酶解-动态高压微射流制备纳米淀粉及对其结构性质的影响

为探究蜡质玉米淀粉(WMS)经普鲁兰酶协同动态超高压微射流技术(P-DHPM)制备纳米淀粉后对其结构及性质的变化规律,本文探讨了处理前后淀粉微观结构、结晶结构、分子结构、粒径、分子量及热性能的变化趋势。结果表明,随着酶解时间的增加,淀粉圆球形颗粒变碎片状、结晶结构逐渐消失、淀粉短程有序性增加、分子量显著(P<0.05)减小;同时,淀粉糊化峰值温度由71.23℃降低至55.81℃,糊化焓值(ΔH)显著(P<0.05)减小至4.68 J/g;酶解淀粉进一步经微射流处理后,粒径降低至纳米级,淀粉颗粒变成更加无规则的小碎片,糊化峰值温度(T_p)降低至55.37℃,糊化焓值(ΔH)增大至14.13 J/g。通过酶解-微射流技术处理WMS淀粉,可制备得到粒径可控且具有短程有序的纳米尺寸淀粉颗粒,提供了一种环境友好、操作简单的制备方法,同时为继续探讨其在淀粉纳米乳液及淀粉基活性包装材料中的应用奠定基础。

甲酸木质素纳米颗粒的制备及疏水性能研究

本研究以玉米秸秆、杨木及松木为原料,利用不同液比的甲酸与原料(1∶10,1∶9,1∶8和1∶7)制浆,从制浆黑液中分离得到甲酸木质素,进一步制得甲酸木质素纳米颗粒,探究了不同甲酸木质素的酚羟基含量差异。结果表明,3种原料甲酸木质素具有木质素的基本结构特征,液比1∶9时制得3种原料甲酸木质素酚羟基含量分别为2.69、2.82、3.09 mmol/g。水接触角实验结果表明,3种原料甲酸木质素压片具有较强的亲水性。将甲酸木质素纳米颗粒用于制备甲酸木质素纳米颗粒/淀粉复合膜,复合膜的水接触角显著增加,其疏水性能与甲酸木质素的原料种类和制浆液比有关。经4个月老化后,复合膜的疏水性能进一步增强,3种原料甲酸木质素纳米颗粒/淀粉复合膜的水接触角最高分别可达127.2°、125.1°和123.5°。研究结果对增强木质素的疏水性能及扩展疏水性膜材料的应用具有积极意义。

冻融改性纳米SiO_(2)-POHS复合膜对牛肉冷藏保鲜效果的影响

为开发具有保鲜效果且可生物降解的复合膜,该试验以纳米SiO_(2)和马铃薯氧化羟丙基淀粉(potato oxidizes hydroxypropyl starch,POHS)为成膜基材,采用反复冻融方法制备改性纳米SiO_(2)-POHS复合膜。研究了不同冻融次数对复合膜性能的影响和3种保鲜处理(冻融改性纳米SiO_(2)-POHS复合膜覆盖、聚乙烯保鲜膜覆盖和不覆盖膜)冷藏对牛肉保鲜效果的影响。结果表明,当反复冻融4次时,复合膜拉伸强度达到最大值17.02 MPa,透明度降低95.17%,水蒸气透过系数降低33.92%,透油系数降低27.84%(P<0.05),复合膜孔径变小,表面结构致密。将不同保鲜处理的牛肉在4℃条件下贮藏18 d,随时间的延长,发现用聚乙烯保鲜膜处理和冻融改性纳米SiO_(2)-POHS复合膜处理可显著减缓牛肉pH值、菌落总数、挥发性盐基氮(total volatile base nitrogen,TVB-N)值、硫代巴比妥酸反应物(thiobarbituric acid reactive substances,TBARS)值的上升(P<0.05),相同时间下,相较于聚乙烯保鲜膜组,冻融改性纳米SiO_(2)-POHS复合膜组的pH值、TVB-N值、TBARS值都最低且感官评分始终优于聚乙烯保鲜膜组。说明冻融改性纳米SiO_(2)-POHS复合膜处理能有效延长牛肉保质期。

