茶多酚对可食性马铃薯淀粉/海藻酸钠复合膜性能影响及表征

为探究茶多酚(TP)对淀粉基复合可食膜功能化改性效果,本试验以马铃薯淀粉和海藻酸钠(7∶3,m∶m)为成膜基质,甘油为增塑剂,TP为功能活性物质,通过溶液共混法制备马铃薯淀粉/海藻酸钠/茶多酚复合膜,考察不同质量分数TP对复合膜的物理性能、力学性能、阻湿性能、抗菌和抗氧化性等的影响。结果表明,当TP质量分数为5%时,复合膜的综合性能较好,且各项指标均显著高于空白对照组(P<0.05),此时抗张强度为20.78 MPa,断裂伸长率为24.33%,水蒸气透过系数为2.33×10^-12 g·cm^-1·s^-1·Pa^-1,同时厚度为117.67μm,总酚含量为7.95 mg GAE·g^-1,DPPH自由基清除率为84.47%,对金黄色葡萄球菌抑菌圈面积为502.15 mm²。本研究结果为TP在基于淀粉等可食性膜的功能化及其在食品包装方面的应用提供了一定的理论指导和数据参考。     

辉光放电低温等离子体改性大豆分离蛋白可食膜工艺优化

为制备具有良好性能的可食膜,该文采用大豆分离蛋白(soy protein isolate,SPI)为成膜基材,利用辉光放电等离子体作用对可食膜进行改性,并研究等离子体处理时间、丙三醇质量浓度、pH值对可食膜水蒸气透过系数(water vapor permeability,WVP)、氧气透过率(oxygen permeability,OP)抗拉强度(tensile strength,TS)、断裂伸长率(elongation,E)的影响。利用响应面法对工艺参数进行优化,得到各因素对可食膜性能影响的大小依次为pH值丙三醇质量浓度等离子体处理时间。试验结果表明:丙三醇质量浓度为0.02 g/mL、等离子体处理时间为11.31 min、pH值为11,可食膜性能综合得分S为0.90。此时可食膜的断裂伸长率为273.77%、抗张强度为3.46 MPa、水蒸气透过系数为1.81×10~(-12) g/(cm·s·Pa)、氧气透过率为1.43×10~(-5) cm~3/(m~2·d·Pa)。通过原子力显微镜和接触角测量仪对可食膜表面进行观察,结果表明:经低温等离子体处理的可食膜表面物理结构发生改变,粗糙度增加,水接触角变小,有效提高大豆分离蛋白膜的机械性能和表面润湿性。     

栖热菌4-α-糖基转移酶对马铃薯淀粉的改性作用

该文将栖热菌4-α-糖基转移酶（TSαGT）作用于马铃薯淀粉,分别利用理化分析、质构TPA分析及酶解分析等方法研究该酶对淀粉糊化、凝胶特性和消化性的影响。结果表明,TSαGT可以显著降低马铃薯淀粉中直链淀粉质量分数,使从初始的21%降低至15%,从而使淀粉糊冻融稳定性得以提高、糊透明度得到改善;对酶处理马铃薯淀粉凝胶的研究结果显示,TSαGT对淀粉的改性存在最适作用条件,控制0.024～0.06?U/g的酶用量作用30?min可以明显改善淀粉凝胶质构特性,使凝胶硬度降低,而弹性、咀嚼性、黏结性和胶着性得到不同程度的提高;进一步的消化试验结果表明,使用0.024?U/g以下的酶用量作用30?min,马铃薯淀粉的抗消化性得到提高,继续加大酶量则使抗消化性下降。因此,应用TSαGT对马铃薯淀粉改性处理,控制合适的酶作用程度可以显著提高马铃薯淀粉糊及凝胶的应用特性,同时增加其抗消化性。     

马铃薯淀粉废水生产微生物絮凝剂菌株筛选及其营养条件优化

研究以开发微生物絮凝剂新产品及探索马铃薯淀粉废水资源化利用途径为目的。以活性污泥为材料,分离到100株菌株,通过液体发酵培养,以发酵液对高岭土悬浊液的絮凝率为评价指标,初筛到13株絮凝活性较高的菌株;根据菌株利用马铃薯淀粉废水发酵产絮凝活性能力,复筛得到一株高产絮凝物质的酵母菌F5,经26SrDNA鉴定为Candida anglica。再通过单因素试验和正交试验,确定了该菌株利用马铃薯淀粉废水发酵产絮凝剂的最佳营养条件。结果表明,当废水pH值5.6,接种量为10%(体积分数),温度28℃,摇床转速为150r/min条件下,废水不灭菌发酵48h,C.anglica菌株利用马铃薯淀粉废水发酵产絮凝剂的最佳营养条件为:以1mL/100mL甘油作为外加碳源,0.05g/100mL(NH4)2SO4为氮源,添加0.1g/100mL MgCl2和0.1g/100mL KH2PO4。验证试验表明,在该条件下,发酵液对高岭土悬浊液的絮凝率达到94.6%,使原废水化学需氧量(COD)去除率达到93.7%,絮凝活性提取物得率为1.36g/L,研究结果可为马铃薯淀粉废水处理及生物再利用提供理论依据和参考。     

