State of Knowledge on Starch as an Alternative Solution to Petrochemical Resources—A Review

The use of plastics from petrochemical resources poses environmental impacts, and one of the alternative solutions is the use of starch. The objective of this present work has been to present the literature on starch, and to highlight the debate in the development of composite films. The approach adopted was to present the state of the art on starch and thermoplastic starch matrix composites. The work shows that starch is available worldwide and can be used in the manufacture of biodegradable plastics;the debate remains on the reinforcement of thermoplastic starch to improve its physical and mechanical properties poor;then researchers must diversify the reinforcements to see the impact on the properties of thermoplastic starch.

科教融汇及思政育人新路径——食品包装技术课程创新实验设计

在前期研究基础上,为食品包装技术实验课开设了明胶-淀粉复合膜制备和性能评估实验,引入绿色包装材料最新科研成果,紧贴社会热点环境保护,结合食品专业多学科知识,涵盖产品研发全过程,全方位渗透思想政治教育。实验包括学生自行筛选复合膜配方、进行质量评估和数据分析、撰写论文模式实验报告。3年的教学实践表明,该课程设计创新性强、综合性高、学生认可度高且教学成果丰富,能极大激发学生实验兴趣和培养正确思想价值。

淀粉醛强化大豆分离蛋白/槲皮素复合膜制备及性能研究

目的探究淀粉醛(dialdehyde starch,DAS)对大豆分离蛋白(soy protein isolate,SPI)/槲皮素(quercetin,QR)复合膜特性的影响。方法以青稞淀粉为原料,通过高碘酸钠氧化制备了DAS,以SPI为基质,以DAS和QR为添加物,以拉伸强度、水分阻隔性能、抗氧化性能为指标进行单因素试验,通过响应面优化试验筛选出DAS强化的SPI/QR复合膜最佳制备条件后,对复合膜的微观结构进行表征,并对其物理学性能进行测试。结果DAS强化的SPI/QR复合膜最佳制备条件为每100 mL蒸馏水中添加SPI 6.00 g、pH为8、DAS 5%、QR 4%、DES 25%(DAS、QR、DES以SPI质量计)。在此条件下,薄膜的拉伸强度为(7.37±0.39)MPa、水蒸气透过系数为(3.54±0.29)×10^(-11)g/(m·s·Pa)、抗氧化活性为(70.88±0.40)%。结构表征结果表明,DAS的添加使得该复合膜分子间形成了共价亚胺键,表面结构及横断面结构更加致密。此外,该复合膜具有较好的热稳定性、紫外阻隔性、疏水性。结论DAS处理改善了SPI/DAS/QR复合膜的内部结构,提高了复合膜的拉伸、耐水、抗氧化性能、热稳定、紫外阻隔、疏水性能。本研究可为基于SPI可生物降解薄膜的开发及应用提供参考。

淀粉-多酚复合膜的研究进展:从功能特性到食品包装应用

塑料包装污染是全球性的环境问题,因此开发生物可降解材料已成为食品包装领域的研究热点。淀粉是自然界中常见的多糖,具有价格低廉、安全无毒和易加工等优势,在环境友好型的食品包装材料开发中表现出较大潜力。然而,纯淀粉膜的阻隔性能较差、功能特性单一,无法满足人们对食品贮存期和新鲜程度逐步升高的要求。多酚是具有多种保健作用的天然抗氧化剂,因此可将不同类型的多酚引入到淀粉基薄膜中制成具有多种功能特性的淀粉-多酚复合膜。本文以挤出成型、静电纺丝和溶剂浇铸3种制备方法为主,综述淀粉-多酚复合膜的制备流程、影响因素和方法的优缺点,阐释淀粉与多酚的相互作用,分析添加多酚对淀粉基复合膜物化性能的影响以及在食品包装领域的应用,并对未来淀粉-多酚复合膜的发展与挑战进行展望。

