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保圣流变仪助力南京财经大学汪振炯副教授团队在期刊发表酚酸改性壳聚糖文章

点击次数:242 更新时间:2024-03-13

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一、研究背景


乳化是将一种不混相(如油)以小液滴的形式分散到另一种不混相(如水)中的过程,这些小液滴可以通过乳化剂的稳定作用有效地保持。乳化剂作为表面活性剂,其主要作用是降低两相之间的界面张力,从而促进小液滴的形成和稳定。乳化剂在食品、化妆品和药品等行业都很重要,在这些行业中,稳定性和控释是关键,因此开发有效和安全的乳化剂引起越来越多人的关注。壳聚糖的结构和功能使其成为一种有潜力的乳化剂原料。壳聚糖是由几丁质衍生而来的天然生物聚合物,氨基的存在为壳聚糖提供了有趣的性质,如生物相容性、生物可降解性、无毒性以及形成薄膜和水凝胶的能力。壳聚糖中的氨基也可以赋予正电荷,潜在地促进乳化系统的稳定性。此外,壳聚糖的生物相容性使其适用于不使用合成乳化剂的情况。尽管壳聚糖具有这些特性,但其作为乳化剂的应用仍有待开发。


南京财经大学汪振炯副教授团队在《International Journal of Biological Macromolecules》期刊(IF=8.2)上发表了题目为“Exploring the emulsification potential of chitosan modified with phenolic acids: Emulsifying properties, functional activities, and application in curcumin encapsulation"的文章(DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2024.130450),文章探索了酚酸改性壳聚糖的乳化潜力。并且评价其乳化性能、功能活性和姜黄素包封的有效性。文章中这种创新改性不仅提高了壳聚糖的乳化效率,而且增加抗氧化能力,使其为食品、化妆品和药品等行业提供潜在价值。


文章中使用到流变仪来测定改性后壳聚糖的粘度,并且流变仪由我们上海保圣自主研发,那么具体操作方法是什么呢?


二、实验方法

1.改性壳聚糖的合成

使用EDC·HCl/HOBt作为偶联剂,分别将咖啡酸和3,4-二羟基苯甲酸连接在壳聚糖上。将壳聚糖(1 g)溶解于100 mL 1%(v/v)的乙酸溶液中,然后加入不同量的咖啡酸或3,4-二羟基苯甲酸(0.5、1、2或4 mmol)。为了激活酚酸的羧基,在反应混合物中加入EDC·HCl(6 mmol)和HOBt(6 mmol)。将混合物在室温下避光条件下搅拌24 h,将得到的改性壳聚糖用纤维素膜(MWCO 8-14 kDa)使用蒸馏水透析纯化处理48 h。然后将纯化产物冻干,得到酚酸连接的壳聚糖。将咖啡酸连接壳聚糖和3,4-二羟基苯甲酸连接壳聚糖的产物分别标记为CA-GC和DHB-GC。

2.粘度测定

使用流变仪(RH20,上海保圣)对改性壳聚糖进行测试。使用锥形转子(直径50 mm,1°圆锥角)测量,保持1 mm间隙。在频率扫描测试时,使用20℃恒定温度;温度扫描测试时,频率固定为0.5 RPM。


三、实验结果

1.粘度测试结果

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图 天然壳聚糖和改性壳聚糖的紫外可见分析和粘度。A:天然壳聚糖及其衍生物的紫外可见吸收光谱比较;B:壳聚糖与酚酸在不同浓度下的连接率(%)(0.5、1、2和4 mmol);C和D:不同频率和温度下天然壳聚糖和改性壳聚糖的粘度差异显著(p < 0.05)。


图C和D表示天然壳聚糖和改性壳聚糖在不同温度和频率下的粘度,天然和改性壳聚糖溶液的粘度随剪切速度的增加而降低,表征为剪切稀化流体,并且温度升高使壳聚糖溶液的粘度降低。酚酸连接后壳聚糖粘度的也显著降低。这种现象可能是由于引入了疏水性基团,破坏了壳聚糖分子内和分子间的氢键,从而降低了壳聚糖的粘度。


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