拉曼光譜在淀粉結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用研究.pdf

1、本文以天然玉米淀粉為原料，分別制備了酸解淀粉，B-型微晶淀粉，V-型淀粉復(fù)合物和無(wú)定型淀粉，利用拉曼光譜儀對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)分析并結(jié)合 X-射線(xiàn)衍射測(cè)試結(jié)構(gòu)分析對(duì)比，為拉曼光譜儀在淀粉結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。
　　(1)拉曼光譜在玉米淀粉結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用研究。以天然玉米淀粉為原料，分別制備了溫和酸解玉米淀粉、B-型微晶淀粉和無(wú)定型玉米淀粉，應(yīng)用X-射線(xiàn)衍射和拉曼光譜對(duì)四種不同結(jié)構(gòu)的淀粉進(jìn)行了測(cè)試和分析，結(jié)果表明：天然玉米淀粉和酸解玉米淀

2、粉為A型結(jié)構(gòu)，微晶球粒為 B型結(jié)構(gòu)，淀粉溶液快速沉淀得到的是無(wú)定型結(jié)構(gòu)；四種樣品拉曼光譜中圖譜基線(xiàn)的高低對(duì)應(yīng)于樣品中熒光性雜質(zhì)的含量，其中天然玉米淀粉圖譜的基線(xiàn)最高，B型微晶的基線(xiàn)最低；拉曼光譜中無(wú)定型淀粉無(wú)散射峰出現(xiàn)，或散射峰較弱，表明散射峰強(qiáng)度與結(jié)晶度有關(guān)；各散射峰的強(qiáng)度與樣品中結(jié)晶區(qū)的大小相關(guān)聯(lián)，天然淀粉和酸解淀粉均為 A型結(jié)構(gòu)，散射峰位置和強(qiáng)度基本不變；與天然玉米淀粉和酸解玉米淀粉相比，B型淀粉微粒的拉曼圖譜中，由于其晶型的改變

3、，部分散射峰振動(dòng)波數(shù)降低；與天然玉米淀粉相比，酸解玉米淀粉和B型球粒由于結(jié)晶度升高而產(chǎn)生的部分散射峰振動(dòng)波數(shù)的降低或升高則沒(méi)有變化規(guī)律。
　　(2)拉曼光譜在淀粉相對(duì)結(jié)晶度計(jì)算中的應(yīng)用研究。本實(shí)驗(yàn)以拉曼光譜中的散射峰面積為結(jié)晶區(qū)，以去除熒光區(qū)域的散射曲線(xiàn)總面積為無(wú)定型和結(jié)晶區(qū)的總和，建立了相應(yīng)的淀粉樣品結(jié)晶度的計(jì)算方法。四種不同結(jié)構(gòu)的淀粉樣品結(jié)晶度分別為（前者為XRD方法測(cè)試結(jié)果，后者為拉曼光譜圖法）：天然玉米淀粉（29.8％和2

4、4.6%），酸解淀粉（48.5%和50.8%），B-型微晶（78.2%和82.3%），無(wú)定型淀粉（4.4%和6.9%）。從兩種方法所得的結(jié)晶度計(jì)算結(jié)果中可看出，當(dāng)樣品結(jié)晶度較小時(shí)，誤差稍大些；樣品結(jié)晶度較高時(shí)，二者結(jié)果誤差小。故而拉曼光譜可以用作淀粉樣品相對(duì)結(jié)晶度大小的評(píng)價(jià)方法。
　　(3) V-型直鏈淀粉-脂類(lèi)復(fù)合物的制備及拉曼光譜分析。通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出配體為單硬脂酸甘油酯、硬脂酸及硬脂酰乳酸鈉均可形成 V型淀粉復(fù)合物。三個(gè)不同配體

5、的復(fù)合物的最佳復(fù)合條件為：
　　V-型直鏈淀粉-單硬脂酸甘油酯復(fù)合物：90℃條件下恒溫?cái)嚢?h，之后100℃加熱沸騰30min，再在90℃條件下靜置2h，室溫自然冷卻2d。配體量為0.7g。
　　V-型直鏈淀粉-硬脂酸復(fù)合物：酸堿沉淀法——90℃攪拌溶解30min，60℃攪拌混合30min，60℃靜置結(jié)晶90min。配體量為0.06。
　　V-型直鏈淀粉-硬脂酰乳酸鈉復(fù)合物：90℃條件下恒溫?cái)嚢?h，之后100℃加熱沸

6、騰30min，再在90℃條件下靜置2h，室溫自然冷卻2d。配體量為0.75g。
　　對(duì)比這三種不同配體的V型淀粉復(fù)合物的X-射線(xiàn)衍射圖譜和拉曼光譜圖可看出V-型直鏈淀粉-單硬脂酸甘油酯復(fù)合物的相對(duì)結(jié)晶度最高（74.4%），其結(jié)晶結(jié)構(gòu)最好。
　　(4) V-型直鏈淀粉-單硬脂酸甘油酯復(fù)合物結(jié)晶溫度研究。通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出兩種不同溫度條件下均可形成V-型直鏈淀粉-單硬脂酸甘油酯復(fù)合物。兩種最佳溫度復(fù)合條件為：
　　恒溫保溫：90

7、℃條件下恒溫?cái)嚢?h，之后在100℃下沸騰30min，再在60℃條件下恒溫靜置8h，室溫自然冷卻2d。配體量為0.7g。
　　梯度降溫：90℃條件下恒溫?cái)嚢?h，之后在100℃下沸騰30min，再以20℃/h為梯度進(jìn)行梯度降溫，降至室溫后，室溫自然冷卻2d。配體量為0.7g。
　　通過(guò) X-射線(xiàn)衍射分析及紅外分析的結(jié)果分析可以看出幾種方法制得的樣品均為 V型淀粉復(fù)合物，其結(jié)晶度達(dá)到了60%以上，說(shuō)明幾種方法均為較為可行的方法