V型纳米淀粉的制备及其应用研究进展

介绍了V型纳米淀粉的制备方法、形成机理,阐述了V型纳米淀粉在造纸、食品、医药等领域的应用,为进一步研究新型复合纳米淀粉颗粒进行了展望。

酶解联合动态高压微射流制备淀粉/百里酚纳米乳液及其结构与性质分析

本文以蜡质玉米淀粉、百里酚为原料,利用酶解联合动态高压微射流技术制备淀粉/百里酚纳米乳液(S-TNE)。通过调整百里酚的添加顺序SDTM(淀粉-动态高压微射流-百里酚-磁力搅拌)、STMD(淀粉+百里酚-磁力搅拌-动态高压微射流)和STDM(淀粉+百里酚-动态高压微射流-磁力搅拌)探讨不同制备方式对S-T-NE多维度结构与性质的影响。结果表明,STMD方式制备的S-T-NE颗粒未发生明显的聚集,百里酚均匀地吸附在纳米淀粉颗粒上,且储存稳定性最好;纳米淀粉对百里酚还具有最高的负载率(78.30%±1.73%)、载药量(223.71±3.02μg/mg);此外,该方式制备的S-T-NE能有效抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的生长,抑菌圈直径分别为16.15±0.19 mm和13.98±0.26 mm,同时具有最佳的铁还原能力(1.36±0.04 mmol Trolox/L)和DPPH、ABTS+自由基清除能力(0.11±0.00、0.43±0.00 mmol Trolox/L)。以上结果可进一步为淀粉基纳米乳液负载活性物质的开发和应用中提供技术参考。

淀粉基递送体系在食品中的应用及其超声辅助制备的研究进展

食品功能因子是通过激活酶的活性或其他途径调节人体机能的物质,是功能食品中真正起生理作用的成分。但大多功能因子存在溶解性不好、稳定性差和生物利用度低的问题,而建立稳态化靶向递送体系能够改善功能因子的稳定性和利用率。淀粉作为天然的可再生高分子原料,具有良好的生物相容性,能够作为载体递送多种食品功能因子。文章综述了淀粉基递送体系的原理及应用,介绍了超声波技术在淀粉基递送体系制备中的应用,旨在为食品功能因子稳态化靶向递送与超声产业化应用提供参考。

树莓状聚合物纳微米封堵剂的制备及性能评价

为解决硬脆性泥页岩地层井壁失稳问题,国内外通过乳液聚合方法研发了纳微米封堵剂,但在应用过程中存在纳微米尺寸不易保持、钻井液易起泡等问题。为此,以苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯作为聚合反应单体,二乙烯基苯作为聚合反应内交联剂,以淀粉纳米粒子为乳液稳定剂,通过Pickering乳液聚合法制备了一种用于水基钻井液的树莓状纳微米封堵剂(即表面吸附淀粉纳米粒子的交联P(St-co-MMA)微球)。对树莓状纳微米封堵剂的粒子直径、形貌及结构特点进行了表征分析,并对其性能进行了室内评价试验,结果发现,树莓状纳微米封堵剂能显著降低聚合物氯化钾钻井液的API滤失量和渗透封堵仪(PPA)滤失量,可有效封堵地层纳微米级孔隙,解决了钻井液的起泡问题,且对钻井液流变性能影响较小,能够满足页岩油气钻井井壁稳定的需求。

纳米淀粉的研究及其在食品工业中的应用

纳米淀粉具有来源丰富、安全无毒、可再生、可生物降解、生物相容性好等优良性质,同时具有纳米粒子的小尺寸效应、量子尺寸效应、表面与界面效应和宏观量子隧道效应等纳米特性,在食品工业中应用广泛。文章主要介绍了纳米淀粉的制备方法、性质及改性方法,阐述了纳米淀粉在食品领域的应用,并对其发展方向进行展望。

