大豆多糖固体碱催化剂脱酯效果影响因素（二）混合均匀后冲氮气(N2)3min

2025-05-14 09:46:24 - 综合

1.3.6 SSPS单糖组成测定

参考文献并略做修改。大豆多糖配制15mg/L的固体SSPS溶液，准确取200μLSSPS溶液于5mL具塞试管中，碱催加入200μL4m01/L的化剂三氯酸(TFA)溶液，混合均匀后冲氮气(N2)3min，脱酯封管后置于121℃烘箱中2h；冷却后加入200μL甲醇，效果氮气吹干，影响因素重复加入甲醇并氮气吹干3～5次；将所得残渣用水定容至10mL容量瓶，大豆多糖过0.22μm的固体微孔滤膜保存待测。将所得样品利用色谱仪进行检测。碱催色谱条件：色谱柱：3mm×150mm阴离子交换色谱柱：流动相：A相：超纯水，化剂B相：0.25mol/LNa0H溶液，脱酯C相：1mol/L醋酸钠：梯度洗脱(以体积分数计)：B2％(0～22min)，效果B2％～80％(22～23min)，影响因素B80％(23～30min)，大豆多糖B80％～2％(30～31min)，B2％(31～40min)；进样体积：20μL；流量：0.5mL/min。根据标准样品色谱图谱，计算样品中单糖组成与质量分数。

1.3.7 数据处理

利用Excel2010版软件对数据进行分析。

2 结果与分析

2.1 反应温度对MgO催化SSPS脱酯效果的影响

反应温度是影响碱性固体催化剂催化过程最重要的因素之一。为了探讨催化温度的影响，在同定底物SSPS质量分数5.0％、催化剂Mg0投料质量比为1:5以及反应时问(4h)条件下，将反应温度设置在80～120℃之问，每5℃一个间隔进行反应，反应结束后测定产物相对分子质量、酯化度以及单糖组成，结果见表1和表2。

从表1结果可以看出，利用Mg0催化SSPS脱酯，随着反应温度升高，产物SSPS的相对分子质量(M_w和M_n)不断降低，酯化度也不断降低。同时，产物的多分散性(PDI)也随着反应温度的升高而逐渐增加，这说明利用高温催化，不仅导致产物相对分子质量降低，更会使得产物均匀性下降，这可能对产物性质和应用不利。

相关文献曾经报道，SSPS的甲酯化度越低，其在酸性条件下稳定乳蛋白的能力越好；在甲酯化度25％以下时，SSPS存酸性条件下稳定酪蛋白的能力可以与高酯果胶媲美。值得注意的是，表1结果显示，利用碱性催化剂Mg0在催化剂投料质量比1:5以及反应时问4h条件下催化SSPS脱甲酯，温度必须超过95℃，产物酯化度才能低于30％。

单糖组成可以有效判断SSPS脱酯过程主链和侧链断裂的情况。将各个温度段催化获得的产物进行单糖组成分析，结果如表2所示。SSPS主链结构主要南聚鼠李糖半乳糖醛酸长链和聚半乳糖醛酸短链组成，侧链主要为聚阿拉伯糖和聚半乳糖；其中聚半乳糖醛酸C-3位点由部分木糖修饰，而侧链聚半乳糖可能存在中性糖修饰，包括岩藻糖、葡萄糖、小糖和阿拉伯糖等(如图1所示)。因此，从半乳糖醛酸与鼠李糖比例以及岩藻糖、葡萄糖等仅存在于聚半乳糖侧链上的中性糖的含量变化，可以推测催化过程SSPS结构变化情况。从表2结果看出，半乳糖醛酸与鼠李糖比例先在80℃出现升高，然后随着温度的升高逐渐降低，而葡萄糖残基几乎下降了90％，随后缓慢下降，而甘露糖和果糖残基在80℃催化时就直接降为零。结合表1结果，脱酯过程相对分子质量迅速降低一半，然后缓慢下降的情况，可以说明在80℃时脱酯时，尽管主链断裂，但是SSPS的侧链中的中性糖残基易更被脱除，使得主链中的聚鼠李糖和半乳糖醛酸含量相对增加；随着脱酯温度不断升高，主链破坏不断加大，因此半乳糖醛酸与鼠李糖比例不断下降。而半乳糖残基和阿拉伯糖残基比例不断上升结果也进一步说明，利用Mg0催化SSPS脱酯时，主链会受到破坏，侧链上中性糖也会被脱除，但聚阿拉伯糖和聚半乳糖侧链本身降解要比主链降解缓慢。

2.2 催化剂Mg0的投料质量比对SSPS脱酯效果的影响

响投料质量比是影响碱性固体催化剂催化过程的重要因素之一。为了探讨催化剂投料比对催化过程的影响，在固定底物SSPS(质量分数5.0％)、反应温度(100℃)以及反应时间(4h)条件下，分别催化剂投料质量比设置为1:2、1:5、1:10、1:25和1:100进行反应，反应结束后测定产物相对分子质量、酯化度以及单糖组成，以探究投料比因素对Mg0脱酯效果的影响。结果如表3和4所示。

从不同投料比条件下100℃反应4h的结果看，催化剂投料质量比从1:100增加到1:5，酯化度显著下降，但产物SSPS的相对分子质量和多分散性变化相对比较小；而进一步增加催化剂的投料比，产物的相对分子质量、多分散性和酯化度均变化很小。这表明催化剂的添加量达到一定比例后，不改变反应温度或者时问，不能进一步脱酯。表3结果也说明，存固定反应温度100℃反应4h的条件下，通过改变催化剂投料质量比，很难使SSPS的酯化度低于27％。

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相关链接：醋酸钠，鼠李糖，聚半乳糖醛酸，岩藻糖

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