[发明专利]一种低温等离子改性红薯淀粉纳米颗粒的制备方法

说明书

本发明涉及一种低温等离子改性红薯淀粉纳米颗粒的制备方法。将新鲜制备的纳米淀粉加PBS缓冲液溶解成均匀纳米淀粉溶液，均匀分散在反应釜中，盖上上板，然后放入低温等离子反应器中，常温下在60~120V的电压下处理1~3min，处理后的溶液冷冻干燥‑即得到低温等离子改性红薯淀粉纳米颗粒。采用本发明方法制备低温等离子改性红薯淀粉纳米颗粒，粒径均一、不易发生团聚，水溶性好、稳定性好，且方法环保、低能耗，具有较好应用前景。

技术领域

本发明涉及一种低温等离子改性红薯淀粉纳米颗粒的制备方法。

背景技术

红薯常常又被称为番薯、甘薯及地瓜等，是属于蔓生的草本块根类植物。我国红薯产量巨大，可占世界总产量的80%。红薯中含有大量的淀粉，因其具有低成本、可获得性、生物降解性和无免疫原性等特点，在复合材料、包装、乳液稳定和药物载体等多种领域得到了广泛应用。然而天然的红薯淀粉往往表现出冻融稳定性较差、容易沉降及遇热容易分解等缺点，这些都大大限制了红薯淀粉的进一步发展应用。

将淀粉制备成淀粉纳米颗粒可以极大的提高淀粉的在工业上的应用。淀粉纳米颗粒的制备方法有很多，目前常用的制备方法有酸水解、超声处理、机械研磨法和纳米沉淀法。Sumaira等将酸性乙醇溶液处理后的普通玉米淀粉在130℃下干燥加热得到淀粉纳米颗粒，其流体力学直径＜50nm，淀粉链的双螺旋结构稳定且完整。Faiza等使用10个直径为6mm的研磨球，以500r/min的滚动速度对珍珠粟（pearl millets, Pe）和糜子（prosomillets, Pr）进行35min的研磨，发现天然Pe和Pr淀粉样品的平均流体动力学粒径从1972nm和1456nm降低到636nm和417nm，并且淀粉纳米颗粒有着更高的均匀性、稳定性和粘弹性。在各种方法中，纳米沉淀法，也被称为反溶剂沉淀法，因其简单和可推广的潜力而越来越受到人们的关注。在该方法中，首先将聚合物溶解在良溶剂中以形成均一溶液，然后将该溶液转移到另一种不良溶剂中使聚合物沉淀并形成纳米颗粒。最近，超声辅助纳米沉淀法已被证明是一种制备具有特定所需性质的淀粉纳米颗粒的有效方法。在制备淀粉纳米颗粒及随后的干燥过程中，经常会观察到聚集的现象。良好的分散稳定性对淀粉纳米颗粒是十分必要的，因此有必要对其进行改性以改善聚集现象。

低温等离子体（cold plasma，CP）处理已被证明是一种有效的表面改性技术。低温等离子体由紫外线光子、离子、自由电子以及活性自由基等物质组成，可以使一般的微生物和酶失活以及有效地修饰食物大分子。Huishan等人发现等离子体处理可以将降低淀粉的分子量，处理时间越长，分子量越小，未经处理的淀粉分子量为6546270 g/mol，处理1 min仅减少到6260505 g/mol，而9 min则可以减少到1556106 g/mol，推测是等离子体处理产生的活性物质通过淀粉颗粒表面的裂缝渗透到淀粉中，使淀粉链进一步解聚，增加了淀粉碎片。Chang等人将酶解重结晶得到的纳米淀粉颗粒进行低温等离子处理，发现Zeta电位从处理前的-9.1 mV增加到-21.6 mV，颗粒分散稳定性增强，聚集现象改善。Shen等人将酸解制备的纳米淀粉颗粒进行低温等离子处理，发现纳米淀粉颗粒长链淀粉链破碎，分子量、溶解度和溶胀力降低，纳米淀粉颗粒的结构和功能特性得到了较好的修饰。然而，制备的纳米淀粉颗粒在干燥后会有不同程度的聚集。

现有技术制备的纳米淀粉大多都以水溶液的形式储存，然而水环境容易加剧纳米淀粉颗粒的聚集，研究者们尝试用化学修饰、调节ph等方法有针对性的改善纳米淀粉颗粒聚集的问题，但这些方法处理量小，仍有巨大的改善空间。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术制备的纳米淀粉颗粒粒径偏大且容易聚集的问题，提供一种制备稳定红薯淀粉纳米颗粒的方法。

本发明采用的技术方案是：

一种低温等离子改性红薯淀粉纳米颗粒的制备方法，所述方法包括：

（1）将红薯去皮后切块，然后在粉碎机中加5~10倍体积水粉碎，所得浆液用蒸馏水稀释，调节pH至8-10，用磁力搅拌器充分混合后用网筛过滤分离纤维，取下层淀粉水溶液；