纺织浆料的开发与环境保护

探讨了浆料的发展与环保的关系 ,认为 :经纱上浆是纺织加工过程中的一个重要工序 ,浆料是经纱上浆的关键 ,浆料的选择不但对上浆工艺有很大影响 ,而且与环境的发展和保护关系密切 ;提出了对今后浆料开发。

纳米TiO_2/玉米淀粉复合涂膜对圣女果保鲜效果的研究

通过高效分散剂和超声波分散技术,将纳米TiO2均匀分散在玉米淀粉涂膜液中,对圣女果进行涂膜处理,探讨其对贮藏过程中果实失重率、可溶性固形物含量、硬度、腐烂率、VC含量及总酸含量变化的影响,以研究纳米TiO2/玉米淀粉复合涂膜液对圣女果涂膜保鲜的效果。结果表明:随着复合涂膜液中纳米TiO2用量的增加,圣女果的失重率、可溶性固形物含量和腐烂率是先减小后增大,而硬度、VC含量和总酸含量则呈现先增大后减小的变化规律。纳米TiO2用量为0.025%(m/m,以玉米淀粉的质量为基准)时的保鲜效果最好,涂膜后的圣女果在室温(25℃)贮藏11d,其失重率、可溶性固形物含量、腐烂率分别比对照组降低了28.6%、12.7%、78.8%,硬度、VC含量、总酸含量分别是对照组的1.33、1.12、1.34倍。说明纳米TiO2在水果涂膜保鲜方面具有一定的应用前景。

挤压法制备玉米纳米淀粉及其表征

纳米淀粉具有粒径小、比表面积大,纳米小尺寸效应、纳米增强等特点,采用六节筒体的双螺杆挤压机制备玉米纳米淀粉,并对其进行表征。研究结果表明:当挤压机2~6区的腔体温度分别固定为80,100,110,115,120℃,甘油用量为20%,乙二醛用量为2.0%,螺杆转速为160r/min时,所制得纳米淀粉的D50粒径最小,为225.8nm;纳米淀粉结构完整、表面光滑,乙二醛与淀粉羟基反应生成了缩醛类化合物,红外谱图出现新的吸收峰;其热重分析曲线与原淀粉相似,热稳定性无明显变化;纳米淀粉的X射线衍射(XRD)峰型减弱,结晶区破坏明显;纳米淀粉糊液属假塑性流体,具有剪切稀化性质,随着纳米淀粉粒径的减小,糊液透光率逐渐增大。玉米纳米淀粉的独特纳米特性有望在食品加工、保鲜和食品包装等领域广泛应用。

基于废弃包装纸的纳米纤维素制备及其对淀粉胶黏剂性能的影响

目的探索纸包装废弃物的高附加值利用途径。方法以废瓦楞纸箱、办公废纸和废包装纸板作为原料,采用硫酸法降解制备纳米纤维素;利用所制备的纳米纤维素作为添加剂,加入过氧化氢氧化淀粉胶黏剂中,研究了不同原料、不同添加量的纳米纤维素对淀粉胶黏剂性能的影响。结果纳米纤维素的添加改良了氧化淀粉胶黏剂,当纳米纤维素的添加量为1%时,可以使氧化淀粉胶黏剂获得最优良的性能,此时黏度、干燥速度以及粘接强度均达到最大值,黏度为0.217 Pa·s,4 h时的失水率为43.43%,最大粘接强度为1.243 MPa,3种性能分别提升了5.8%,6.78%,17.26%。结论得到了不同原料制备的纳米纤维素对氧化淀粉胶黏剂性能的影响结果,为废弃纸包装的循环再利用找到了一种方法。

