淀粉膜孔隙度的控制研究

来源 :大连工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:helen_shen
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论文以玉米淀粉为原料,在增塑剂和交联剂的作用下,通过添加制孔剂CaC03,制备出具有一定的孔隙结构和机械强度的淀粉膜。旨在作为食品新鲜度指示标签用基材。首先,对玉米淀粉进行了原料分析,发现玉米淀粉中直链淀粉含量为24.04%,其余为支链淀粉,说明淀粉原料中支链淀粉较高。通过差示扫描量热(DSC)分析可知,加入增塑剂甘油之后,能够降低淀粉的玻璃化转变温度;从X射线衍射(XRD)分析可以看到,甘油可破坏淀粉的结晶结构和氢键,从DCS和XRD可以得出,甘油能使淀粉更好地塑化成膜。通过条件实验得知淀粉含量在5.5 g(甘油35%w/w淀粉、戊二醛30%W/w淀粉)时,制备的淀粉膜抗张强度为501.8 N/m,机械性能最好;水蒸气透过系数较低为2.71 × 10-9 g.s-1.m-1.Pa-1,说明膜对水的敏感性较低,淀粉膜的表面接触角最大为92.3°,淀粉膜的疏水性也最好。其次,通过添加硬脂酸改变淀粉膜的疏水性。从红外谱图分析可知,硬脂酸与淀粉共同成膜时,硬脂酸在淀粉膜中与淀粉形成了复合物,而非共混物;从X射线衍射分析可知,硬脂酸与淀粉形成了 V-型晶体结构。经过条件实验得知当硬脂酸含量在0.04 g时,复合膜的各种性能整体最好,而且由于硬脂酸的存在,会在淀粉膜表面形成高疏水的油膜,淀粉膜的疏水性能得到了较大的提升。然后,探讨了膜的成孔性能。在已得到的最佳成膜条件下,淀粉含量为5.5 g,硬脂酸含量为0.04 g,取CaCO3 0.1 g/100 ml分散液40 ml,保持整个溶液量100 ml的条件下,制备的CaCO3/淀粉膜和CaC03/淀粉/硬脂酸复合膜都有良好的成膜性,CaC03/淀粉膜经1 mol/L盐酸处理25 s,CaC03/淀粉/硬脂酸复合膜经1 mol/L盐酸处理30 s后,两种膜的抗张强度分别为365.7 N/m和380.21 N/m,接触角分别为89.18°和88.43’。既保持了膜的机械强度,又降低了亲水性。在此条件下,经计算得出两种膜的孔隙率分别为16.45%与10.56%。从对两种膜不同处理时间上孔隙率变化来看,可以得出通过调节盐酸的处理时间做到淀粉膜孔隙的可控。从对两种膜的比较可知,硬脂酸的加入,膜呈现一定的疏水状态,这也会造成膜的孔隙率的下降。最后,处理后的CaC03/淀粉膜与CaC03/淀粉/硬脂酸复合膜的比表面积增加值分别为 82.9078 m2/g 和 53.8056 m2/g;孔容增加值分别为 0.095841 cm2/g 和 0.053396 cm2/g;孔径增加值分别为1.7403 nm和0.9749 nm,CaC03/淀粉膜的三种参数增加值均比CaC03/淀粉/硬脂酸复合膜的增加值大,从这点上说明未加硬脂酸的淀粉膜成孔效果佳。但是处理后CaCO3/淀粉膜的抗张强度为287.9 N/m~389 N/m,整体较CaC03/淀粉/硬脂酸复合膜的抗张强度361.3 N/m~402.4 N/m差,所以如何做到淀粉膜有良好的机械性能的前提下,又能够提高孔隙率,还有待进一步完善。
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