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高压处理对淀粉结构与性能的影响研究进展

食品工业科技 2024年第9期45卷 359-366页

作者：杨银双丁泽术西昌学院四川西昌615000

作为一种新型的物理改性方式,高压处理已广泛应用于淀粉的加工和生产中。本文系统综述了高压处理对淀粉结晶结构、糊化、回生、消化、热学及流变学特性的影响。高压处理可显著降低淀粉的相对结晶度,并使淀粉A型或C型结晶结构转变为B型... 详细信息

作为一种新型的物理改性方式,高压处理已广泛应用于淀粉的加工和生产中。本文系统综述了高压处理对淀粉结晶结构、糊化、回生、消化、热学及流变学特性的影响。高压处理可显著降低淀粉的相对结晶度,并使淀粉A型或C型结晶结构转变为B型结晶结构。高压处理对淀粉结晶结构的破坏主要通过破坏双螺旋的规则排列实现,而不是直接破坏双螺旋结构。高压处理可提高淀粉的回生速率,并使抗性淀粉含量显著上升。高压处理提高了淀粉的表观黏度、屈服应力、储能模量和损耗模量。但高压处理对不同品种淀粉的糊化、热学性能、流动性指数和稠度系数有不同的影响趋势。高压处理技术在R3型抗性淀粉的制备及新型淀粉材料领域具有重要的应用前景。

关键词：淀粉结晶结构性能高压处理

不同工艺制备的聚酯纤维在碱性条件下的结构性能变化规律

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东华大学学报(自然科学版) 2024年第4期 16-24页

作者：卫婷陈康张阳张玥张玉梅东华大学材料科学与工程学院纤维材料改性国家重点实验室浙江理工大学材料科学与工程学院

为了解不同工艺制备的聚酯纤维在碱性条件下应用性能的变化规律，分别选择工业丝路线制备的高强（HT）聚酯工业丝和高速纺丝制备的全拉伸聚酯纤维（FDY）作为研究对象，采用人工加速的碱性热水环境（85℃）开展老化试验，研究纤维力学... 详细信息

为了解不同工艺制备的聚酯纤维在碱性条件下应用性能的变化规律，分别选择工业丝路线制备的高强（HT）聚酯工业丝和高速纺丝制备的全拉伸聚酯纤维（FDY）作为研究对象，采用人工加速的碱性热水环境（85℃）开展老化试验，研究纤维力学性能的变化规律，同时分别利用广角X射线衍射、小角X射线散射和特性黏度等方法对结晶、片晶堆砌以及化学结构等形态结构变化进行研究。结果表明，两种聚酯纤维在碱性水环境下的结构和性能变化可区分为三个阶段：初期受水和热的共同作用，纤维的断裂强度较明显减小，结晶度不变，取向度明显下降，归因于部分处于冻结的非晶区取向分子链段发生解取向而收缩；随后纤维断裂强度缓慢下降，非晶区分子链断裂，同时有少量新的结晶生成；后期断裂强度下降程度更加明显，且结晶度开始减小，特性黏度明显降低，分子链断裂成为主导因素。由于HT工业丝具有更高的结晶度与晶粒尺寸，水分子和OH-的侵蚀作用受到抑制，这使其碱解反应速率变慢，力学性能变化程度低于FDY纤维，表明HT工业丝的抗碱解性能优于FDY纤维。

关键词：聚酯纤维碱解结晶结构 WAXD SAXS

棕榈硬脂颗粒结晶结构及其稳定的Pickering乳液稳定性之间的关系分析

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食品科学 2023年第12期44卷 1-9页

作者：罗鑫苏爽刘苑李冰李琳梁可欣张霞华南理工大学食品科学与工程学院广东省天然产物绿色加工与产品安全重点实验室广东广州510640 东莞理工学院化学工程与能源技术学院广东东莞523808

固体脂质颗粒(solid lipid particles,SLPs)的结晶结构变化会直接影响其稳定的Pickering乳液稳定性,棕榈硬脂(palm stearin,PS)作为理想的SLPs原材料,其结晶结构变化对Pickering乳液的影响机制尚不清楚。采用0.5%~5%的吐温40(Tween 40,T... 详细信息

