小麦淀粉和其交联制备可降解膜探究进展

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1、小麦淀粉和其交联制备可降解膜探究进展摘要：小麦淀粉具有独特的性质，但我国小麦淀粉改性及应用研究不多。白色污染的加剧，掀起了人们对环境友好型可降解膜的研究。寻求丰富的、可再生的、可降解的、易制膜的原料是制备可降解膜的关键。对小麦淀粉的生产工艺、交联变性反应以及可降解膜的制备进行了综述，对其研究与应用进行了展望。关键词：小麦淀粉；交联；可降解膜中图分类号：TS236.9文献标识号：A文章编号：1001-4942(2013)11-0137-05随着白色污染问题日益严重，制备可食性降解膜成为研究热点。目前可食性降解膜按原料主要分为四类

2、：多糖类膜、蛋白质膜、类脂类膜、复合型膜。可食性降解膜在果品、肉制品保鲜上有广阔前景，经过涂膜保鲜的产品相对未处理的保质期延长。因淀粉原料广泛且廉价,目前多以淀粉为原料制备可降解膜，其中马铃薯淀粉和玉米淀粉用的较多。但淀粉的分支及多轻基结构使其吸水性与拉伸性能不尽人意，这就需要对淀粉改性。交联淀粉即变性淀粉的一种，具有优良的性质。我国是小麦种植面积最大、总产量最高的国家。小麦是我国除稻米之外的主要粮食作物，作为口粮，极少用来生产淀粉。但随着人们生活水平的提高以及小麦产量的提高，小麦淀粉的利用逐渐进入人们的视野。小麦淀粉自身的结

3、构与品质特异性，也为小麦交联变性淀粉的生产以及利用其制备淀粉膜提供了可能。1小麦淀粉的理化特性及生产工艺1.1小麦淀粉的结构1.2小麦淀粉的特性1.3小麦淀粉的生产工艺小麦面粉加工一般通过干磨法将小麦鉄皮与胚芽和胚乳分开，然后将胚乳磨成面粉。小麦淀粉主要通过大规模湿法工艺生产，质量比较好的小麦面粉是最适原料，其蛋白含量较高，大于11%,鉄皮含量较低，淀粉损失少，并且不含有a-淀粉酶。20世纪70年代中期以前，小麦淀粉的生产工艺主要有两种：一种叫Martin工艺，通过水洗硬面团来分离淀粉和谷阮粉；另一种叫Batter工艺，通过水

4、洗低浓度面粉糊来分离淀粉和谷麻粉。水力旋流器的开发，使得淀粉与蛋白质的分离不必再用离心浓缩器，降低了投资与运作成本。20世纪80年代早期，主要采用旋流器工艺，与传统的MartinT艺相比，该工艺可以灵活加工不同品种的小麦，并且具有低水耗、谷航粉收率高、低能耗等优点。其工艺流程见图1。图1旋流器工艺流程图当前小麦淀粉生产的新技术是高压碎解［1］和三相卧螺离心工艺。首先用一个连续混合器将1份小麦面粉与0.85〜0.95份水在35£下混合成均匀的面糊，然后运送到一个高压泵，迫使面糊通过均质机高压阀。高剪切力使淀粉团粒从水合胚乳团粒中

5、释放出来。该工艺可以大大降低水消图2高压碎解和三相卧螺离心工艺流程耗，且提高A型淀粉的产率。其工艺流程见图2。2小麦交联淀粉的生产小麦在我国主要作为粮食作物，因此，国内有关小麦变性淀粉的报道较少。但在欧洲和澳大利亚，小麦是主要的谷类作物，其化学变性已经应用多年［10］,被用来生产氧化、酯化、糊精化的团粒或预糊化产品；另外，交联、氧化等变性小麦淀粉的糊化和凝胶特性、用核磁共振光谱（NMR）分析小麦变性淀粉的替代基团的研究也有报道。这些变性淀粉多被应用于色拉酱、焙烤的馅饼、灌装食品中［11］。交联淀粉是由淀粉的醇密基与具有二元或多

6、元官能团的化学试剂反应形成二瞇键或二酯键，从而使两个或两个以上的淀粉分子连接在一起，呈多维空间网状结构的物质。淀粉交联后分子量明显增加，耐酸、耐热及抗剪切性增强。目前用来确定变性淀粉结构及变性基团数量和类型的方法主要有核磁共振光谱（NMR）、气相色谱-质谱（GC-MS）、拉曼光谱、扫描电子显微镜（SEM）、酶和滴定、差式扫描量热技术（DSC）、红外光谱、X射线显微分析等。小麦淀粉交联常用的交联剂有磷酰氯（P0C13）、三偏（聚）磷酸钠、六偏磷酸钠、乙二酸醋酸肝、环氧氯丙烷（即表氯醇，自1978年，美国玉米湿磨行业已禁止在食用淀

7、粉生产中使用）、甲醛等，其反应级数表现为磷酰氯〉三偏磷酸钠〉三聚磷酸钠。在pH值11及含有2%（淀粉基）氯化钠或硫酸盐的水溶液中，大团粒小麦淀粉可与0.016%〜0.168%（淀粉基）的磷酰氯反应生成磷酰氯交联淀粉［12］o一些国家对交联剂的种类与用量有限制，例如美国食品药品管理局（FDA）明确要求食用淀粉中磷酰氯（以淀粉重量计）不超过0.1%,三偏磷酸钠不超过1%或者乙二酸醋酸酉干不超过0.12%［15］。軽丙基小麦淀粉的溶胀度随着軽丙基摩尔取代度的增加而增加，但该现象在交联淀粉中并不存在［13］,说明交联限制了团粒溶胀，因

8、而交联剂有时候也成为抑制剂。淀粉酯在生物降解方面也具有应用价值［14］,尤其是高取代度（DS）的醋酸酯淀粉具有热塑性、疏水性以及与其他添加剂的相容性，但取代度＞2.4的醋酸酯淀粉不容易被生物降解。另外，有机酸中的多竣基与淀粉中的多軽基反应从理论上也可行，但目前还未见有机酸直接