Chem. Chem. Phys. 2008,1608-1627)。另外，也有文献报道其同小分子乳化剂形成的乳液相比，这种乳液包覆的活性物质具有更好的透皮性。这些特征使得它在食品、化妆品、医药和新材料等领域有极大的应用前景。

随着纳米科技的发展，一些微纳颗粒如：硅石、碳酸钙、粘土的乳化性能以及乳化机理已经得到了较为系统的研究。天然高分子形成的颗粒也可以用于乳化剂。最近报道了纤维素衍生物原位形成的微凝胶颗粒乳化剂，可以获得超级稳定的乳液。也有报道利用病毒形成颗粒作为高效乳化剂的。但是在绝大多数研究的颗粒乳化剂都不是可食的，因此在食品领域的应用受到了限制。

淀粉是自然界中含量第二大的天然高分子，价廉易得。一些疏水改性的淀粉已被用作乳化剂而用于食品、化妆品等领域，如：S. Tesh, Ch. Gerhards, H. Schubert. Stabilization of emulsions by OSA starches. Journal of Food Engineering, 2002, 54, 167-174；R. Chanamai, D.J. McClements, Comparison of Gum Arabic, Modified Starch, and whey protein isolate as emulsifiers: Influence of pH, CaCl₂ and Temperature, Journal of Food Science, 2002, 67, 120-125. 但是这些改性淀粉作为乳化剂，都是将改性淀粉溶解在水相中，改性淀粉以分子形态吸附在油/水界面并稳定乳液，而不是以颗粒形态吸附在油/水界面并稳定乳液。最近的研究表明疏水改性淀粉颗粒可以作为颗粒乳化剂稳定乳液（M. Rayner, A. Timgren, M. Sj??, P. Dejmek, Quinoa starch granules: a candidate for stabilising food-grade Pickering emulsions, J. Sci. Food Agric. 2012, 92, 1841-1847；A. Yusoff, B. S. Murray, Modified starch granules as particle-stabilizers of oil-in-water emulsions, Food hydrocolloids, 2011, 25, 42-55）。但这些淀粉颗粒的尺寸太大（平均尺寸>1mm），因此获得的乳液液滴较大，乳液稳定性较差。

通过酸降解淀粉可以得到纳米级的淀粉晶体，这些纳米晶体的尺寸在40-100nm。这些淀粉纳米晶体作为乳化剂可以制备稳定的乳液（C. Li, P. Sun, C. Yang, Emulsion stabilized by starch nanocrystals, Starch/St?rke, 2012, 64, 497-502）. 但这些淀粉纳米晶由于带有大量的负电荷，所以在低pH值和高盐浓度下，乳液极不稳定。本发明通过对原淀粉酸解得到的淀粉微纳颗粒进行疏水改性，获得了优异乳化性能的淀粉微纳颗粒乳化剂，可用于食品领域取代双亲淀粉分子乳化剂、基于蛋白质的乳化剂（如酪蛋白等）或其它乳化剂（如单硬脂酸甘油酯或双硬脂酸甘油酯），本发明的辛基琥珀酸酐改性淀粉微纳颗粒乳化剂也可用于化妆品中的乳化剂或泡沫稳定剂。

发明内容