固体脂质颗粒(solid lipid particles,SLPs)的结晶结构变化会直接影响其稳定的Pickering乳液稳定性,棕榈硬脂(palm stearin,PS)作为理想的SLPs原材料,其结晶结构变化对Pickering乳液的影响机制尚不清楚。采用0.5%~5%的吐温40(Tween 40,T40)和酪蛋白酸钠(sodium caseinate,SC)制备具有不同结晶结构(大小、晶型、形态)的PS基SLPs(T40-PS-SLPs和SC-PS-SLPs),并成功构建由其稳定的O/W型Pickering乳液,考察PS基固体脂质颗粒(solid lipid particles,SLPs)结晶结构与其制备的O/W型Pickering乳液稳定性之间的关系。结果表明:T40-PS-SLPs粒径介于124.1~370.1 nm,颗粒形态大多为板条状,晶型大多以β’型晶体为主;SC-PS-SLPs的粒径介于309.7~346.2 nm,为β’型不规则球形颗粒。经超声处理后,T40-PS-SLPs和SC-PS-SLPs均可包裹10%玉米油形成稳定的O/W型Pickering乳液,T40-PS-SLPs制备的乳液液滴平均粒径介于0.76~2.23μm,其中脂质晶体以β型为主,而SC-PS-SLPs制备的乳液液滴平均粒径介于0.81~1.27μm,其中脂质晶体以β’型为主,并发现在Pickering乳液制备过程中,T40-PS-SLPs晶型会发生从亚稳态β’型向稳定β型的转变,而SC-PS-SLPs在形成乳液过程中晶体晶型无明显变化。经过60 d贮藏稳定性实验发现当SLPs中T40和SC添加量大于1.0%时,T40-PS-SLPs和SCPS-SLPs制备的Pickering乳液均呈现至少30 d贮藏稳定性,整体来说由较小粒径的β’型为主不规则板条状T40-PSSLPs所制备的乳液表现出更好的贮藏稳定性。本研究明确了PS基SLPs结晶结构对其Pickering乳液稳定性的影响,为脂质基固体颗粒稳定的O/W型Pickering乳液的开发提供了一定的数据依据。

关键词：棕榈硬脂固体脂质结晶颗粒结晶结构 O/W型Pickering乳液贮藏稳定性

偏振光学显微成像技术在高分子结晶结构表征中的应用

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高分子学报 2023年第1期54卷 130-150页

作者：汪志琦郭宝华徐军清华大学化学工程系北京100084

光学成像技术是最为直观的一种表征手段,借助光学显微镜,根据物质、材料和光的相互作用,能够直接观察肉眼难以获得的微观结构信息.借助偏振光,又能看到在普通显微镜明场下无法观察到的晶体双折射等光学性质.本文主要介绍几种光学显微镜... 详细信息

光学成像技术是最为直观的一种表征手段,借助光学显微镜,根据物质、材料和光的相互作用,能够直接观察肉眼难以获得的微观结构信息.借助偏振光,又能看到在普通显微镜明场下无法观察到的晶体双折射等光学性质.本文主要介绍几种光学显微镜在高分子结晶表征方面的应用,从光通过偏振器件及样品的角度出发,介绍偏光显微镜、PolScope系统以及Müller矩阵显微镜的基本工作原理和在高分子结晶方面的应用研究,结合具体案例,阐述这些技术如何揭示高分子晶体的微观结构,并简述一些基础的操作要点及注意事项.依据晶体的双折射特点,偏光显微镜提供了晶体厚薄、取向等结构信息和晶体生长速率等动力学信息.但是偏光显微镜的透射光强是晶体双折射和主折射率方向的方位角两者耦合的结果,而拥有可变偏振方向的PolScope系统则可以进一步精确测得双折射的光程差及晶体主折射率方向的方位角.Müller矩阵显微镜则通过检测经过样品前后的圆偏振光变化来获得样品更为丰富的光学信息,如线性双折射、圆双折射、线性二色性和圆二色性等.

关键词：偏光显微镜结晶结构 PolScope Müller矩阵显微镜偏振光

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表面构建聚多巴胺制备抗紫外线PBO纤维

工程塑料应用 2024年第1期52卷 23-31页

作者：白金旺张殿波钟蔚华梁晨陈湘栋刘群刘薇孟昭瑞刘宗法郭程代勇肖作旭彭宪宇辛建平中国兵器工业集团第五三研究所济南250031

基于聚对苯撑苯并双噁唑(PBO)纤维分子链中噁唑五元环不稳定,紫外光辐射下噁唑环发生开环,大分子发生断裂,导致力学性能急剧下降的问题,通过PBO纤维表面涂覆聚多巴胺(PDA)分子链的方法,合成了耐紫外PBOPDA改性纤维。采用扫描电子显微镜... 详细信息

