摘要：氧化淀粉凝胶材料因其具有亲水性和电荷性、易反应与组装等优势,成为近年来食品及生物医药等领域研究和应用的热点材料,但其作为热挤压3D打印凝胶材料时却存在打印成型性较差及凝胶强度较低等缺陷。本研究提出利用壳聚糖与氧化淀粉分子间的非共价及化学交联作用对其进行调控,探究不同壳聚糖添加量对氧化淀粉凝胶材料的流变性能、打印成型性和凝胶强度的影响。结果表明:壳聚糖与氧化淀粉糊特性依然呈现典型的剪切稀化特征,随着壳聚糖添加量增加(0.5%~2%),氧化淀粉-壳聚糖凝胶体系中存在氢键及静电吸引等非共价相互作用导致黏度增大,触变性先提升后下降,流动应力(τ_(f))先减小后增大、屈服应力(τ_(y))先增大后减小。相比于氧化淀粉凝胶,氧化淀粉-壳聚糖凝胶均具有良好的打印成型性,尤其是当壳聚糖添加量为1%时,复合凝胶触变性最好,流动应力(τ_(f))最小、屈服应力(τ_(y))最大,因此打印成型性与打印精度最佳。此外,由于壳聚糖与氧化淀粉的非共价相互作用以及希夫碱化学交联作用,使得氧化淀粉凝胶网络结构更加致密,稳定性提升,凝胶强度显著增大,且随壳聚糖添加量增加变化趋势愈加明显。本研究结果可为氧化淀粉凝胶材料的性能改善及适合热挤压3D打印加工需求的氧化淀粉-壳聚糖凝胶材料设计与应用提供理论依据和技术支撑。

摘要：采用酯化淀粉以邻苯二甲酸二乙酯(DEP)为增塑剂,经流延法制备了酯化淀粉薄膜。通过扫描电子显微(SEM)、傅立叶变换红外光谱分析仪(FT-IR)、小角/广角X射线散射(SAXS/WAXS)等现代分析技术对酯化淀粉薄膜的结构及增塑剂DEP与淀粉分子间的相互作用变化进行了系统分析。结果表明,随着增塑剂DEP含量的增加,增塑剂DEP分子减弱了淀粉分子内/间相互作用力,且导致了无定形区域中淀粉分子形成部分排列更规整的微晶结构,促使淀粉分子形成有序微区,但有序微区结构尺寸Rg在37nm^38 nm之间变化不大。通过调节酯化淀粉薄膜中增塑剂DEP含量,可控制增塑剂分子与淀粉分子间的相互作用、淀粉分子链段在薄膜中微区的有序排列程度及其规整程度,为设计抑制增塑剂迁移的酯化淀粉薄膜材料提供了基础数据。

摘要：食品3D打印是一种具有重要应用前景的新型食品加工技术,也是食品科学领域的研究热点。文中在通过控制淀粉糊化获得不同糊化度淀粉凝胶材料的基础上,利用现代结构分析技术探究了控制糊化体系中大米、小麦和马铃薯淀粉材料多尺度结构的演变行为,以及结构演变对3D打印成型性的影响。结果表明:随着糊化度从30%升高到70%,淀粉颗粒的层状结构逐渐破坏,纳米聚集体排列紧密度显著下降,相对结晶度不断降低,双螺旋和单螺旋结构的含量显著减少,无定形结构的比例显著增加;同时,随着淀粉糊化度的升高,3D打印的出丝线宽呈现先减小后增大的趋势,而打印层数呈现先增大后减小的趋势;当大米、小麦和马铃薯淀粉材料的糊化度分别为50%、40%和30%时,能获得理想的打印成型性。文中结果为淀粉类凝胶材料、淀粉类食品的精准设计与品质调控提供了数据基础。

摘要：基于健康食品加工制造过程中淀粉、蛋白质和油脂等重要组分微观结构、宏观特性与加工因素之间所蕴含的学术关系,凝练出涉及组分相态、聚集态、分子链结构等微观结构因素变化与宏观性质关联的4个关键基础科学问题;在对该前沿领域国内外研究进展综合阐述的基础上,指出了未来研究的主攻方向;这些基础科学问题的解决将为实现健康食品功能化理性设计与制造提供重要的理论支撑.

