普鲁兰酶改性淀粉膜的制备及增强剂、阻隔剂对膜性能影响的研究

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近年来,淀粉膜的开发与应用正成为当今科学的研究热点。国内对普鲁兰酶改性淀粉膜的研究只是在酶解条件等简单的膜制备工艺上,对如何进一步增强膜的机械性能的研究较少,对如何改善酶改性淀粉膜的阻水性的研究还是空白。本试验以玉米淀粉为主要成膜材料,甘油为增塑剂,研究了普鲁兰酶用量和作用温度对直链淀粉含量及淀粉膜性能的影响;增强剂(海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、明胶及三种物质1:1(w:w)混合)对酶改性淀粉膜性能影响;脂肪酸和表面活性剂(硬脂酸、月桂酸分别与烷基糖苷、单甘酯1:1(w:w)混合)对酶改性淀粉膜的性能(主要是阻水性能)的影响。主要研究结果如下:1.酶的作用温度为50℃,酶的用量为0.4u·g-1淀粉时,膜的性能最好。与原淀粉膜相比,普鲁兰酶改性淀粉膜的表面更平滑,膜的热稳定性增大,抗拉强度、水蒸汽透过系数和透光率分别增加了74.76%、16%和35%,断裂伸长率降低了65.6%。淀粉经普鲁兰酶改性后,直链淀粉含量增加,当直链淀粉的含量小于36.6%时,膜的抗拉强度与直链淀粉含量存在一定的线性关系(R2=0.791)。2.添加羧甲基纤维素钠、海藻酸钠、明胶及三种物质1:1(w:w)混合后,膜的机械性能均得到一定程度的改善,透光率下降,膜的水蒸气透过系数变化不大,热封性能变差,膜表面稍有凹凸不平。综合所有膜的性能得出,甲基纤维素钠和海藻酸钠1:1(w:w)混合添加量为10%的膜性能较好,在此条件下,膜的抗拉强度为8.28MPa,断裂伸长率为46.54%,水蒸气透过系数为2.56×10-12g·cm·cm-2·s-1·Pa-1,透光率为84.4%。3.添加脂肪酸和表面活性剂后,膜的性能均表现为:抗拉强度降低;断裂伸长率增大;阻水性及阻光性能增强;膜的晶体类型由B型晶体结构变为V型晶体结构。其中,添加硬脂酸和单甘酯的膜的性能较好,在此条件下,膜的抗拉强度为3.67MPa,断裂伸长率为59.69%,水蒸气透过系数为1.30×10-12g·cm·cm-2·s-1·Pa-1,透光率为10.43%。
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