基于甜菜红素的pH指示膜性能研究

以甜菜红素为指示剂,木薯淀粉、花生壳纤维素为成膜基材,采用流延法制备pH指示膜,对指示膜进行性能表征,并分析不同甜菜红色素含量对指示膜热稳定性、机械性能、光学性能、含水量、水溶性以及pH敏感性的影响。通过红外光谱及扫描电镜分析发现甜菜红素与成膜基质相容性良好,各基团交联稳定。结果表明,40%(质量分数)的甜菜红素提高了指示膜的热稳定性能、紫外光阻隔性、断裂伸长率和水润胀率(33.54%至45.94%),降低了指示膜的含水率(15.33%至13.00%)和拉伸强度(7.69 MPa至2.22 MPa),熔点从105℃升至125℃。指示膜表现出良好的pH敏感性,在酸性环境下呈暗红色,中性时呈酒红色,碱性时呈黄色/紫色,色差均大于5,肉眼可视。表明甜菜红素pH指示膜具有广阔的开发前景。

玉米淀粉/TiO_(2)纳米复合薄膜制备与性能

以玉米淀粉为基质,结合纳米TiO_(2),通过超声分散采用流延法制备了可生物降解的淀粉/TiO_(2)纳米复合薄膜,研究了纳米TiO_(2)对薄膜拉伸性能、阻隔性能及抗菌活性的影响,采用扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱仪(FTIR)和X射线衍射仪(XRD)对复合膜的微观形貌和结构进行了表征。结果表明,淀粉/TiO_(2)纳米复合膜中TiO_(2)与淀粉分子间存在缔合作用,含适量TiO_(2)的复合膜组分之间有良好的相容性,与淀粉膜相比,纳米复合膜的拉伸性能和水蒸气阻隔性能得到有效改善,含0.8%TiO_(2)(质量分数,下同)的纳米复合膜拉伸强度为7.54 MPa,比淀粉膜提高了53.9%,水蒸气透过系数为5.50×10^(-5) g/(mm·d),较淀粉膜降低了23.5%,该复合膜同时表现出较好的紫外线隔离性能及抗菌活性。

纳米SiO_(2)-马铃薯氧化羟丙基淀粉复合膜的制备及性能表征

以新型材料马铃薯氧化羟丙基淀粉(potato oxidizes hydroxypropyl starch,POHS)为基材,纳米SiO_(2)为增强剂,制备一种综合性能良好的纳米SiO_(2)-POHS复合膜。研究纳米SiO_(2)添加量、乳酸钙的添加量、糊化温度、糊化时间对POHS膜机械性能的影响,并结合响应面设计试验,探讨各因素之间的交互作用,得出复合膜制备的最佳工艺配方。通过傅里叶红外光谱分析、扫描电镜、X-射线衍射分析对膜结构进行表征,并测定其不透明度,水蒸气透过率,透油系数等物理指标。结果表明,当纳米SiO_(2)添加量为15%(质量分数),糊化温度85℃,乳酸钙添加量为3%(质量分数),糊化时间70 min时,复合膜的拉伸强度为14.72 MPa。所制得的复合膜厚度降低了15.79%,不透明度增加了83.54%,水蒸气透过系数降低了37.91%,透油系数降低了38.04%。综上,纳米SiO_(2)的加入能够有效提高膜的综合性能。

柠檬酸对淀粉/聚乙烯醇复合膜性能的影响

为减轻环境的压力,提高食品及其包装的安全性,选取环保且可生物降解的淀粉(ST)和聚乙烯醇(PVA)作为成膜基材、柠檬酸(CA)为交联剂,采用流延法制备柠檬酸含量不同的各组ST/PVA复合膜,对其拉伸性能、XRD、FTIR及TG等进行测试及表征,分析了柠檬酸对ST/PVA复合膜性能的影响。结果表明,当柠檬酸的含量为0.5%时,复合膜的拉伸强度最佳,可达到10.81 MPa;当柠檬酸的含量为1.5%时,柠檬酸的热稳定性最佳,T_(onset)和T_(max)均达到最大值;添加CA后,XRD衍射峰的强度得到提高,并且,在FTIR图谱中出现了归属于羰基的峰。因此,柠檬酸的羧基和ST或ST/PVA体系中的羟基发生了交联反应,改善了ST/PVA复合膜力学性能和热稳定性。