Screening of bioflocculant-producing strains and optimization of its nutritional conditions by using potato starch wastewater

研究以开发微生物絮凝剂新产品及探索马铃薯淀粉废水资源化利用途径为目的。以活性污泥为材料,分离到100株菌株,通过液体发酵培养,以发酵液对高岭土悬浊液的絮凝率为评价指标,初筛到13株絮凝活性较高的菌株;根据菌株利用马铃薯淀粉废水发酵产絮凝活性能力,复筛得到一株高产絮凝物质的酵母菌F5,经26SrDNA鉴定为Candida anglica。再通过单因素试验和正交试验,确定了该菌株利用马铃薯淀粉废水发酵产絮凝剂的最佳营养条件。结果表明,当废水pH值5.6,接种量为10%（体积分数）,温度28 ℃,摇床转速为150 r/min条件下,废水不灭菌发酵48 h,C. anglica菌株利用马铃薯淀粉废水发酵产絮凝剂的最佳营养条件为：以 1 mL/100 mL甘油作为外加碳源,0.05 g/100 mL (NH4)2SO4为氮源,添加0.1 g/100 mL MgCl2和0.1 g/100 mL KH2PO4。验证试验表明,在该条件下,发酵液对高岭土悬浊液的絮凝率达到94.6%,使原废水化学需氧量（COD）去除率达到93.7%,絮凝活性提取物得率为1.36 g/L,研究结果可为马铃薯淀粉废水处理及生物再利用提供理论依据和参考。     

甘薯淀粉接枝共聚高吸水树脂的合成及在种子包衣上的应用研究

以甘薯淀粉为原料,高锰酸钾为引发剂合成高吸水树脂,并研究高吸水树脂作为种子包衣剂对种子发芽率的影响.通过正交试验,探讨了引发剂浓度、催化剂浓度等因素及皂化条件对高吸水树脂吸水率的影响.研究结果表明,接枝共聚的最佳条件是:淀粉1 g,丙烯酰胺7.5 g,糊化水100 mL,催化剂1.54×10-2 mol/L,引发剂1.5×10-3 mol/L.最佳皂化条件为:氢氧化钠用量26 mL/(g单体),100℃水浴,皂化3 h.用制备的高吸水树脂做玉米种子包衣剂,初步试验结果表明可有效提高种子发芽率.     

酸溶剂对葛根淀粉/壳聚糖复合可食膜性能的影响

为了考察壳聚糖酸溶剂对葛根淀粉/壳聚糖复合可食膜抗菌、物理和机械性能的影响,该文选择质量分数为1%的乙酸、乳酸、苹果酸为溶剂,配制质量体积比2g/L的葛根淀粉-壳聚糖复合膜液,以0.5g/L的抗坏血酸为活性添加剂,0.6g/L的丙三醇为增塑剂,0.1g/L的吐温20为表面活性剂,采用流延法制备可食性复合膜。结果表明:复合膜液具有一定的表面活性;酸溶剂未对膜液表面张力产生显著影响。有机酸溶剂种类对复合膜性能影响显著,其中乙酸复合膜的机械强度最大,平均抗拉强度和穿透力分别为5.73MPa和8.63N,水溶性最小,约34%,对抗坏血酸缓释效果最明显;乳酸复合膜的延展性最优,平均断裂伸长率和穿透距离分别为71.5%和6.05mm;苹果酸复合膜的抑菌效果最佳,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制率分别达到98.9%和81.2%,阻水性最强,透湿系数为4.824.82×10-11g/(m·s·Pa),故可根据不同使用目的选择相应复合膜。研究结果为该类复合包装膜在实际食品上的应用提供理论依据。     