基于聚对苯撑苯并双噁唑(PBO)纤维分子链中噁唑五元环不稳定,紫外光辐射下噁唑环发生开环,大分子发生断裂,导致力学性能急剧下降的问题,通过PBO纤维表面涂覆聚多巴胺(PDA)分子链的方法,合成了耐紫外PBOPDA改性纤维。采用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、广角X射线散射等分析手段研究了表面涂覆对PBO纤维表观形貌、超分子结构、微纳结构及抗紫外老化性能影响。结果表明:经过288 h紫外光辐射,PBO纤维分子链中产生酰胺基团,结晶峰的位置较老化前相对向右移动,结晶区的微小晶体发生相对滑移,结晶度、晶面取向度降低,结晶区出现解取向,原纤间微孔的直径、长度增大,纤维表面出现多条平行排列细长条纹,纤维力学强度急剧下降;而改性PBO-PDA纤维氮气氛围下热分解温度为693.6℃,仍具有良好的热分解稳定性,经紫外老化288 h后的PBO-PDA纤维具有较好抗紫外线能力,表层PDA分子链可有效阻隔紫外光对内部PBO纤维的破坏,纤维结晶度改变较小,纤维内部微孔直径长度增大幅度较小,分子结构没有额外基团产生,拉伸强度仍为1.55 GPa,拉伸强度保留率为37.26%。

关键词： PBO纤维表面涂覆结晶结构抗紫外老化性能

液体冷却工艺对聚偏氟乙烯单丝结构及性能的影响

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合成纤维工业 2024年第2期47卷 19-23页

作者：徐燕马海燕马海军南通新帝克单丝科技股份有限公司江苏南通226003 南通大学化学化工学院江苏南通226003

采用聚偏氟乙烯(PVDF)切片通过熔融纺丝制备PVDF单丝,根据PVDF切片的熔点确定纺丝温度范围,重点研究液体冷却工艺对PVDF初生丝结构与性能,以及PVDF单丝力学性能的影响。结果表明:PVDF切片的熔点为176℃,合适的纺丝温度为200~230℃;液体... 详细信息

采用聚偏氟乙烯(PVDF)切片通过熔融纺丝制备PVDF单丝,根据PVDF切片的熔点确定纺丝温度范围,重点研究液体冷却工艺对PVDF初生丝结构与性能,以及PVDF单丝力学性能的影响。结果表明:PVDF切片的熔点为176℃,合适的纺丝温度为200~230℃;液体冷却温度为40~70℃条件下,PVDF初生丝形成的晶体结构一样,都是α晶型;液体冷却温度为50℃时PVDF结晶成核和晶体生长速率都较快,PVDF初生丝的结晶较完善,结晶度达55.7%,(100)晶面的晶粒尺寸为42 nm,有利于后道拉伸;随着液体冷却温度的升高,PVDF单丝的断裂强度呈先增后降的变化趋势,在喷丝头拉伸倍数为8、液体冷却温度为50℃时纺丝稳定性最好,PVDF单丝的断裂强度、断裂伸长率最高,分别为5.57 cN/dtex、35%。

关键词：聚偏氟乙烯纤维单丝液体冷却结晶结构力学性能

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关于纸张纤维素结晶结构检测方法的探讨

复旦学报（自然科学版） 2022年第5期61卷 589-597页

作者：吴春芳金超朱子锐刘鹏张宏斌复旦大学图书馆中华古籍保护研究院上海200433

手工纸是传统古籍的重要载体,其主要成分为纤维素。结晶度是纤维素材料最重要的性质之一,对纸张结晶度的检测分析是研究古籍载体的重要基础和依据。本文首先简要介绍了手工纸与纤维素的基本信息,着重总结了X射线衍射法、傅里叶变换红外... 详细信息

手工纸是传统古籍的重要载体,其主要成分为纤维素。结晶度是纤维素材料最重要的性质之一,对纸张结晶度的检测分析是研究古籍载体的重要基础和依据。本文首先简要介绍了手工纸与纤维素的基本信息,着重总结了X射线衍射法、傅里叶变换红外光谱法、核磁共振法3种方式测定纤维素结晶结构的利弊,最后探讨了粉碎处理和样品干湿态对制样的影响。