负载桑葚花青素的葛根淀粉/壳聚糖复合膜的制备与表征

目的研究桑葚花青素(Mulberry Anthocyanins,MA)添加量对葛根淀粉/壳聚糖复合膜理化性质及功能活性的影响。方法以葛根淀粉和壳聚糖为成膜基材,MA为指示剂,采用流延法制备一种新型可食pH指示膜,测定葛根淀粉/壳聚糖复合膜的物理性能、抗氧化性、pH指示等性质,并将指示膜用于猪肉保鲜及新鲜度检测研究。结果通过对添加不同MA含量的复合膜进行性能测试,发现MA和葛根淀粉之间氢键的形成,极大地改善了复合膜的拉伸强度。MA的加入使得成膜厚度、不透明度、拉伸强度(Tensile Strength,TS)、水蒸气透过率(Water Vapor Permeability,WVP)显著提高,断裂伸长率(Elongation At Break,EAB)显著降低。此外,MA增强了复合膜的抗氧化性和pH敏感性,MA-4的DPPH自由基清除率达到最大值85.24%。将复合膜应用于猪肉新鲜度检测,与对照组相比,负载MA的复合膜可抑制猪肉pH值和TVB-N值,并产生肉眼可辨的颜色变化,其中MA-3的颜色变化最为敏感。结论加入一定量MA的复合膜能够改善其拉伸强度、不透明度、pH敏感性和抗氧化活性,可以用于实时监测猪肉新鲜度并延迟猪肉腐败,为智能食品包装材料的进一步研究提供依据。

百里香精油/磷酸化淀粉晶/明胶复合膜的制备及性能研究

以明胶为原料,通过添加磷酸化淀粉晶改善明胶膜的机械性能和表面疏水性能,研究不同质量分数(4%,6%,8%,相对于干基总质量)的百里香精油对明胶/磷酸化淀粉晶的结构和功能特性的影响。傅里叶变换红外光谱表明,明胶/磷酸化淀粉晶/百里香精油组分之间发生了氢键相互作用。扫描电镜表明,添加百里香精油后,复合膜表面变得较为粗糙。接触角结果显示,添加精油的复合膜表面疏水性随着精油添加量的增大而降低。相比于明胶和明胶/磷酸化淀粉晶的薄膜,添加质量分数为4%的百里香精油,复合膜兼具良好的疏水性、抗菌和抗氧化活性,随着其质量分数增加到8%时,复合膜呈现出优异的体外抗氧化和抗菌活性,同时具有较强的紫外屏蔽性能。动力学迁移实验表明,添加精油的复合膜均可在水体环境中形成长效控释。因此,可根据食品原料属性的差异性,通过调控百里香精油的含量,为开发多功能食品保鲜膜奠定理论基础。

淀粉微细化制备工艺及其在XNBRL中的应用

首先探究了不同制备工艺对淀粉颗粒微细化程度的影响,确定了淀粉分散体的最优制备工艺,并通过浸渍成型工艺制得淀粉/羧基丁腈胶乳复合材料胶膜,采用万能电子拉力机、激光粒度仪、扫描电子显微镜等对胶膜的结构和性能进行研究,考察了淀粉在高性能羧基丁腈胶乳制品中的应用。结果表明,糊化结合超声分散对淀粉颗粒的微细化处理效果优于球磨机研磨工艺。随着淀粉用量的增加,淀粉/羧基丁腈胶乳(XNBRL)复合材料胶膜的拉伸强度逐渐下降,但热氧降解性能改善。添加2份聚乙二醇600做界面改性剂,淀粉/XNBEL复合材料胶膜的拉伸强度、拉断伸长率均优于纯XNBRL胶膜。