电喷雾纳米涂膜工艺优化及其对双孢蘑菇保鲜效果

为了使涂膜技术更有效地应用于果蔬采后保鲜,该文通过电喷雾技术将纳米SiO_2/马铃薯淀粉膜液喷涂在新鲜的双孢蘑菇上,研究了在(4±1)℃贮藏期间双孢蘑菇生理品质的变化,筛选出适于电喷雾涂膜的最佳膜液浓度,且对电喷雾形成涂层的性能(透水率、透O_2率、透CO_2率、水溶性、溶胀度、拉伸强度)和微观结构(scanning electron microscopy,SEM、X-ray diffraction,XRD、fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)进行一定的研究。结果表明,适合双孢蘑菇电喷雾技术纳米涂膜保鲜的最佳膜液0配比为纳米SiO_2质量分数0.4%、马铃薯淀粉质量分数4%、甘油质量分数3%,其透水率、透O_2率、透CO_2率分别为514.35、126.84、778.06 g/(m2×d)、拉伸强度24.50 MPa、水溶性54.76%、溶胀度85.75%。电喷雾因液滴带同种电荷,形成的涂层比较均匀,纳米SiO_2分散性更好,分子间作用力较强,且涂层的性能更优。在贮藏保鲜期间电喷雾处理的双孢蘑菇相对普通喷雾处理组能保持较好(P0.05)的感官品质及生理品质,研究结果为电喷雾技术在食用菌采后保鲜的应用上提供参考。     

可食性魔芋葡甘聚糖耐水耐高温复合膜的配方优化

为了获得综合性能较优的可食性膜,采用主成分几何平均分析法对魔芋葡甘聚糖耐水耐高温膜的试验数据进行多指标分析,获得了该膜综合性能优良的配方,魔芋胶8.00g/L,石蜡4.46g/L,硬脂酸2.60g/L,乳化剂2.41g/L,甘油6.49mL/L,PEG-400为1.49mL/L。结果表明,主成分分析法适合该膜配方优化,优化配方制备的膜具有较高的强度以及良好的阻湿、耐水、耐酸碱、耐高温性能     

糖基化改性玉米醇溶蛋白膜的性能及硬胶囊体外释放分析

为了探究改性对玉米醇溶蛋白膜的性能影响,明确制备硬胶囊后的体外释放规律。该研究采用葡萄糖对玉米醇溶蛋白进行湿法糖基化改性,对糖基化改性产物的机械性能、阻湿性、阻氧性、阻油性和肠溶性进行研究。结果表明,改性后玉米醇溶蛋白膜的抗拉强度为34.06 MPa,相比未改性zein膜4.67 MPa有明显提高（P<0.05）;改性后玉米醇溶蛋白的吸水率在24 h达到最大,为84.98%;zein-glu膜的过氧化值为0.43 g/100 g,较zein膜的过氧化值0.49 g/100 g低;zein-glu膜的水蒸气透过率在达到平稳时降至7.89×10-8 g·m/(m2·d·Pa);zein-glu膜的透油系数为0,阻油性与市售保鲜膜相当;胶囊释放以罗丹明B作为胶囊填充内容物,结果表明由zein-glu制备的胶囊具有肠溶性,模拟体外释放的拟合数学模型决定系数R2为0.800,该模型通过卡方检验、相关系数检验和t统计量的显著性检验。研究结果可为玉米醇溶蛋白的改性、成膜机制和肠溶性释放提供理论参考。     

Barrier and Mechanical Properties of Starch‐Clay Nanocomposite Films

The poor barrier and mechanical properties of biopolymer‐based food packaging can potentially be enhanced by the use of layered silicates (nanoclay) to produce nanocomposites. In this study, starch‐clay nanocomposites were synthesized by a melt extrusion method. Natural (MMT) and organically modified (I30E) montmorillonite clays were chosen for the nanocomposite preparation. The structures of the hybrids were characterized by X‐ray diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM). Films were made through casting using granulate produced by a twin‐screw extruder. Starch/MMT composite films showed higher tensile strength and better water vapor barrier properties than films from starch/I30E composites, as well as pristine starch, due to formation of intercalated nanostructure. To find the best combinations of raw materials, the effects of clay content (0–21 wt% MMT), starch sources (corn, wheat, and potato), and amylose content (≈0, 28, 55, 70, 100%) on barrier and mechanical properties of the nanocomposite films were investigated. With increase in clay content, significantly higher (15–92%) tensile strength (TS), and lower (22–67%) water vapor permeability (WVP) were obtained. The barrier and mechanical properties of nanocomposite films did not vary significantly with different starch sources. Nanocomposite films from regular corn starch had better barrier and mechanical properties than either high amylopectin or high‐amylose‐based nanocomposite films. WVP, TS, and elongation at break (%E) of the films did not change significantly as amylose content increased beyond 50%.     