大米纳米淀粉的超声法制备及载药性研究

用超声波联合微乳液法制备大米纳米淀粉,并对大米纳米淀粉的载药性进行研究。考察了药物初始浓度、载药时间、载药温度对大米纳米淀粉载药量的影响,并研究了大米纳米淀粉对药物的缓释作用。结果表明,阿霉素初始浓度为3.0 mmol/L、吸附时间30 min、吸附温度37℃时,大米纳米淀粉对阿霉素的吸附量最大,达85 mg/g。阿霉素原料2 h药物释放率为99.6%,而纳米淀粉在透析8 h后,药物释放率仅为73.9%。由此可知,由超声法制备的大米纳米淀粉作为药物载体具有较好的载药性并对药物有较好的缓释作用。

纳米SiO_2对淀粉浆膜耐磨损性能的影响

利用纳米SiO2粒子改善淀粉浆料,通过试验分析纳米SiO2提高淀粉浆料浆膜耐磨损性能的原理。将处理后的纳米SiO2粒子添加到淀粉浆料中制备成膜,并用耐磨试验机测试了纳米SiO2粒子含量对浆膜耐磨性能的影响。同时,通过AFM、SEM、视频变焦显微镜对浆膜表观形貌结构和磨损机制进行了表征。结果表明,添加适量纳米SiO2的混合浆料的浆膜比纯淀粉浆料的浆膜具有更好的耐磨损性,而且当纳米SiO2含量为3%时,混合浆料浆膜的耐磨性能最好。

玉米纳米淀粉/纤维素纳米晶复合膜制备工艺优化

以玉米纳米淀粉为基质,甘油为增塑剂、纤维素纳米晶(CNC)为增强剂采用流延成膜法制备玉米纳米淀粉/CNC复合膜,成膜基质和干燥温度对纳米淀粉成膜影响较大,聚氯乙烯基质板对纳米淀粉成膜较好,干燥温度25℃,成膜平整光滑;单因素探讨了玉米纳米淀粉、甘油和CNC含量对纳米淀粉/CNC复合膜强度性能的影响,在该基础上进行三因素三水平正交试验,正交优化研究表明,对玉米纳米淀粉/CNC复合膜的抗张强度影响为:CNC>甘油>玉米纳米淀粉,正交试验优化结果为CNC 2%,甘油8%,玉米纳米淀粉10%,制备的玉米纳米淀粉/CNC复合膜抗张强度达20.18 MPa;FTIR分析表明玉米纳米淀粉、甘油、CNC混合均匀,形成了均一稳定的纳米淀粉/CNC复合膜。该玉米纳米淀粉/CNC复合膜在食品药品可食性包装领域具有较好的应用前景。

新型淀粉基全生物降解薄膜的研究

以玉米淀粉为主要原料,研究了纳米SiO2改性淀粉薄膜的最佳分散处理工艺,并通过红外光谱、X-射线衍射和扫描电镜对该膜的结构进行了分析。结果表明:纳米SiO2的最佳分散工艺为2%纳米SiO2(占淀粉和聚乙烯醇干重)分散液中加入1.5%聚丙烯酰胺(PA)(指占纳米SiO2干重),先用机械力研磨分散1h,然后置入淀粉-聚乙烯醇(ST-PVA)共混液中;所制备的薄膜的各项性能均得到大幅度提高,其中拉伸强度可达34.82MPa,断裂伸长率为331%,达到国标GB4456-84所规定的标准;纳米SiO2在淀粉和聚乙烯醇分子间形成了均一致密的交联网状结构。该研究结果为纳米SiO2改性玉米淀粉制备一次性全生物降解薄膜,消除“白色污染”提供了一定的理论依据和实际应用参考。

蒙脱土/淀粉基纳米复合材料研究

合成了多羟基小分子胺盐改性蒙脱土 ,并同淀粉进行复合。X射线衍射结果表明 ,多羟基小分子胺盐与蒙脱土层间Na+ 发生了离子交换反应 ,并进入层间 ,淀粉与有机蒙脱土共混后几乎未能进入土层。采用少量聚乙烯醇(PVA)对有机蒙脱土进行预插层 ,然后再与淀粉进行共混 ,当m (PVA) /m (淀粉 ) =1/9,m (有机蒙脱土 ) /m(PVA +淀粉 ) =4%时 ,制成的复合材料没有衍射峰出现 ,说明其可能是一种剥离型的纳米复合材料。

