2、結果與分析

2.1不同濃度麥胚LA對油水界麵組成與結構的影響

麥胚LA濃度對油水界麵特性的影響見圖1。如圖1a所示，隨著麥胚LA濃度的增加，油水界麵張力下降趨勢明顯，當麥胚LA濃度超過1.70×10-6mol/L時，油水界麵處分子分布不穩定，無法測得穩定數據。

圖1麥胚LA濃度對油水界麵特性的影響

圖1b是不同濃度麥胚LA對油水界麵損耗因子（tanδ）即損耗角正切值的影響。tanδ越大，耗散能量的能力越強；由圖可見，tanδ隨麥胚LA濃度的增加而增加，當麥胚LA濃度為1.70×10-6mol/L，tanδ值達到最大。該變化趨勢與界麵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，易富集在油水界麵上。隨著其濃度的增加，導致界麵黏度增加，進而影響了因界麵形變而耗散的能量。綜上，為了能夠觀察到明顯而準確的試驗結果，在後續研究中選取麥胚LA的濃度為1.70×10-6mol/L。

2.2一價金屬離子對油水界麵組成與結構的影響

已有研究結果表明，電解質的加入能使溶液內部粒子之間的相互作用強於純水。因此，在一定濃度範圍內，電解質的加入會使油/水溶液界麵張力增大。本研究就Na+、K+離子對油水界麵組成與結構的影響進行了驗證研究。如圖2所示，Na+、K+對界麵張力的影響相似，對麥胚LA界麵張力的影響隨其濃度的增加呈現先增加後降低的趨勢，但高濃度時K+對油水界麵張力的影響不及Na+顯著（P＜0.05）。當離子濃度在1.0×10-9～1.0×10-6mol/L時，Na+、K+均可明顯提高界麵張力。當K+濃度高於1.0×10-5mol/L，麥胚LA的油水界麵張力開始明顯降低。原因可能是高濃度無機鹽離子將影響麥胚LA在溶液界麵上的聚集數量和穩定性。由於麥胚LA具有類似於分子表麵活性劑的性質，可以緊密吸附界麵上，從而降低界麵張力。

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

此外，Na+、K+對麥胚LA界麵流變性質的影響的結果（見圖3）表明：在所研究的無機鹽濃度範圍內，Na+、K+對界麵流變參數的影響規律較差，不穩定，原因在於NaCl和KCl作為中性無機鹽可通過“鹽溶”和“鹽析”作用對溶液中的表麵活性劑的界麵溶解度產生影響。同時，Na+、K+表現出的界麵惰性物質會阻止表麵活性物質等在水中的溶解性，並且Na+、K+與水溶性酸離子結合後生成的酸式鹽可占據界麵，降低有效界麵的麵積。

圖3 NaCl、KCl濃度對油水界麵流變特性的影響

2.3二價金屬離子對油水界麵組成與結構的影響

二價金屬子Ca2+、Mg2+對油水界麵張力的影響見圖4。由圖可知，低濃度時，Ca2+對油水界麵張力的影響較小；當Ca2+濃度達到1.00×10-4mol/L時，界麵張力驟然增至18.3 mN/m；而Mg2+對界麵張力的影響與Ca2+有相反的趨勢，呈現低濃度促進，高濃度抑製的現象，該結果與於立軍等的研究結果一致。原因在於在所試驗溫度的油水界麵上，Ca2+和Mg2+形成不溶物的濃度明顯不同，對油水界麵張力產生影響的濃度範圍也不同。

圖4 CaCl2及MgCl2濃度對油水界麵張力的影響

Ca2+、Mg2+對界麵流變參數的影響見圖5。由圖5可知，Ca2+、Mg2+對界麵流變參數的影響規律性較差，可能是由於同為二價陽離子的Ca2+、Mg2+易與磷酸鹽緩衝溶液中磷酸根結合形成微溶於水的沉澱，造成界麵流變參數變化不穩定。

