2、結(jié)果與分析

2.1不同濃度麥胚LA對油水界面組成與結(jié)構(gòu)的影響

麥胚LA濃度對油水界面特性的影響見圖1。如圖1a所示，隨著麥胚LA濃度的增加，油水界面張力下降趨勢明顯，當(dāng)麥胚LA濃度超過1.70×10-6mol/L時(shí)，油水界面處分子分布不穩(wěn)定，無法測得穩(wěn)定數(shù)據(jù)。

圖1麥胚LA濃度對油水界面特性的影響

圖1b是不同濃度麥胚LA對油水界面損耗因子（tanδ）即損耗角正切值的影響。tanδ越大，耗散能量的能力越強(qiáng)；由圖可見，tanδ隨麥胚LA濃度的增加而增加，當(dāng)麥胚LA濃度為1.70×10-6mol/L，tanδ值達(dá)到最大。該變化趨勢與界面張力變化趨勢有一定的相似性，原因可能是，麥胚LA濃度具有兩性特性，易富集在油水界面上。隨著其濃度的增加，導(dǎo)致界面黏度增加，進(jìn)而影響了因界面形變而耗散的能量。綜上，為了能夠觀察到明顯而準(zhǔn)確的試驗(yàn)結(jié)果，在后續(xù)研究中選取麥胚LA的濃度為1.70×10-6mol/L。

2.2一價(jià)金屬離子對油水界面組成與結(jié)構(gòu)的影響

已有研究結(jié)果表明，電解質(zhì)的加入能使溶液內(nèi)部粒子之間的相互作用強(qiáng)于純水。因此，在一定濃度范圍內(nèi)，電解質(zhì)的加入會使油/水溶液界面張力增大。本研究就Na+、K+離子對油水界面組成與結(jié)構(gòu)的影響進(jìn)行了驗(yàn)證研究。如圖2所示，Na+、K+對界面張力的影響相似，對麥胚LA界面張力的影響隨其濃度的增加呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，但高濃度時(shí)K+對油水界面張力的影響不及Na+顯著（P＜0.05）。當(dāng)離子濃度在1.0×10-9～1.0×10-6mol/L時(shí)，Na+、K+均可明顯提高界面張力。當(dāng)K+濃度高于1.0×10-5mol/L，麥胚LA的油水界面張力開始明顯降低。原因可能是高濃度無機(jī)鹽離子將影響麥胚LA在溶液界面上的聚集數(shù)量和穩(wěn)定性。由于麥胚LA具有類似于分子表面活性劑的性質(zhì)，可以緊密吸附界面上，從而降低界面張力。

圖2 NaCl及KCl對麥胚LA濃度為1.7×10-6mol/L的油水界面張力的影響

此外，Na+、K+對麥胚LA界面流變性質(zhì)的影響的結(jié)果（見圖3）表明：在所研究的無機(jī)鹽濃度范圍內(nèi)，Na+、K+對界面流變參數(shù)的影響規(guī)律較差，不穩(wěn)定，原因在于NaCl和KCl作為中性無機(jī)鹽可通過“鹽溶”和“鹽析”作用對溶液中的表面活性劑的界面溶解度產(chǎn)生影響。同時(shí)，Na+、K+表現(xiàn)出的界面惰性物質(zhì)會阻止表面活性物質(zhì)等在水中的溶解性，并且Na+、K+與水溶性酸離子結(jié)合后生成的酸式鹽可占據(jù)界面，降低有效界面的面積。

圖3 NaCl、KCl濃度對油水界面流變特性的影響

2.3二價(jià)金屬離子對油水界面組成與結(jié)構(gòu)的影響

二價(jià)金屬子Ca2+、Mg2+對油水界面張力的影響見圖4。由圖可知，低濃度時(shí)，Ca2+對油水界面張力的影響較??；當(dāng)Ca2+濃度達(dá)到1.00×10-4mol/L時(shí)，界面張力驟然增至18.3 mN/m；而Mg2+對界面張力的影響與Ca2+有相反的趨勢，呈現(xiàn)低濃度促進(jìn)，高濃度抑制的現(xiàn)象，該結(jié)果與于立軍等的研究結(jié)果一致。原因在于在所試驗(yàn)溫度的油水界面上，Ca2+和Mg2+形成不溶物的濃度明顯不同，對油水界面張力產(chǎn)生影響的濃度范圍也不同。

圖4 CaCl2及MgCl2濃度對油水界面張力的影響

Ca2+、Mg2+對界面流變參數(shù)的影響見圖5。由圖5可知，Ca2+、Mg2+對界面流變參數(shù)的影響規(guī)律性較差，可能是由于同為二價(jià)陽離子的Ca2+、Mg2+易與磷酸鹽緩沖溶液中磷酸根結(jié)合形成微溶于水的沉淀，造成界面流變參數(shù)變化不穩(wěn)定。

與一價(jià)金屬離子相比，較高濃度的二價(jià)金屬離子反而會一定程度上增加油水界面的張力，這可能與二價(jià)金屬離子在油水界面上的溶解特性有直接關(guān)系。本文中選取的二價(jià)金屬離子為Ca2+、Mg2+，在水溶液中容易與體系中的磷酸根離子結(jié)合，進(jìn)而破壞原有油水界面的離子狀態(tài)。使得界面的黏度不降反升。該問題會在后續(xù)的研究中進(jìn)一步驗(yàn)證。

