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1、粮食与饲料工业2004,No.325多孔淀粉概述姚卫蓉,姚惠源(江南大学食品学院,江苏无锡214036)摘要:介绍了一种新型有机吸附剂———多孔淀粉的概念、研究历史、形成方式、特性、酶解影响因素以及国内外的研究状况。关键词:多孔淀粉;概念;酶解中图分类号:TS231文献标识码:A文章编号:1003-6202(2004)03-0025-03BriefingofPorousStarchABSTRACT:Porousstarchasanewadsorptivematerialisintroduced,includingitsdefinition,research
2、history,productionmethodsandthefactorsaffectingitsproductionbyenzymehydrolysis,anditsinternationalresearchsituationinparticular.KEYWORDS:porousstarch;definition;enzymehydrolysis国内外研究者将用物理、机械以及生物方法使淀粉颗粒没有人花精力研究、考察水解残余物。[5]由表面至内部形成孔洞的淀粉定义为多孔淀粉,日本研究者20世纪80~90年代,巴西学者研究用生淀粉酶水解又称这类淀粉为“有
3、孔淀粉”,美国学者称“porousstarch”或生玉米淀粉生产葡萄糖时,发现残余物为多孔状结构,同时“microporousstarch”。这类多孔状淀粉都具有如下特征:比表研究了水解条件以及原料粒度对水解速度的影响。面积大大高于原淀粉,并且具有较强的吸附各种物质的能日本大阪市立大学的的研究者较全面地考察了不同来[1]力。直到1998年,日本长谷川信弘先生对由酶水解方法源的α-淀粉酶和糖化酶水解多种生淀粉的情况,发现并不是得到的有孔淀粉作了一个描述:所有的水解产物都是多孔状的,有的能形成多孔,有的只在对生淀粉具有水解活力的酶在低于淀粉糊化温度下降颗粒表面
4、形成鳞片状,也有的颗粒表面只是变得较为粗糙而解各种淀粉得到的水解产物称为有孔淀粉。已。这是最早研究有关多孔淀粉形成条件的报导。[6]1985年,日本学者报导分离得到黑曲霉生淀粉酶,该酶具有较强的生玉米淀粉水解力,水解残留物呈多孔结构。1993年,日本人研究发现糖化酶和α-淀粉酶能使生米淀粉表面形成孔。[7]1995年国内的研究者在研究用生淀粉发酵生产酒精时,发现水解残余物是多孔状的。以上都是在用生淀粉发酵生产酒精或葡萄糖等的研究中发现了有多孔淀粉的存在,但仅仅局限于报道这类现象,一直没有专门对多孔淀粉做一详细的研究。直到1996年美图1中呈现的就是这类淀粉
5、,从中文词义上理解,“多孔国普渡大学的RLWhistler教授[8]用生淀粉酶水解玉米淀粉淀粉”比“有孔淀粉”更能确切地描述此类淀粉的特征,因而得到了多孔淀粉,首次发表了有关多孔淀粉吸附性能和应用本文作者采用了“多孔淀粉”这一概念。方面的初步研究。[1]1998年日本的长谷川信弘首次提出了较为明确的多1多孔淀粉研究历史孔淀粉的定义。全面介绍了以玉米淀粉为原料,用曲霉糖化多孔淀粉并不是一个全新的物质,而是一种在自然界中酶水解制备多孔淀粉,测定了多孔淀粉的吸附性能、吸附量、一直存在着的物质,只不过一直以来没有将它作为一种专门堆积密度、比表面积等性能参数,同时介
6、绍了两个应用实例,的物质进行研究或讨论。即先用多孔淀粉吸附DHA、森林匙羹藤酸后再进行微胶早在19世纪60年代,有研究者观察到动物(兔子、老鼠)囊化。在喂食含生淀粉的食物后,其粪便中有未被完全消化的淀粉同年Whistler教授等将多孔淀粉表面改性,如酯化、醚粒,有的呈多孔状,有的表面坑坑洼洼,有的表面呈鳞片状。化、交联,改性后的淀粉颗粒能作为吸附功能性物质的载体,这些未被完全消化的淀粉颗粒其实就是多孔淀粉。通过压榨、化学降解淀粉基质即可释放被吸附的物质。吸附1973年日本学者发现大麦发芽2d后,随着α-淀粉酶的的物质如下:色拉油、香味、昆虫驱虫剂、杀虫剂、
7、除莠草剂、作用,大颗粒淀粉表面出现不规则分布的圆形小孔,腐蚀作香水、增湿剂、肥皂、蜡、洗涤剂、维生素、治病药物等等。用一层一层从外向内扩散,使淀粉变为多孔状结构。因此,目前多孔淀粉的研究主要集中在日本、美国两个20世纪70~80年代,日本人在研究用未蒸煮淀粉发酵国家的两个研究单位,主要研究人员分别是日本的长谷川信[2][3][4]生产酒精时,谷口肇、东原昌孝、上田诚之助等人均发弘先生以及美国的Whistler教授。涉及的研究内容为多孔淀现水解残余物为带孔的淀粉,但是当时人们的注意力一直集粉的形成、应用以及改性等,其中日本的报导中关于多孔淀中在如何尽可能地用
8、生淀粉发酵生产酒精,降低能源消耗,粉应用研究的较多。收稿日期:20