黑膜覆盖对旱地马铃薯块茎淀粉积累和关键酶活性的影响

为探明宁南半干旱雨养农业区马铃薯块茎中淀粉和关键酶活性对黑色地覆盖膜的响应机理,在2016年和2017年以宁南山区马铃薯主栽品种青薯9号为材料,通过两年大田试验,研究了黑膜覆盖(BF)、白膜覆盖(WF)和不覆膜(NF)对马铃薯块茎中淀粉及其组分积累、淀粉合成关键酶活性的影响。结果表明,与WF和NF相比,BF的直链淀粉、支链淀粉、总淀粉含量分别增加11.37%~35.68%、8.56%~27.05%、8.33%~27.60%,淀粉积累速率提高13.80%~37.90%;BF、WF、NF条件下块茎ADPG焦磷酸化酶(AGPase)、UDPG焦磷酸化酶(UGPase)、淀粉分支酶(SBE)、可溶性淀粉合酶(SSS)、束缚态淀粉合酶(GBSS)活性均呈单峰曲线变化,BF的淀粉合成关键酶活性明显高于WF和NF。与WF和NF相比,BF的AGPase活性分别增加12.81%和40.24%;UGPase活性分别增加15.34%和36.52%、SBE活性分别增加16.64%和44.17%、SSS活性分别增加13.69%和34.76%、GBSS活性分别增加15.75%和45.44%。BF产量较WF和NF分别提高14.54%和57.23%。相关分析表明,马铃薯块茎中直链淀粉、支链淀粉和总淀粉含量与AGPase、UGPase、SBE、SSS、GBSS活性在多数测定时期呈正相关(P<0.01)。因此,在干旱半干旱地区采用黑色地膜覆盖栽培能够通过影响淀粉合成关键酶,进而提高马铃薯块茎中的淀粉及其组分含量,最终影响马铃薯的产量。     

适当保水剂施用和覆盖促进旱作马铃薯生长发育和产量提高

为明确保水剂、秸秆覆盖及行间覆膜等抗旱保水措施对旱作马铃薯渗透调节物质、质膜体系等生理特性的影响和对产量的作用效果,以夏波蒂品种马铃薯为材料,设对照、秸秆覆盖、行间覆膜、单施保水剂、秸秆覆盖加施保水剂、行间覆膜加施保水剂6个处理田间试验。结果表明:各处理的马铃薯叶片细胞质膜透性苗期较大,而后呈先降后升趋势;丙二醛、脯氨酸含量随生育期推进呈逐渐增加趋势;可溶性糖含量呈"单峰"曲线变化。行间覆膜加施保水剂、单施保水剂、秸秆覆盖、秸秆覆盖加施保水剂处理较好地缓和了土壤的干旱情况,有效降低了马铃薯叶片中的渗透调节物质和质膜体系。马铃薯生育后期,至淀粉积累期,各处理脯氨酸含量、可溶性糖含量、质膜透性和丙二醛含量变化较为稳定,行间覆膜加施保水剂处理脯氨酸含量、可溶性糖含量、质膜透性和丙二醛含量较对照分别减少15.57%、6.90%、42.79%和17.69%,单施保水剂处理分别减少2.31%、5.17%、10.62%和8.04%,秸秆覆盖处理分别减少28.45%、3.45%、51.63%和25.58%,秸秆覆盖加施保水剂处理分别减少25.14%、12.07%、49.17%和22.58%,降低干旱胁迫程度明显。马铃薯成熟收获期,秸秆覆盖及其加施保水剂处理各土层的土壤含水率变化相对稳定;0～20cm土层加施保水剂处理的土壤含水率相对高于不加保水剂处理。秸秆覆盖、秸秆覆盖加施保水剂、单施保水剂及行间覆膜加施保水剂处理显著增加了马铃薯产量和商品薯率(P<0.05)。总体上,秸秆覆盖处理较有效地缓和了土壤旱情,秸秆覆盖加施保水剂、单施保水剂和行间覆膜加施保水剂处理作用效果也较好,降低了干旱胁迫程度,促进了马铃薯的生长发育、产量提高。     

