可德胶膜的制备及其力学性能和热形态分析【文献综述】

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1、毕业论文文献综述高分子材料与工程可德胶膜的制备及其力学性能和热形态分析1.可德胶（Curdlan）研究的历史概况1964年，日本的原田笃也(TokuyaHarada)教授从土壤中分离了得到了粪产碱菌变种10C3（Alcaligenesfaecalisvar.myxogenes10C3），这种微生物能在10%的乙二醇为碳源的培养基中生成一种粘性物，里面含有琥珀酸。1966年，原田教授在制备琥珀酰聚糖的过程中，发现在培养基中添加的葡萄糖完全被消耗，并且生成大量白色沉淀。他们认为是有机体发生了变异而产生了这种不溶解的物质，通过进一步研究，分离出了所谓变异物种，发

2、现它含有一种仅仅由1,3-β-D-葡聚糖苷键组成的聚合物，当其水悬浮液加热会形成一种弹性凝胶。根据其高温凝固（Curdle）的特性，将其命名为Curdlan（可德胶）。这也是世界上首次发现的唯一完全由1,3-β-D-葡聚糖苷键组成，并能在加热情况下形成凝胶的多糖大分子。1968年起，日本武田(Takeda)化学股份有限公司（大阪，日本）开始与原田教授合作开展可德胶在食品工业上的应用研究工作。接下来的几年时间里，分别就可德胶本身是否致癌，有无动物体突变反应等问题进行了安全性测试，证实了可德胶为安全无毒性的物质。在Takeda公司的要求下，美国的IRDC（国际

3、研发协作组织）也对可德胶进行了进一步的安全测试，发现它与其它微生物多糖类似，安全无毒，并且具有提高人体免疫力，抗肿瘤的生物活性。美国FDA（食品药物管理局）已经推荐将其应用于食品行业，成为继黄原胶、结冷胶之后，第三个可直接作为食品添加剂用于食品配料中的多糖。1989年可德胶在日本投入商业生产。1996年美国食品与药物管理局（FDA）批准并允许其作为一种直接的添加剂用于食品行业，这为可德胶的进一步推广应用提供了更为广阔的空间。我国卫生部也于2006年正式批准可德胶为食品添加剂新品种。2.可德胶的凝胶形成可德胶在不同的温度时可以形成性质不同的凝胶：低度凝胶和高

4、度凝胶。把可德胶的水分散液加热到约55～65℃后再降温至约40℃以下，形成热可逆性的低度凝胶，其强度较低。当这种低度凝胶再被加热到约60℃时，能恢复到原有的分散液状态。低度凝胶被搅拌而粉碎后，仍能通过加热再形成低度凝胶和高度凝胶；把可德胶的水分散液加热到约80℃3以上时，形成结构坚实并具有高弹性的的高度凝胶。高度凝胶是热不可逆的，不会随加热温度的升高而恢复液态，一旦被粉碎就不能再恢复到原状。可德胶在食品加工行业的应用主要是基于其第二种凝胶的特性。可德胶在多价阳离子（如Ca、Mg）的存在下，在碱性溶液中也可以形成凝胶；当用酸或二氧化碳中和可德胶碱溶液，或用蒸

5、馏水对其碱溶液透析时，也可以形成凝胶。这两种非加热凝胶都具有可逆性。3.可德胶的凝胶特点可德胶的浓度对凝胶强度有一定影响。随着可德胶浓度的增加其凝胶强度升高，从大约3％浓度时开始凝胶强度急剧上升，高于同浓度下琼脂的强度，其凝胶性质介于琼脂的脆性和明胶的延展性之间。酸碱度对凝胶强度有一定的影响。可德胶在3～9.5的很宽pH范围内加热都能形成高固定胶。形成的凝胶在pH=3处强度最大。随着pH继续增加，凝胶强度几乎不变。当pH高于10时凝胶强度有所下降，pH超过12后其水悬浮液就不再形成凝胶。温度对凝胶强度有一定的影响。可德胶的胶体强度随着加热温度的上升而显著增

6、强。120℃下获得的凝胶，强度是60℃时的3～5倍。可德胶高度凝胶的强度随着加热时间的增加而增大，低度凝胶的强度则与加热时间无关。这一结果说明两种凝胶形成的机理是不同的。此外，加热速率的大小，也会影响到可德胶水溶液的凝胶强度各种无机盐类对可德胶凝胶强度几乎无影响，但硼酸盐可使凝胶强度明显上升。T.Funami等研究了无机盐条件下凝胶多糖在水中的凝胶特性，指出盐离子的存在会减弱凝胶多糖吸水溶胀及形成可逆胶或不可逆胶的进程。并解释盐的加入阻止和破坏了凝胶多糖分子的水合作用和氢键，导致分子移动受阻，后果是破坏了形成凝胶的疏水作用。4.在食品上的应用发展可德胶现已

7、经被广泛应用于食品工业各个领域。如作为稳定剂、凝固剂、增稠剂、持水剂、粘合剂、成膜剂等用于肉类食品、面类食品、水产食品、烘烤食品、冷冻食品、油炸食品、低热能食品（减肥食品）等的制作中。5.在医学方面的应用发展由于可德胶独特的大分子结构及其特殊的三股螺旋高级立体分子构造，具有抗肿瘤、抗细菌、抗病毒及提高机体的免疫力的生理功能。Kudoh等研究发现，可德胶可以影响脂类的代谢、盲肠内的微生物发酵及粪便内胆汁酸的排泄，从而降低血脂及体内胆固醇含量，同时对于结肠癌也有很好的预防效果。研究表明，可德胶的硫酸酯，具有高度的抗AIDS病毒活性和很小的副作用，在3.3ug/

8、m3l浓度下就能完全抑制AIDS病毒的感染。美国目前已完成一期和二