关键词：手工纸纤维素结晶结构样品制备

棕榈硬脂颗粒的结晶结构及其稳定的Pickering乳液稳定性之间的关系分析

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食品科学 2022年

作者：罗鑫苏爽刘苑李冰李琳梁可欣张霞东莞理工学院化学工程与能源技术学院华南理工大学食品科学与工程学院广东省天然产物绿色加工与产品安全重点实验室

固体脂质颗粒（solid lipid particles，SLPs）的结晶结构变化会直接影响其稳定的Pickering乳液稳定性，膳食油脂--棕榈硬脂（palm stearin， PS）作为理想的SLPs原材料，其结晶结构变化对Pickering乳液的影响机制尚不清楚。本研究采用0... 详细信息

固体脂质颗粒（solid lipid particles，SLPs）的结晶结构变化会直接影响其稳定的Pickering乳液稳定性，膳食油脂--棕榈硬脂（palm stearin， PS）作为理想的SLPs原材料，其结晶结构变化对Pickering乳液的影响机制尚不清楚。本研究采用0.5-5 wt.%的吐温40（Tween 40，T40）和酪蛋白酸钠（sodium caseinate，SC）制备了具有不同结晶结构（大小、晶型、形态）的PS基SLPs（T40-PS-SLPs和SC-PS-SLPs），并成功构建了由其稳定的O/W型Pickering乳液，考察了PS基SLPs的结晶结构与其制备的O/W型Pickering乳液稳定性之间的关系。结果表明：T40-PS-SLPs粒径介于370.1-124.1 nm，颗粒形态大多为板条状，晶型大多以β′型晶体为主；SC-PS-SLPs的粒径介于346.2-309.7 nm，为β′型不规则球形颗粒。经超声处理后，T40-PS-SLPs和SC-PS-SLPs均可包裹10 wt.%玉米油形成稳定的O/W型Pickering乳液，其中T40-PS-SLPs制备的乳液液滴平均粒径介于2.23-0.76 μm，其中脂质晶体以β型为主，而SC-PS-SLPs制备的乳液液滴平均粒径介于1.27-0.95 μm，其中脂质晶体以β′型为主，并发现在Pickering乳液制备过程中，T40-PS-SLPs晶型会发生从亚稳态的β′型向稳定的β型的转变，而SC-PS-SLPs在形成乳液过程中晶体晶型无明显变化。经过60天储藏稳定性实验发现当SLPs中T40和SC添加量大于1.0 wt.%时，T40-PS-SLPs和SC-PS-SLPs制备的Pickering乳液均呈现至少30天储藏稳定性，整体来说由较小粒径的β′型为主不规则板条状T40-PS-SLPs所制备的乳液表现出更好的储藏稳定性。本研究明确了PS基SLPs结晶结构对其Pickering乳液稳定性的影响，为脂质基固体颗粒稳定的O/W型Pickering乳液的开发提供了一定的数据支撑。

关键词：棕榈硬脂固体脂质结晶颗粒结晶结构 O/W型Pickering乳液储藏稳定性

不同结晶结构的脂肪结晶皮克林乳液的界面组装和功能输送行为研究

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不同结晶结构的脂肪结晶皮克林乳液的界面组装和功能输送行为研究

作者：苏爽华南理工大学

学位级别：硕士

绿色、稳定具有生物安全性的包埋递送体系是目前食品领域的研究热点之一。脂肪结晶皮克林乳液因具有易调控颗粒的界面性质、制备方式简单和可控的消化速率等特点在近年来引起了研究者们的关注,但是目前的研究集中在体系的构建上,该乳液... 详细信息

