改性綠豆淀粉與殼聚糖復合膜的特性研究

張一　楊柳　陳宇飛

摘 要 通過對改性綠豆淀粉、綠豆淀粉、玉米淀粉復合膜的透明度、抗性強度、水溶性、防水性等測定得出，復合膜中殼聚糖的作用明顯，綠豆改性淀粉的各項指標均高于綠豆淀粉和玉米淀粉，為改性淀粉復合膜的應用提供了理論參考。

關鍵詞 改性淀粉；殼聚糖；復合膜

中圖分類號：TS231 文獻標志碼：A 文章編號：1673-890X（2015）09-127-02

淀粉是由葡萄糖聚合而成，含直鏈和支鏈的高分子多糖，廣泛存在于自然界。因直鏈淀粉的聚合度高，成膜后具有強度高、柔韌性好等優點[1]，近年來在食品包裝領域有很廣泛的應用。目前，利用玉米淀粉制備包裝膜的應用較多，但其淀粉成膜后較脆，抗性強度較低，防水性較差[2]。國內對改性淀粉研究較多，谷長生[3]于2007年以玉米淀粉為原料，采用中溫α-淀粉酶水解制取改性玉米淀粉；馬曉東[4]于2008年分析了馬鈴薯變性淀粉的特性及在食品中的應用情況。本文以綠豆為原料，利用現代食品加工技術，探索一種改變淀粉的結構及其理化性質，由此可改善淀粉成膜后性能，進而改善淀粉的成膜的效果。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

殼聚糖購于吉林省新通州醫療器械有限公司；玉米淀粉、綠豆淀粉購于歐亞超市；冰醋酸為國產分析純。

1.2 儀器與設備

干燥箱、電熱恒溫水浴鍋、分光光度計、電子天平、真空泵、干燥器等。

1.3 實驗方法

1.3.1 溶液制備

殼聚糖溶液的制備：取1.5 mg的殼聚糖溶解于100 mL冰醋酸中，在46 ℃水浴鍋中充分攪拌溶解，待殼聚糖完全溶解后，過濾制成1.5%的殼聚糖溶液。淀粉溶液的制備：分別稱取玉米淀粉、綠豆淀粉、改性綠豆淀粉4 mg，溶于1%的冰醋酸制成4%的淀粉溶液，之后在83 ℃左右進行糊化。復合膜的制備：將殼聚糖與3種淀粉溶液按相應比例充分混合，制成殼聚糖-淀粉復合膜制備液。真空抽氣后平鋪于玻璃板上，在60 ℃干燥箱內進行干燥澄復合膜，備用。

1.3.2 復合膜性能指標的測定

采用殼聚糖分別與玉米淀粉、綠豆淀粉、改性綠豆淀粉按照8∶2、7∶3、6∶4、5∶5的比例混合，制成膜后進行檢測。復合膜透明度的測定：采用分光光度計在480 nm下以比色皿為參照物，測定膜的透光率，以透光率標識膜的透光度。復合膜抗性強度的測定：根據GB1040-79，測定膜的抗張強度。復合膜水溶性的測定：根據干重法測定復合膜的水溶性。復合膜防水性的測定：根據GB1037-70擬杯子法進行測定。

2 結果與分析

2.1 復合膜透明度的測定結果

實驗結果可知，3種淀粉與殼聚糖相混合，隨著殼聚糖含量的增加，透明度增強，但是透明度變化不明顯，因為殼聚糖本身比淀粉溶液的透光度好的緣故。綠豆淀粉與玉米淀粉的透光率相當，而改性淀粉的透光率明顯好于玉米淀粉和綠豆淀粉，可能是因為淀粉經過改性后，空間結構的改變，增加了透光性。

2.2 復合膜抗性強度的測定結果

實驗結果可知，隨著殼聚糖含量的增加，抗張強度明顯上升。這與殼聚糖的結構、分子排列有關，因為殼聚糖分子間交聯緊密，制成復合膜時分子鏈間的作用力增強，增大了膜的強度。從曲線上看，綠豆淀粉和玉米淀粉抗張能力相近，比例為7∶3時，抗張強度都為41.1左右。隨殼聚糖含量的增加，玉米淀粉抗張能力上升明顯，而綠豆淀粉的曲線相對舒緩，說明綠豆淀粉受殼聚糖行的不大。兩張淀粉抗張能力都低于改性淀粉，說明淀粉改性后與殼聚糖成膜，極大地增強了膜分子鏈之間的作用力，抗張能力增強。

2.3 復合膜水溶性的測定結果

實驗結果可知，隨著殼聚糖含量的降低，復合膜水溶性增強明顯，尤其是當配比在6∶4以下時，曲線急劇上升。說明復合膜水溶性與淀粉含量相關，因為淀粉是親水性極強的物質，而淀粉膜是水溶性的，因此，淀粉含量越高，水溶性越大。殼聚糖同為高親水性物質，但是該種高分子材料成膜后吸水會使膜溶脹，卻不容易溶解。改性淀粉吸水性比玉米淀粉和綠豆淀粉水溶性低，說明淀粉改性后吸水能力降低，殼聚糖含量越少，水溶性越低，強度明顯增強。

2.4 復合膜防水性的測定結果

實驗結果可知，隨著殼聚糖配比含量的降低，透濕系數也呈明顯下降趨勢。說明淀粉對透濕系數影響沒有殼聚糖大，因為殼聚糖是親水性強的材料，本身容易吸水。因此，對膜的防水性能影響較大。從曲線可以看出改性淀粉的透濕系數明顯低于玉米淀粉和綠豆淀粉，說明淀粉經過改性后，透濕系數降低，防水性增強。殼聚糖與綠豆淀粉配比達到5∶5時，透濕系數降為1.85，防水性能最佳。

3 結論

本項目通過研究玉米淀粉、綠豆淀粉、改性綠豆淀粉分別與殼聚糖按照不同配比制備復合膜，進行透明度、抗性強度、水溶性、防水性等測定得出，隨著殼聚糖含量的增加，透明度、抗性強度、防水性逐漸增強，水溶性降低。即8∶2的配比效果最佳。在各項指標檢測中，殼聚糖的作用強于淀粉。對玉米淀粉、綠豆淀粉、改性綠豆淀粉來說，玉米淀粉和綠豆淀粉差別不大，改性綠豆淀粉各項指標明顯好于玉米淀粉和綠豆淀粉。

參考文獻

[1]岳曉華.可食性殼聚糖-淀粉復合膜的研究 [J].食品科學，2004（12）：7-10.

[2]胡新宇，李新華.可食性淀粉膜制備材料與工藝的研究 [J].沈陽農業大學學報，2000，31（3）：267-271.

[3]賀利民，仇厚援.可食用性膜（涂層）研究進展[J].食品與發酵工業，1994（4）：4-6.

[4]岳曉華，沈月新.可食性殼聚糖膜性能的研究[J].食品科學，2002（8）：23-26.

（責任編輯：劉昀）