肉桂油/海藻酸钠薄膜物理特性和抗菌性能分析

为了研究开发新型可降解抗菌包装材料,该文以添加不同体积肉桂油到海藻酸钠膜液中制成的肉桂油/海藻酸钠抗菌薄膜为研究对象,比较分析肉桂油添加量对肉桂油/海藻酸钠薄膜厚度、透光率、色泽和水蒸气透过率等物理特性的影响,同时,考察其对薄膜的抗菌性能的影响。膜液中肉桂油体积分数在0～1.0%时,薄膜厚度无明显变化,体积分数为1.2%时,薄膜厚度显著增加。随着肉桂油体积分数的增加,薄膜的透光率显著降低,薄膜水蒸气透过系数增大。肉桂油对薄膜色泽影响显著,随着肉桂油添加量的增加,薄膜色泽值a和b呈显著增加趋势。膜液中肉桂油体积分数为0.8%时,薄膜抗菌能力显著增强。研究结果表明,当膜液中肉桂油体积分数为0.8%时,薄膜具有较好的抗菌效果和物理性能。该研究可为肉桂油/海藻酸钠可降解抗菌薄膜生产工艺参数的进一步优化提供参考。     

覆膜与生物炭对青藏高原马铃薯水分利用效率和产量的影响

生物炭具有比表面积大,吸附力强等特点,该研究尝试在地膜覆盖基础上引入生物炭技术,利用生物炭的保水保肥效应以及固碳培肥效果,解决地膜覆膜带来的土壤地力下降及后期减产问题。2019年通过设置施炭(B)、覆膜(M)、施炭+覆膜(M+B)和对照(CK)共4个处理的大田试验,探究覆膜和生物炭对青海省东部农业区马铃薯生长、耗水特征和产量的影响。结果表明:块茎膨大期和淀粉积累期是植株干物质量增加的主要时期,覆膜在块茎膨大期即有显著的促进效果,生物炭仅在淀粉积累后期和成熟期促进效果显著。施炭和覆膜均能显著提高收获期植株总干物质量,施炭比覆膜的根冠比显著提高。马铃薯苗期耗水量最高,在块茎膨大期以前日均耗水量在3 mm/d以上。覆膜显著增加了作物总耗水量和土壤储水消耗量,总耗水量比对照多出35mm,施炭和覆膜均显著提高了水分利用效率。施炭和覆膜均能显著提高马铃薯块茎产量(P<0.05),覆膜显著增加了大薯的数量和产量。无论施炭与否,覆膜均显著增产,而施炭仅在不覆膜下显著增产,覆膜增产效应是施炭的2.2倍。覆膜能显著提高马铃薯净收益,但施炭降低了净收益,主要是由于生物炭的成本较高。该研究为青藏高原东部...     

天然花青素提取物与壳聚糖明胶复合膜的制备和表征

为了开发天然的抗氧化活性包装材料,以紫甘蓝、黑米、玫瑰、蓝莓为原料制备天然花青素提取物与壳聚糖明胶的复合膜,比较分析了不同天然花青素提取物对复合膜的物理、机械、抗氧化活性及形貌结构的影响。结果表明：天然花青素提取物的加入,增加了膜的厚度,显著（P<0.05）影响膜的含水率、水溶性及外观形貌。壳聚糖明胶复合膜的水蒸汽透过率（water vapor permeability,WVP）为10.69×10-11 g/(m·s·Pa)。玫瑰花青素提取物的加入使得WVP值降低,而其他花青素提取物的加入使得WVP值增大。玫瑰复合膜的拉伸强度最大,达到27.03 MPa,断裂伸长率最小,黑米花青素提取物可增加复合膜的延展性,断裂伸长率最大为57.67%。傅里叶红外光谱表明天然花青素提取物的羟基基团与壳聚糖的氨基基团产生相互作用。扫描电镜结果表明花青素提取物影响微观结构,而且生物相容性较好。加入天然花青素提取物后,复合膜抗氧化活性均显著（P<0.05）提高,且玫瑰复合膜有着较高的抗氧化活性,1,1-二苯基-2-苦基肼（DPPH）自由基清除能力达到95.47%。结果表明：玫瑰花青素提取物更有利于开发阻湿性能好,水溶性低,抗拉伸和抗氧化活性高的包装材料,具有良好的应用前景。     

垄沟集雨覆盖对旱作马铃薯块茎淀粉颗粒形态、颗粒分布及糊化特性的影响

为探讨垄沟集雨覆盖栽培对旱作马铃薯块茎形成过程中淀粉颗粒形态、颗粒分布及糊化特性的影响,以马铃薯栽培品种青薯9号为材料,设置全膜双垄(M2)和地膜垄作(M1)覆盖栽培模式,以露地平播为对照(MO),采用扫描电镜、激光粒度仪、粘度分析仪,测定马铃薯块茎形成过程中淀粉的颗粒形态、分布及糊化特性指标.结果表明,从块茎发育全程...