與一價金屬離子相比，較高濃度的二價金屬離子反而會一定程度上增加油水界麵的張力，這可能與二價金屬離子在油水界麵上的溶解特性有直接關係。本文中選取的二價金屬離子為Ca2+、Mg2+，在水溶液中容易與體係中的磷酸根離子結合，進而破壞原有油水界麵的離子狀態。使得界麵的黏度不降反升。該問題會在後續的研究中進一步驗證。

圖5 CaCl2及MgCl2濃度對油水界麵流變特性的影響

2.4不同濃度三油酸甘油酯底物對油水界麵組成與結構的影響

三油酸甘油酯濃度對油水界麵特性的影響見圖6。由圖6可見，當麥胚LA濃度為1.70×10-6mol/L時，油水界麵張力隨癸烷中三油酸甘油酯濃度的增加呈現先增加後減小的變化規律；當三油酸甘油酯濃度介於10-5～10-3mol/L時，相同角頻率時界麵損耗因子隨著濃度增加無明顯變化規律。此外，在試驗過程中，界麵張力隨時間延長呈現一定下降趨勢，這說明麥胚LA與三油酸甘油酯的水解過程也會對界麵張力產生一定影響。原因在於，在界麵體係中，三油酸甘油酯可被麥胚LA水解，產生小分子的油酸等，三油酸甘油酯與麥胚LA組成的界麵發生變化，進而影響界麵特性。

2.5水解產物對油水界麵組成與結構的影響

油酸濃度對油水界麵特性的影響見圖7，由圖可知：隨著油酸濃度的增加，界麵張力呈現先增加後減小的變化趨勢，界麵流變學參數的變化規律與其對界麵張力的作用規律相似。油酸作為麥胚LA的小分子水解產物，更容易分布於油水界麵處，與麥胚LA競爭有限的界麵麵積，顯然油酸與麥胚LA對界麵特性的影響不同。當油酸濃度處於5.0×10-6～5.0×10-5mol/L之間時，界麵張力與tanδ均處於最大值範圍，即該濃度範圍內界麵處油酸與麥胚LA的競爭關係最明顯，可以理解為該濃度範圍油酸的加入，對麥胚LA的抑製效果最好。

圖6三油酸甘油酯濃度對油水界麵特性的影響

圖7油酸濃度對油水界麵特性的影響

2.6底物或產物存在時無機鹽對麥胚LA界麵特性的影響

如圖8a所示，當癸烷中分別添加1×10-5mol/L三油酸甘油酯（底物）或5×10-6mol/L油酸（產物）時，CaCl2濃度為1.0×10-4mol/L時，油酸存在時界麵張力從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鹽的加入均降低了三油酸甘油酯或油酸存在時的油水界麵張力（P＜0.05）。其中，三油酸甘油酯存在時，Mg2+的作用效果最明顯；油酸存在時，Na+的作用效果最明顯，界麵張力從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）和產物（油酸5×10-6mol·L-1）存在條件下無機鹽對界麵特性的影響

從圖8b和圖8c可以看出，三油酸甘油酯或油酸存在時，無機鹽對tanδ的影響規律性較差，出現上述情況的原因可能是因為無機鹽離子降低了麥胚LA在油水界麵的溶解度，從而為三油酸甘油酯或油酸保留了更多的界麵麵積，有利於更多的三油酸甘油酯或油酸占據有效界麵，以至於降低了底物或產物存在時的油水界麵張力。

3、結論

1）當無機鹽濃度在10-6～10-9mol/L範圍內時，界麵張力變化具有明顯規律，而界麵流變參數變化規律性較差。界麵處僅有小麥胚芽脂肪酶存在時，一價金屬中Na+更有利於抑製油-水界麵的表麵張力，對麥胚脂肪酶存在時的油水界麵特性影響也較大；二價金屬離子Ca2+對界麵張力的影響趨勢與一價離子不同，在高濃度時反而增加界麵張力，可能是受到試驗體係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，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麵張力的加入降低了三油酸甘油酯存在時的油水界麵張力，其中，Mg2+的作用效果最明顯（P＜0.05）。當麥胚脂肪酶的作用產物油酸（5×10-4mol/L）存在時，添加NaCl和KCl可降低油水界麵張力。添加CaCl2和MgCl2可升高油水界麵張力，其中Na+的作用效果最顯著（P＜0.05）。