淀粉的酶处理技术及其发泡的研究

发布时间：2017-08-28 14:27

  本文关键词：淀粉的酶处理技术及其发泡的研究

  更多相关文章： 淀粉 α-淀粉酶 水解时间 增塑剂 发泡

【摘要】：淀粉类发泡制品具有良好的可降解性,但是目前大部分的淀粉类发泡复合材料普遍存在耐水性差、发泡倍率低及泡孔分布不均匀等问题。本课题以玉米淀粉为原料,通过aa-淀粉酶对玉米淀粉进行改性,使淀粉分子量的改变,淀粉的流动性能发生变化,再辅以塑化剂、发泡剂等加工助剂,采用烘焙发泡、挤出发泡及模压发泡三种发泡工艺制备全淀粉发泡材料,从而改善淀粉的发泡性能及泡孔均匀度。采用紫外分光光度计测定淀粉的水解程度,并采用乌氏粘度计对不同水解时间的改性淀粉的粘均分子量进行表征。通过熔体流动速率仪(MFR)、红外光谱分析(FTIR)、热重分析(TG)及扫描电子显微镜(SEM)等各种性能测试手段,研究了不同a-淀粉酶的水解时间对改性淀粉的加工流动性、耐热性及拉伸性能的影响,确定了a-淀粉酶处理淀粉的最适水解时间。研究结果表明：随着体系反应温度(T)、pH及a-淀粉酶用量的增大,吸光值逐渐增加,当水解温度(T)为55℃、pH=5.5及酶的用量为0.6%时,aa-淀粉酶的反应活性最大,为最佳的水解条件。随着水解时间的的增加,水解程度增大,体系的熔体流动速率及拉伸强度逐渐增加,断裂仲长率逐渐减小。当水解时间为30 min时,体系综合性能最佳。采用甘油、甲酰胺及甲酰胺／尿素三种增塑剂分别对改性淀粉增塑,与原淀粉相比,改性淀粉的流动性、拉伸性能都有所改善,且随着增塑剂用量的增加,改性淀粉剪切粘度逐渐降低；以甘油和甲酰胺为增塑剂时,改性淀粉材料的熔体流动速率随着含量的增加而增大,复合增塑剂甲酰胺／尿素呈现相反的趋势；改性淀粉材料的拉伸强度随着增塑剂用量的增加而降低,断裂伸长率呈上升趋势；三种增塑剂相比较,甲酰胺／尿素混合增塑后的改性淀粉适合用于制备发泡。采用烘焙发泡、挤出发泡及模压发泡三种发泡工艺对改性淀粉进行发泡,发泡剂碳酸氢钠(NaHCO3)为20phr：烘焙发泡的工艺条件为：T=100℃,t=60 min;挤出发泡的工艺条件为：T=140℃,螺杆转速为30 r／min；模压发泡的工艺条件为：T=170℃,t=7s,改性淀粉的发泡倍率为最大值,其中烘焙发泡的综合发泡性能最佳。
【关键词】：淀粉 α-淀粉酶 水解时间 增塑剂 发泡
【学位授予单位】：天津科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O636.12
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 1 前言8-21
• 1.1 淀粉的概述8-12
• 1.1.1 淀粉的结构8-10
• 1.1.2 淀粉的性质10
• 1.1.3 淀粉的改性10-12
• 1.2 淀粉酶的概述12-14
• 1.2.1 α-淀粉酶12-13
• 1.2.2 β-淀粉酶13
• 1.2.3 葡萄糖淀粉酶13
• 1.2.4 淀粉分子量的表征13-14
• 1.3 淀粉增塑研究14-16
• 1.3.1 淀粉物理增塑机理15
• 1.3.2 淀粉化学增塑机理15
• 1.3.3 淀粉热塑化变性机理15-16
• 1.3.4 淀粉增塑剂的选择16
• 1.4 淀粉的发泡研究16-19
• 1.4.1 淀粉泡沫塑料的研究状况17-18
• 1.4.2 淀粉的发泡成型方法18-19
• 1.5 本论文的研究目的及意义19-20
• 1.6 本论文研究的主要内容20-21
• 2 材料与方法21-28
• 2.1 实验原料21
• 2.2 实验仪器与设备21-22
• 2.3 实验方法22-26
• 2.3.1 酶法改性淀粉工艺的研究22-24
• 2.3.2 改性淀粉增塑的研究24-25
• 2.3.3 改性淀粉的发泡25-26
• 2.4 性能测试26-28
• 2.4.1 改性淀粉分子量的表征26
• 2.4.2 还原糖含量的测定26
• 2.4.3 熔体流动速率的测定26-27
• 2.4.4 拉伸性能的测定27
• 2.4.5 流变性能的测定27
• 2.4.6 TGA测定27
• 2.4.7 FTIR测定27
• 2.4.8 形态结构分析27
• 2.4.9 发泡倍率的测定27-28
• 3 结果与讨论28-53
• 3.1 α-淀粉酶水解工艺的研究28-37
• 3.1.1 DNS曲线的绘制28
• 3.1.2 反应体系的温度对α-淀粉酶水解淀粉的影响28-29
• 3.1.3 反应体系的pH值对α-淀粉酶水解淀粉的影响29-30
• 3.1.4 α-淀粉酶用量对水解淀粉的影响30
• 3.1.5 α-淀粉酶水解时间对改性淀粉性能的影响30-37
• 3.2 改性淀粉的增塑的研究37-47
• 3.2.1 增塑剂甘油对改性淀粉性能的影响37-40
• 3.2.2 增塑剂甲酰胺对改性淀粉性能的影响40-42
• 3.2.3 复合增塑剂甲酰胺/尿素对改性淀粉性能的影响42-44
• 3.2.4 增塑后改性淀粉与原淀粉的比较44-46
• 3.2.5 原淀粉与改性淀粉增塑剂复合体系的结构分析46-47
• 3.3 改性淀粉的发泡47-53
• 3.3.1 发泡剂的用量对改性淀粉发泡的影响47
• 3.3.2 烘焙发泡工艺条件对改性淀粉发泡的影响47-48
• 3.3.3 挤出发泡工艺条件对改性淀粉发泡的影响48-50
• 3.3.4 模压发泡工艺条件对改性淀粉发泡的影响50-51
• 3.3.5 改性淀粉不同发泡工艺的泡孔结构51-53
• 4 结论53-54
• 5 展望54-55
• 6 参考文献55-61
• 7 攻读硕士学位期间发表论文情况61-62
• 8 致谢62

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本文编号：748091