摘要：采用响应面法对N掺杂改性光催化材料N-P25进行优化,提高其在可见光下的光催化活性。以亚甲基蓝作为目标降解物,对煅烧温度、煅烧时间、掺杂量3个因素进行单因素实验。根据单因素实验结果设计中心组合实验,采用响应面分析法确定最优条件。结果表明:煅烧温度为423℃,煅烧时间为2.6h,掺杂量为31%(与P25的质量比)时,NP25可见光催化活性最高,对亚甲基蓝的降解率达到62.21%,与预期值62.94%基本符合。

摘要：该研究以提高板栗淀粉提取率为设计目标,筛选了三种提取方法并对提取参数进行响应面优化获得最佳提取工艺,进一步利用该工艺对不同品种板栗淀粉进行提取并对其性质进行了比较分析研究。结果表明,酶法(碱性蛋白酶)较表面活性剂法和碱法两种提取方法能更高效地提取板栗淀粉,且最佳提取工艺条件分别为酶解时间100 min,酶用量0.22%,酶解温度43℃,获得的最佳理论提取率和实际提取率分别为96.73%和96.61%,且淀粉纯度可高达99.28%。对三个品种板栗淀粉的性质进行比较结果表明,东岳早丰的溶解度(2.13%)最大,膨胀度(11.52%)最小而大峰的溶解度(0.67%)最小但是膨胀度(13.44%)最大。在相同的冻融次数下,大峰的冻融稳定性(67.33%)最差,而油榛和东岳早丰的稳定性一致(64.52%和64.23%)且较好。东岳早丰、大峰和油榛三种板栗淀粉的抗消化淀粉(RS)分别为60.88%、74.44%和60.70%,其中大峰抗消化淀粉含量最高。该研究可为板栗淀粉的高值化应用提供基础数据和理论依据。

摘要：本文采用酯化淀粉以三乙酸甘油酯为增塑剂,经流延法制备了酯化淀粉薄膜,并利用傅里叶红外光谱衰减全反射技术(ATR-FTIR)和热重分析仪(TGA)分析了淀粉基膜材与不同食品模拟体系接触后其表层增塑剂和整体增塑剂的变化情况。结果表明,基于与淀粉基膜材、增塑剂之间的亲和性差异,食品模拟体系对淀粉基膜材产生不同的溶胀作用,导致不同程度的增塑剂迁移;与淀粉基膜材亲和性越高的食品模拟体系,对淀粉基膜材表层和内部的溶胀更迅速,并可溶解更多的增塑剂分子,从而导致淀粉基膜材中更大程度的增塑剂迁移;表层增塑剂和整体增塑剂的迁移情况差异表明,溶剂溶胀和增塑剂迁移由膜材表层向内部发生。基于以上结果可推断,在实际应用过程中,选择合适的应用领域、设计调整材料结构可主动抑制增塑剂迁移,实现这类新型包装材料的安全使用。

摘要：植物基营养健康食品已成为未来食品产业的发展方向以及国民健康饮食的重要需求。要研发植物基营养健康食品,就必须掌握加工过程中该类食品软物质的跨尺度结构变化规律及其对功能和特性的影响。本文在阐明营养健康食品跨尺度结构特征的基础上,分析植物基营养健康食品的创制途径与质构特性的调控机制。针对挤出加工技术的原理与应用,阐述挤出加工对淀粉与植物蛋白复合物跨尺度结构演变和质构特性影响的研究进展,指出相关研究领域应重点关注的基础科学问题,并对未来发展进行展望,以期为提升植物基营养健康食品品质,全面推进该产业的发展提供参考。