纳米羧甲基淀粉在微涂纸中的应用

采用双螺杆挤压技术制备了纳米羧甲基淀粉(NCMS),并研究其作为涂布胶黏剂用于微量涂布纸的性能,结果表明:颗粒达纳米级,且颗粒平面较平整;NCMS和氧化淀粉均为负电性,且NCMS的负电荷密度较低;NCMS具有优良的成膜性,且膜强度高,拉伸强度4.67 MPa,断裂伸长率为26.9%。NCMS取代氧化淀粉制备轻涂纸涂料,能显著提高涂料的保水性能,当NCMS用量14%时,涂料的保水值为43.6 g/m^2,涂布纸的印刷表面强度为0.89 m/s,纸页的纵向抗张指数为47.8(N·m)/g,横向抗张指数为21.7(N·m)/g,油墨吸收性为36.8%,印刷光泽度61%。与20%普通氧化淀粉相比,保水性能提高25.3%,涂料的黏度下降12.4%,制得的涂布纸的印刷表面强度、抗张强度均有不同程度提高。

氧化淀粉均相还原制备纳米金及用于催化丙烯环氧化反应

以过氧化氢氧化淀粉制备水溶性羧基淀粉(OST),通过红外光谱、滴定法、粘度和水溶性测试表征OST结构与性能。选择溶解性最高、羧基含量42.1%OST(OST42.1)用于还原氯金酸获得纳米金颗粒,通过溶胶负载制备纳米金催化剂。利用紫外-可见光谱、透射电镜、X衍射和低温N_2物理吸附表征所制备的催化剂的微观结构与性能。结果表明,随着OST42.1浓度由5g/L上升40g/L时,纳米金颗粒直径呈先降低而上升的趋势,在20g/L时还原所得纳米金颗粒负载量和颗粒平均直径分别为0.5%和1.8nm,比表面积和容积率分别为353.01m^2/g和0.293cm^3/g。以20g/L的OST42.1制备的催化剂,用于催化丙烯环氧化反应,转化率、氢气效率和丙烯环氧化选择性分别达到18.5%,31.1%和68%。其原因在于OST42.1在水中具有溶解度高和粘度低等优点,以均相还原氯金酸能增加纳米金颗粒负载量及降低直径,提高丙烯气相环氧化效率。研究表明,高水溶性的羧基淀粉能有效还原氯金酸,获得高催化活性的纳米金颗粒,在丙烯气相环氧化领域中具有广泛的应用。

聚己内酯/酯化淀粉/纳米碳酸钙复合材料的制备及性能

以玉米淀粉(ST)和马来酸酐为原料,采用干法改性方法制备了酯化淀粉(EST),将EST与聚己内酯(PCL)、纳米碳酸钙通过密炼机混炼制备可降解PCL/EST/纳米碳酸钙复合材料。利用红外光谱仪、扫描电子显微镜、广角X射线衍射仪和热重-差示扫描量热同步热分析仪研究了PCL/EST/纳米碳酸钙复合材料的微观形态、力学性能、结晶以及热性能。结果表明,随着纳米碳酸钙含量的增加,PCL/EST/纳米碳酸钙复合材料的拉伸强度先升高后降低,当纳米碳酸钙含量为6份(质量份数,下同)时材料的拉伸强度和断裂伸长率达到最大值,与未添加纳米碳酸钙的复合材料相比分别提高了49.8%和34.8%;与PCL/ST/纳米碳酸钙复合材料相比,PCL/EST/纳米碳酸钙复合材料中淀粉颗粒尺寸减小,复合材料的熔点和结晶度有所提高,拉伸强度和熔体流动速率增加,热分解温度下降。