茜素-马铃薯淀粉复合膜的制备及其氨响应行为研究

目的探究茜素的加入对马铃薯淀粉基复合膜理化性质的影响,并评估其氨响应行为。方法以马铃薯淀粉为成膜基质,通过流延法制备淀粉基生物薄膜,并在其内部嵌入天然色素—茜素,制备茜素-马铃薯淀粉复合膜,通过紫外可见吸收光谱、傅里叶红外光谱等对复合膜的结构进行表征。结果实验表明,添加3 mg/mL的茜素对复合膜的厚度、含水量、水接触角、化学和晶体结构均无明显影响,但显著改善了复合膜的光阻隔性能、拉伸强度、断裂伸长率和热稳定性。在实验室12 W LED T8节能灯正常发光条件下,复合膜对2500 mg/L的氨水表现出肉眼可见的由黄色到紫色的颜色转变,且茜素-马铃薯淀粉复合膜的氨响应行为在循环利用4次后并未表现出衰减。结论茜素可有效改善马铃薯淀粉基复合膜的理化性能,并使复合膜表现出良好的氨响应行为,有潜力应用于高蛋白食品新鲜度的日光下可视化检测。

淀粉/壳聚糖复合膜的制备、性能及抗菌改性研究

以淀粉为原料,采用壳聚糖(CTS)和经十二烷基苯磺酸钠(SDS)表面改性的纳米二氧化钛(M-Nano-TiO_(2))为填充相,以共混法制备了不同比例的淀粉/壳聚糖复合膜(淀粉/CTS)及M Nano-TiO_(2)填充的淀粉/壳聚糖三组分复合膜(淀粉/CTS/M-Nano-TiO_(2)).利用红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对复合膜的微观结构及性能进行表征分析,测试薄膜的力学性能和透光性能.结果表明:淀粉糊化液和壳聚糖溶液体积比为4∶3,纯固体分质量比为1∶1时薄膜抗拉强度最高,为28.62 MPa,断裂伸长率达3.2%,透光率随CTS含量的增加而提高,两类复合膜各组分均相容良好,结晶性能相较单一淀粉膜有所下降,微观表面平整光滑.加入了M-Nano-TiO_(2)的复合膜有较好的抗菌性能,对大肠杆菌和金色葡萄球菌的抑菌率分别提高了7.9%和5.9%.

改性方式及马来酸酐添加量对淀粉/聚羟基脂肪酸酯复合膜性能的影响

以羟丙基交联木薯淀粉、聚羟基脂肪酸酯(polyhydroxyalkanoate,PHA)为成膜基材,马来酸酐(maleic anhydride,MAH)为增容剂,采用挤压吹塑法制备淀粉/PHA复合膜。马来酸酐通过两种不同方式加入淀粉/PHA体系中,即淀粉、PHA与MAH直接共混挤出(直接添加处理)和PHA先与MAH干法改性,再与淀粉共混挤出(干法改性处理),且MAH的添加量分别为1%、3%和5%。研究改性方式及MAH添加量对膜性能的影响。结果表明:PHA质量分数为12%时,由直接添加处理1%MAH所成膜具有较高的抗拉强度和透光率,较好的阻水性、热稳定性和相容性,且具有较为平滑均匀的微观结构;由干法改性处理5%MAH所成膜的断裂伸长率较高,膜表面较为平整光滑。PHA质量分数为24%时,由直接添加处理3%MAH所成膜具有较高的抗拉强度,较好的阻水性、热稳定性,且微观结构较为平滑均匀;由干法改性处理3%MAH所成膜具有较好的机械性能;由干法改性处理5%MAH所成膜具有较高的透光率。傅里叶变换红外光谱表明MAH的添加能够增强各分子间的相互作用。综合膜的各项性能得出,当PHA质量分数为12%时,由直接添加处理1%MAH所成膜具有较优的性能;当PHA为24%时,由直接添加处理3%MAH所成膜的性能较优。