绿色、稳定具有生物安全性的包埋递送体系是目前食品领域的研究热点之一。脂肪结晶皮克林乳液因具有易调控颗粒的界面性质、制备方式简单和可控的消化速率等特点在近年来引起了研究者们的关注,但是目前的研究集中在体系的构建上,该乳液的结晶结构与其体外消化和活性物质的释放之间的内在关系尚不清楚。因此,本论文构建了一系列组成相同但是结晶结构不同的脂肪晶体颗粒(Solid Lipid Particles,SLPs)及脂肪结晶皮克林乳液,并在此基础上探究SLPs的结晶结构与界面性质、颗粒在界面上的组装和排列行为、皮克林乳液的稳定性以及其体外消化和活性物质释放之间的内在规律,为脂肪结晶皮克林乳液生物活性物质递送体系的构建及应用提供更多的理论指导和数据支撑。主要研究内容及结果如下:1、不同结晶结构的SLPs的构建和界面性质研究选择全氢化大豆油为脂质,不同浓度(2 wt.%和4 wt.%)吐温40(T40)以及酪蛋白钠(SC)为乳化剂,通过改变处理温度(4°C和25°C)制备了一系列组成相同但结晶结构不同的SLPs(2T-4、2T-25、4T-4、4T-25、2SC-4、2SC-25、4SC-4和4SC-25),并探究结晶结构与SLPs的界面性质之间的关系。结果表明,不同处理温度制备的SLPs的结晶结构及其界面性质有所差异。其中,对于2T-4和4T-4体系而言,SLPs的晶型为α型和β型,其形态为规则的球状与板条状,处理温度增高后,SLPs(2T-25和4T-25)转变为β型晶体的不规则棒状。对于2SC-4和4SC-4体系而言,SLPs的晶型为α型,形态为规则球状,处理温度增高后,SLPs(2SC-25和4SC-25)中出现了少量的β型晶体,形态为球状伴随少量不规则的多边形。处理温度的增高,以上SLPs的接触角和粒径(4T体系除外)都增大,界面张力值则减小。可见,SLPs中β型晶体含量增多促使了使SLPs的粒径和疏水性的增大,而α型晶体含量增多会促使SLPs的粒径和疏水性减小。2、脂肪结晶皮克林乳液的储藏稳定性研究将具有不同结晶结构的SLPs与玉米油混合后超声制备得到脂肪结晶皮克林乳液,并对其28天储藏稳定性进行研究。结果表明,所有SLPs均可成功制备出稳定的脂肪结晶皮克林乳液,但是不同体系的乳液的储藏稳定性有所不同。其中,2SC-4、2SC-25、4SC-4和4SC-25所稳定的乳液在储藏期内平均粒径变化不大,具有良好的储藏稳定性,且储藏稳定性好于2T-4、2T-25、4T-4、4T-25所稳定的乳液。对于2T-25和4T-25体系而言,其所制备的乳液在储藏7天后的平均粒径有所下降,随后粒径基本不变;而2T-4和4T-4所稳定的乳液在储藏7天后平均粒径显著下降,随后粒径基本不变。3、不同结晶结构的SLPs界面自组装行为研究采用耗散石英晶体微量天平(Dissipative quartz crystal microbalance,QCM-D)技术考察不同结晶结构的SLPs在油-水界面的吸附组装行为及其对界面膜力学性能的影响规律。SLPs在界面上堆积地越疏松、SLPs形态上的差异越大,所形成的界面膜的越厚。并且,SLPs在界面上的堆积程度受到SLPs的粒径、亲水性以及颗粒之间的相互作用之间的共同影响。其中,对于2T体系的SLPs而言,大尺寸的不规则的β型SLPs(2T-25)倾向于在界面上疏松地堆积从而形成更厚的界面膜。对于4T体系的SLPs而言,大尺寸的不规则的β型SLPs(4T-25)虽然在界面上堆积的更加疏松,但是4T-4体系中含量相近的α的球状颗粒和β的板条状颗粒之间的形态差异过大,因而所形成的界面膜更软和更厚。对于2SC体系的SLPs而言,大颗粒(2SC-25)之间的相互作用更强,在界面上堆积地更紧密,所形成的界面膜更薄并且具有一定的刚性结构。对于4SC体系的SLPs而言,颗粒接触角接近70°亲水性较强,当冲水洗脱时亲水性更强的颗粒(4SC-25)容易从界面解吸,在界面上的堆积比较疏松,所形成的界面膜更软更厚。4、脂肪结晶皮克林乳液的体外消化和释放行为研究以姜黄素为模型,研究了不同结晶结构的SLPs形成的脂肪结晶皮克林乳液的体外消化和姜黄素的释放规律。结果表明,T40-SLPs形成的乳液在胃中较为稳定,而SCSLPs形成的乳液在胃消化后粒径显著增大并且出现破乳现象。在小肠消化中,T40-SLPs乳液中β型板条状和α型球状或者β型棒状堆积所形成的界面容易被破坏,从而使得脂肪酸以及姜黄素释放量均高于SC-SLPs体系乳液的。随着SLPs处理温度的增高,2TSLPs体系的乳液在小肠中消化的脂肪酸释放速率和释放量均减小,姜黄素的生物可及性也减小,但其释放量却增大,而4T-SLPs乳液脂肪酸的释放量和释放速率、姜黄素的生物可及性及释放量均无显著性变化。随着SLPs处理温度的增高,2SC-SLPs脂肪酸的释放量和释放速率、姜黄素的生物可及性及释放量均增大

关键词：结晶结构皮克林乳液稳定性界面组装体外消化缓释行为