圖5 CaCl2及MgCl2濃度對油水界面流變特性的影響

2.4不同濃度三油酸甘油酯底物對油水界面組成與結(jié)構(gòu)的影響

三油酸甘油酯濃度對油水界面特性的影響見圖6。由圖6可見，當(dāng)麥胚LA濃度為1.70×10-6mol/L時(shí)，油水界面張力隨癸烷中三油酸甘油酯濃度的增加呈現(xiàn)先增加后減小的變化規(guī)律；當(dāng)三油酸甘油酯濃度介于10-5～10-3mol/L時(shí)，相同角頻率時(shí)界面損耗因子隨著濃度增加無明顯變化規(guī)律。此外，在試驗(yàn)過程中，界面張力隨時(shí)間延長呈現(xiàn)一定下降趨勢，這說明麥胚LA與三油酸甘油酯的水解過程也會對界面張力產(chǎn)生一定影響。原因在于，在界面體系中，三油酸甘油酯可被麥胚LA水解，產(chǎn)生小分子的油酸等，三油酸甘油酯與麥胚LA組成的界面發(fā)生變化，進(jìn)而影響界面特性。

2.5水解產(chǎn)物對油水界面組成與結(jié)構(gòu)的影響

油酸濃度對油水界面特性的影響見圖7，由圖可知：隨著油酸濃度的增加，界面張力呈現(xiàn)先增加后減小的變化趨勢，界面流變學(xué)參數(shù)的變化規(guī)律與其對界面張力的作用規(guī)律相似。油酸作為麥胚LA的小分子水解產(chǎn)物，更容易分布于油水界面處，與麥胚LA競爭有限的界面面積，顯然油酸與麥胚LA對界面特性的影響不同。當(dāng)油酸濃度處于5.0×10-6～5.0×10-5mol/L之間時(shí)，界面張力與tanδ均處于最大值范圍，即該濃度范圍內(nèi)界面處油酸與麥胚LA的競爭關(guān)系最明顯，可以理解為該濃度范圍油酸的加入，對麥胚LA的抑制效果最好。

圖6三油酸甘油酯濃度對油水界面特性的影響

圖7油酸濃度對油水界面特性的影響

2.6底物或產(chǎn)物存在時(shí)無機(jī)鹽對麥胚LA界面特性的影響

如圖8a所示，當(dāng)癸烷中分別添加1×10-5mol/L三油酸甘油酯（底物）或5×10-6mol/L油酸（產(chǎn)物）時(shí)，CaCl2濃度為1.0×10-4mol/L時(shí)，油酸存在時(shí)界面張力從17.6 mN/m增大至18.2 mN/m（P＜0.05）。此外，不同種類及濃度無機(jī)鹽的加入均降低了三油酸甘油酯或油酸存在時(shí)的油水界面張力（P＜0.05）。其中，三油酸甘油酯存在時(shí)，Mg2+的作用效果最明顯；油酸存在時(shí)，Na+的作用效果最明顯，界面張力從17.8 mN/m降低至16.2 mN/m，差異顯著（P＜0.05)。

圖8底物（三油酸甘油酯1×10-5mol·L-1）和產(chǎn)物（油酸5×10-6mol·L-1）存在條件下無機(jī)鹽對界面特性的影響

從圖8b和圖8c可以看出，三油酸甘油酯或油酸存在時(shí)，無機(jī)鹽對tanδ的影響規(guī)律性較差，出現(xiàn)上述情況的原因可能是因?yàn)闊o機(jī)鹽離子降低了麥胚LA在油水界面的溶解度，從而為三油酸甘油酯或油酸保留了更多的界面面積，有利于更多的三油酸甘油酯或油酸占據(jù)有效界面，以至于降低了底物或產(chǎn)物存在時(shí)的油水界面張力。

3、結(jié)論

1）當(dāng)無機(jī)鹽濃度在10-6～10-9mol/L范圍內(nèi)時(shí)，界面張力變化具有明顯規(guī)律，而界面流變參數(shù)變化規(guī)律性較差。界面處僅有小麥胚芽脂肪酶存在時(shí)，一價(jià)金屬中Na+更有利于抑制油-水界面的表面張力，對麥胚脂肪酶存在時(shí)的油水界面特性影響也較大；二價(jià)金屬離子Ca2+對界面張力的影響趨勢與一價(jià)離子不同，在高濃度時(shí)反而增加界面張力，可能是受到試驗(yàn)體系中磷酸根離子的影響；

2）在麥胚脂肪酶的作用底物，即三油酸甘油酯（10-5mol/L）存在時(shí)，添加濃度分別為10-6、10-6、10-4和10-9mol/L的Na+、K+、Ca2+、Mg2+均可一定程度上降低油水界面張力的加入降低了三油酸甘油酯存在時(shí)的油水界面張力，其中，Mg2+的作用效果最明顯（P＜0.05）。當(dāng)麥胚脂肪酶的作用產(chǎn)物油酸（5×10-4mol/L）存在時(shí)，添加NaCl和KCl可降低油水界面張力。添加CaCl2和MgCl2可升高油水界面張力，其中Na+的作用效果最顯著（P＜0.05）。