1.3.6 SSPS單糖組成測定

參考文獻(xiàn)并略做修改。配制15mg/L的SSPS溶液，準(zhǔn)確取200μLSSPS溶液于5mL具塞試管中，加入200μL4m01/L的三氯酸(TFA)溶液，混合均勻后沖氮?dú)?N2)3min，封管后置于121℃烘箱中2h；冷卻后加入200μL甲醇，氮?dú)獯蹈?，重?fù)加入甲醇并氮?dú)獯蹈?～5次；將所得殘?jiān)盟ㄈ葜?0mL容量瓶，過0.22μm的微孔濾膜保存待測。將所得樣品利用色譜儀進(jìn)行檢測。色譜條件：色譜柱：3mm×150mm陰離子交換色譜柱：流動相：A相：超純水，B相：0.25mol/LNa0H溶液，C相：1mol/L醋酸鈉：梯度洗脫(以體積分?jǐn)?shù)計(jì))：B2％(0～22min)，B2％～80％(22～23min)，B80％(23～30min)，B80％～2％(30～31min)，B2％(31～40min)；進(jìn)樣體積：20μL；流量：0.5mL/min。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)樣品色譜圖譜，計(jì)算樣品中單糖組成與質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

1.3.7 數(shù)據(jù)處理

利用Excel2010版軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 反應(yīng)溫度對MgO催化SSPS脫酯效果的影響

反應(yīng)溫度是影響堿性固體催化劑催化過程最重要的因素之一。為了探討催化溫度的影響，在同定底物SSPS質(zhì)量分?jǐn)?shù)5.0％、催化劑Mg0投料質(zhì)量比為1:5以及反應(yīng)時(shí)問(4h)條件下，將反應(yīng)溫度設(shè)置在80～120℃之問，每5℃一個(gè)間隔進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后測定產(chǎn)物相對分子質(zhì)量、酯化度以及單糖組成，結(jié)果見表1和表2。

從表1結(jié)果可以看出，利用Mg0催化SSPS脫酯，隨著反應(yīng)溫度升高，產(chǎn)物SSPS的相對分子質(zhì)量(M_w和M_n)不斷降低，酯化度也不斷降低。同時(shí)，產(chǎn)物的多分散性(PDI)也隨著反應(yīng)溫度的升高而逐漸增加，這說明利用高溫催化，不僅導(dǎo)致產(chǎn)物相對分子質(zhì)量降低，更會使得產(chǎn)物均勻性下降，這可能對產(chǎn)物性質(zhì)和應(yīng)用不利。

相關(guān)文獻(xiàn)曾經(jīng)報(bào)道，SSPS的甲酯化度越低，其在酸性條件下穩(wěn)定乳蛋白的能力越好；在甲酯化度25％以下時(shí)，SSPS存酸性條件下穩(wěn)定酪蛋白的能力可以與高酯果膠媲美。值得注意的是，表1結(jié)果顯示，利用堿性催化劑Mg0在催化劑投料質(zhì)量比1:5以及反應(yīng)時(shí)問4h條件下催化SSPS脫甲酯，溫度必須超過95℃，產(chǎn)物酯化度才能低于30％。

單糖組成可以有效判斷SSPS脫酯過程主鏈和側(cè)鏈斷裂的情況。將各個(gè)溫度段催化獲得的產(chǎn)物進(jìn)行單糖組成分析，結(jié)果如表2所示。SSPS主鏈結(jié)構(gòu)主要南聚鼠李糖半乳糖醛酸長鏈和聚半乳糖醛酸短鏈組成，側(cè)鏈主要為聚阿拉伯糖和聚半乳糖；其中聚半乳糖醛酸C-3位點(diǎn)由部分木糖修飾，而側(cè)鏈聚半乳糖可能存在中性糖修飾，包括巖藻糖、葡萄糖、小糖和阿拉伯糖等(如圖1所示)。因此，從半乳糖醛酸與鼠李糖比例以及巖藻糖、葡萄糖等僅存在于聚半乳糖側(cè)鏈上的中性糖的含量變化，可以推測催化過程SSPS結(jié)構(gòu)變化情況。從表2結(jié)果看出，半乳糖醛酸與鼠李糖比例先在80℃出現(xiàn)升高，然后隨著溫度的升高逐漸降低，而葡萄糖殘基幾乎下降了90％，隨后緩慢下降，而甘露糖和果糖殘基在80℃催化時(shí)就直接降為零。結(jié)合表1結(jié)果，脫酯過程相對分子質(zhì)量迅速降低一半，然后緩慢下降的情況，可以說明在80℃時(shí)脫酯時(shí)，盡管主鏈斷裂，但是SSPS的側(cè)鏈中的中性糖殘基易更被脫除，使得主鏈中的聚鼠李糖和半乳糖醛酸含量相對增加；隨著脫酯溫度不斷升高，主鏈破壞不斷加大，因此半乳糖醛酸與鼠李糖比例不斷下降。而半乳糖殘基和阿拉伯糖殘基比例不斷上升結(jié)果也進(jìn)一步說明，利用Mg0催化SSPS脫酯時(shí)，主鏈會受到破壞，側(cè)鏈上中性糖也會被脫除，但聚阿拉伯糖和聚半乳糖側(cè)鏈本身降解要比主鏈降解緩慢。

2.2 催化劑Mg0的投料質(zhì)量比對SSPS脫酯效果的影響

響投料質(zhì)量比是影響堿性固體催化劑催化過程的重要因素之一。為了探討催化劑投料比對催化過程的影響，在固定底物SSPS(質(zhì)量分?jǐn)?shù)5.0％)、反應(yīng)溫度(100℃)以及反應(yīng)時(shí)間(4h)條件下，分別催化劑投料質(zhì)量比設(shè)置為1:2、1:5、1:10、1:25和1:100進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后測定產(chǎn)物相對分子質(zhì)量、酯化度以及單糖組成，以探究投料比因素對Mg0脫酯效果的影響。結(jié)果如表3和4所示。

從不同投料比條件下100℃反應(yīng)4h的結(jié)果看，催化劑投料質(zhì)量比從1:100增加到1:5，酯化度顯著下降，但產(chǎn)物SSPS的相對分子質(zhì)量和多分散性變化相對比較小；而進(jìn)一步增加催化劑的投料比，產(chǎn)物的相對分子質(zhì)量、多分散性和酯化度均變化很小。這表明催化劑的添加量達(dá)到一定比例后，不改變反應(yīng)溫度或者時(shí)問，不能進(jìn)一步脫酯。表3結(jié)果也說明，存固定反應(yīng)溫度100℃反應(yīng)4h的條件下，通過改變催化劑投料質(zhì)量比，很難使SSPS的酯化度低于27％。

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相關(guān)鏈接：醋酸鈉，鼠李糖，聚半乳糖醛酸，巖藻糖