辛烯基琥珀酸酐改性淀粉（OSAS）是通过原淀粉或改性淀粉与辛烯基琥珀酸酐（OSA）的酯化反应获得的。淀粉的天然亲水性结合酸酐的疏水性，赋予OSAS两亲性，使其广泛应用于酱料、乳液、淀粉基薄膜等领域（Feng等，2020；Li等，2020；Wang等，2011；Yang等，2020）。OSAS的功能性能不仅取决于淀粉本身的性质，还取决于酯化过程中取代度（DS）的大小（Cao等，2023；Kou等，2023；Lin等，2018；Zhang等，2021）。取代度越高，性能越好。然而，美国食品药品监督管理局规定食品中OSA的使用量不得超过干淀粉基质的3%（Kurichh等，2025），目的是控制残留的酸酐含量并确保食品安全。因此，如何在最小酸酐用量的情况下提高OSAS的取代度和反应效率（RE）成为研究的重点。
研究表明，取代度受淀粉性质的影响，如粒径、支化度和结晶结构（Liang等，2021；Zhao等，2018）。原淀粉的预处理方法，包括超声处理、研磨、酶水解、辐照和热处理，可以改变这些性质（Gao等，2021；Jiang等，2025；Jiranuntakul等，2014；Kurichh等，2025；Martínez等，2023；Wei等，2023；Yin等，2025；Zhang, Dai, Hou等，2020；Zhang, Dai, Yu等，2020），从而有效改变OSAS的取代度和反应效率。
例如，Lang等（2024）报道喷磨技术可以显著减小淀粉的粒径和相对结晶度，增加颗粒的比表面积。因此，这种喷磨后的淀粉与3.0% OSA进行酯化后，得到的OSAS取代度为0.0186，反应效率为80.4%。Zhang, Dai, Hou等（2020）和Zhang, Dai, Yu等（2020）的研究表明，经过60分钟超声处理后，颗粒表面积增加，形成了孔隙和沟槽。3% OSA酯化后，取代度和反应效率分别从0.0134%和50.01%提高到0.0175%和65.32%。Jiranuntakul等（2014）发现热-湿处理通过促进OSA进入淀粉颗粒，将原玉米淀粉的取代度和反应效率提高到0.0181%和78.09%，增强了OSA与羟基之间的反应。Ji, Du等（2022）和Ji, Xu等（2022）使用常压等离子体喷枪对原木薯淀粉（NTS）进行预处理，随后与OSA酯化，改变了淀粉的形态和结晶度，引入了更多的亲水基团（如羟基），使反应效率达到44.25%，比传统方法提高了20%。酶处理有效改变了淀粉的粒径、化学结构和形态，暴露并激活了更多的羟基位点。酶处理后的多孔淀粉具有更大的表面积，其内部孔道有望提高OSA的渗透性。然而，酶水解后进行3% OSA酯化会降低OSA的取代度，从0.0122降至0.0054。这是因为预处理过程中酶反应发生在无定形区域，而无定形区域的减少不利于OSA的酯化（Ji, Du等，2022；Ji, Xu等，2022）。此外，酶水解的程度难以控制，过度水解会导致淀粉颗粒结构崩解，产生更多低分子量的短链淀粉分子，导致不同批次样品在结构和性质上存在差异。
这些例子表明，尽管适当的预处理可以改善原淀粉的取代度和反应效率，但在最大OSA用量下，效率的提升仍然有限，最多仅比未经处理的对照组提高20%。此外，效率的微小提升无法有效减少试剂残留和成本，这对食品安全和应用带来挑战。
V型淀粉（VS）是一种具有V型结晶结构的改性淀粉。当淀粉在乙醇溶液中加热时，淀粉分子间的氢键被破坏，支链淀粉解折叠，直链淀粉从其缠结的分子结构中释放出来。乙醇限制了淀粉颗粒的膨胀，同时与解折叠的直链淀粉形成V型单螺旋复合物（Li等，2021）。由于乙醇的挥发性，它在干燥过程中容易蒸发，从而留下V型单螺旋空腔。Li等（2022）利用VS与单甘酯形成的复合物特性，证明V型单螺旋空腔具有疏水性，使其特别适合与疏水性试剂OSA进行酯化。
VS可以通过乙醇挤压制备，这是一种新技术，能够在短时间内高效生产VS且不会产生废水（Sun等，2025；Zhou等，2021）。在乙醇挤压过程中，淀粉受到高剪切力的作用，促进了均匀反应，并减少了形成V型结晶结构所需的乙醇量。该方法生产效率高，同时环保节能，适用于工业应用。通过破坏反应过程中的氢键，可以暴露大量自由羟基，有利于进一步的酯化改性。
NTS与其他含直链淀粉的不同之处在于其杂质残留低、直链淀粉和支链淀粉的分子量高，这些共同赋予了其强大的水合能力（Charoenthai等，2022；Niu等，2025；Senay等，2015）。NTS能够生成具有优异乳液性能的OSA改性淀粉，使其成为验证我们预处理方法提高酯化效率的理想底物。因此，在本研究中，采用乙醇挤压法从NTS制备VS，随后进行OSA酯化。据我们所知，这项工作是首次系统研究乙醇挤压预处理和OSA酯化结合用于淀粉改性的过程。核心创新在于利用挤压构建V型结晶结构，从而提高淀粉的分子级反应活性，提供了一种提高酯化效率的新策略。
本研究的主要研究内容包括：首先，在添加2% OSA的条件下，系统研究了温度、VS浓度、pH值和反应时间对VS改性的OSAS的取代度和反应效率的影响。其次，在确定的最佳反应条件下，研究了乙醇挤压预处理和OSA用量对取代度和反应效率的影响。我们假设使用2% OSA处理VS可以获得与使用3% OSA处理原木薯淀粉（NTS）相当的结果，从而实现更高效的反应，减少试剂残留。最终的表征分析证实了VS改性的OSAS具有稳定的V型结晶结构、成功的酯化以及改进的功能性能。这些结果表明乙醇挤压是一种可扩展且高效的预处理方法，适用于高质量OSAS的工业生产。