可食性淀粉/壳聚糖复合膜的制备与性能研究

目的利用壳聚糖对淀粉改性制备可食性复合膜,研究复合膜的结构与性能。方法通过溶液共混法将壳聚糖的乙酸溶液与淀粉糊化液均匀混合,然后流延成膜,分析壳聚糖、甘油、Na Cl含量对复合膜的力学性能、水蒸气透过率的影响,通过X-射线衍射、扫描电镜和热重分析对复合膜的结构和性能进行表征分析。结果复合膜中淀粉与壳聚糖两组分具有良好的相容性;甘油和Na Cl的添加有利于促进淀粉的塑化,改善复合膜的柔性,同时影响其力学强度和水蒸气透过率。结论当淀粉与壳聚糖质量比为5∶3、甘油质量分数为25%、Na Cl质量分数为5%时,所制备的膜具有优异的综合性能。

柠檬酸对挤压吹塑淀粉/聚乙烯醇复合膜性能的影响

为了提高淀粉基复合膜的阻水性和疏水性,选取羟丙基二淀粉磷酸酯与聚乙烯醇(PVA)为成膜基材,添加柠檬酸为交联剂,采用挤压吹塑法制备了淀粉/PVA复合膜,并对其流变性能、阻水性能、疏水性能和交联程度等进行表征。结果表明,随着柠檬酸添加量的增加,高聚物流体的表观黏度升高,淀粉/PVA复合膜的交联和酯化程度随之增加,淀粉膜的抗拉强度和拉伸模量呈降低趋势,而断裂伸长率先升高后降低;添加2%的柠檬酸,淀粉/PVA复合膜的阻水性最佳,疏水性最强,具有最小的溶胀度、最大的凝胶质量和最高的交联密度。

大豆复合蛋白膜的性能研究

以大豆分离蛋白(SPI)为基料,分别加入可溶性淀粉和麦芽糊精 2种多糖来制备可食性复合包装膜。比较加入不同比例的复合膜的各种性能,包括机械强度,屏蔽水蒸气的能力,以及白度和透光率, 从中找出综合性能最优异的复合膜。

木薯淀粉对改善可食性羧甲基纤维素膜性能的研究

文中对木薯淀粉改善可食性羧甲基纤维素膜的性能进行研究。结果表明:随着木薯淀粉添加量的增多,羧甲基纤维素膜的抗拉强度和水溶性逐渐减小,而断裂伸长率和透明度逐渐增大,透油率变化不大。当木薯淀粉的添加质量在0%-15%内,随着木薯淀粉添加量的增大,膜的水蒸气迁移率逐渐减小,当添加量超过15%时,膜的水蒸气迁移率逐渐增大。综合膜的各项性能得出,木薯淀粉的添加量不宜超过15%。

可降解壳聚糖淀粉抗菌复合膜对红提葡萄保鲜效果的研究

目的研究可降解壳聚糖淀粉抗菌复合膜对红提葡萄的保鲜效果。方法设置可降解壳聚糖淀粉抗菌复合膜组、可降解壳聚糖淀粉复合膜组、市售PE保鲜膜组和空白组4个组进行红提葡萄保鲜效果研究。果蔬保鲜效果用失重率、好果率、呼吸强度、可溶性固形物和总酸等指标评定,其中失重率、好果率、呼吸强度和总酸采用常规方法测定;可溶性固形物的测定应用手持折光仪。结果红提葡萄贮藏60 d((3±1)℃)后,空白组的失重率超过30%,好果率仅为18%;市售PE保鲜膜组的好果率为20%;可降解壳聚糖淀粉复合膜组的失重率达到23%,好果率约为40%;可降解壳聚糖淀粉抗菌复合膜组的失重率仅为18%,好果率可达到60%以上。结论可降解壳聚糖淀粉抗菌复合膜具有良好的保水、抗菌功效,可应用于葡萄保鲜。