棕櫚酸魔芋糖酯的制備、性質(zhì)及應(yīng)用研究.pdf

1、魔芋葡甘聚糖(簡稱KGM)是一種從多年生草本植物魔芋的地下塊莖中,經(jīng)適當(dāng)?shù)姆椒ㄌ崛?、精制、純化而得的水溶性高分子化合?因其主要由葡萄糖和甘露糖聚合成而得名。由于KGM物化性質(zhì)的特殊性,且對人體安全無毒,具有膳食纖維效能等多種功能,因此除廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)外,在醫(yī)藥、生物、化工等方面也都有很好的應(yīng)用價(jià)值。作為一種可再生天然資源,KGM來源充足,成膜性良好,可生物降解,具有化學(xué)可修飾的官能團(tuán),又有一定的金屬離子絡(luò)合能力,因此近年來關(guān)于KG

2、M的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及改性研究十分活躍,使其具有更廣泛的應(yīng)用前景。本論文以KGM為原料采用無溶劑法合成表面活性劑棕櫚酸魔芋糖酯,研究其理化性質(zhì),并探討其在共混膜和化妝品方面的應(yīng)用。
　　本論文的主要研究內(nèi)容如下:
　　1.PKGM的合成
　　采用無溶劑法由魔芋葡甘聚糖(KGM)和棕櫚酸乙酯(EP)發(fā)生酯交換反應(yīng)合成表面活性劑——棕櫚酸魔芋糖酯(PKGM),并選擇無毒復(fù)合溶劑進(jìn)行分離、精制。實(shí)驗(yàn)確定最佳合成條件為:KGM:EP

3、質(zhì)量比為8:15,碳酸鈉質(zhì)量含量為1.0％,棕櫚酸鈉為13.5％,甘油為5％,反應(yīng)時(shí)間2.5 h,反應(yīng)溫度120～130℃。在此條件下,PKGM的產(chǎn)率為63.9％,取代度0.48。產(chǎn)物的紅外吸收光譜圖顯示3400,1642,1077 cm-1等處與羥基有關(guān)的吸收峰明顯減弱,1739 cm-1處酯羰基伸縮振動吸收峰顯著增強(qiáng),并在719 cm-1處出現(xiàn)長鏈亞甲基的面內(nèi)搖擺振動峰,由此證明PKGM的生成。依據(jù)對反應(yīng)物KGM與產(chǎn)物PKGM紅外譜

4、圖上羥基和羰基峰的吸收強(qiáng)度的測定及理論推導(dǎo),計(jì)算出了產(chǎn)物的取代度,該方法新穎、便捷,且理論上可行。
　　2.PKGM的理化性質(zhì)研究
　　測定了無溶劑法合成的PKGM的表面張力、發(fā)泡力、硬水中穩(wěn)定性、親水親油平衡值、濁點(diǎn)和水?dāng)?shù)、溶解性、密度、熔點(diǎn)、pH值等各種理化指標(biāo),并研究了其熱穩(wěn)定性。結(jié)果表明:PKGM在硬水中的穩(wěn)定性較好,但起泡力相對較弱;其水溶液的表面張力隨著濃度的增大而下降,當(dāng)質(zhì)量濃度達(dá)到0.125％以后表面張力變化

5、趨緩,直至保持恒定;PKGM的HLB值為11.5,表明有很強(qiáng)的親水性,可作水包油型乳化劑;PKGM在極性溶劑中溶解較好,但不溶于非極性溶劑,進(jìn)一步說明其為親水性表面活性劑;當(dāng)溫度升高至191℃時(shí),PKGM即開始失重,低于此溫度使用其熱性能較為穩(wěn)定。
　　3.KGM-PKGM共混膜的性能研究
　　利用溶液共混法制備KGM-PKGM共混膜,并確定了共混膜的最佳制備條件;測定了不同配比共混膜的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率,水蒸汽透過率;通

6、過紅外光譜、X-射線衍射和掃描電鏡等方法對共混膜的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。結(jié)果顯示:當(dāng)共混膜中PKGM含量為0.75％時(shí),水蒸氣透過率相對較低,共混膜的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率最大,且PKGM與KGM有良好的相容性。由此說明適當(dāng)比例PKGM的加入可明顯提高膜的耐裂性、柔韌性和膜面均勻性。KGM-PKGM共混膜具有良好的生物相容性、親水性、生物降解性,預(yù)示著該共混膜在生物材料領(lǐng)域、食品包裝及保鮮領(lǐng)域的潛在利用價(jià)值。
　　4.PKGM保濕霜的研制

7、及性能研究
　　以無溶劑法合成的表面活性劑PKGM為乳化劑,單硬脂酸甘油酯和單硬脂酸山梨醇酯為助乳化劑,通過正交實(shí)驗(yàn)確定了保濕霜最佳基質(zhì)配方,在此基礎(chǔ)上添加多種活性成份,制備出水包油型PKGM保濕霜。通過感官及理化性能測試、顯微鏡觀察顆粒均勻度、吸濕率測試及人體皮膚斑貼試驗(yàn)和試用試驗(yàn),以及與市售名牌產(chǎn)品進(jìn)行對比,對保濕霜的性能進(jìn)行了研究和評價(jià)。結(jié)果表明:PKGM保濕霜膏體細(xì)膩、粒度均勻、光澤度好、玫瑰香味優(yōu)雅,涂敷后皮膚吸收良好,