第一篇：淀粉在食品工業(yè)中的應(yīng)用

淀粉在食品工業(yè)中的應(yīng)用

淀粉在食品工業(yè)中的應(yīng)用

高分子092 陳冰 200911024206 前言

淀粉是一種來源豐富的可再生資源。近年石油價格一路上揚，使得以石油為原料的高分子類產(chǎn)品價格也隨之上漲。淀粉作為一種來源豐富的可再生資源，其改性產(chǎn)品在某些方而可以替代普通塑料，而有著優(yōu)良的生物降解性，可以有效地解決白色污染問題。改性淀粉以人然淀粉為原料，在其原有性質(zhì)基礎(chǔ)上，經(jīng)過特定的化學(xué)物理處理改良其原有性能被廣泛應(yīng)用于皮革、造紙、石汕、紡織、食品、醫(yī)藥等行業(yè)，并且有望以改性淀粉制備纖維，從而大大地擴大了改性淀粉的應(yīng)用范圍。

【摘要】：本文通過介紹淀粉的改性方法及應(yīng)用，進一步講述了當(dāng)今淀粉改性在食品工業(yè)及食品包裝上的應(yīng)用。

【Abstract】：This paper introduces the method for modification of starch and its application, further describes the modified starch in food industry and food packaging applications.【關(guān)鍵詞】：淀粉

改性

食品

環(huán)保

【Key words】: starch modified food environmental protection 天然淀粉資源十分豐富，如土豆、玉米、木薯、菱角、小麥等均有高含量的淀粉，據(jù)統(tǒng)計，自然界中含淀粉的天然碳水化合物年產(chǎn)量達5000億，是人類可以取用的最豐富的有機資源。淀粉及其衍生物是一種多功能的天然高分子化合物，具有無毒、可生活降解等優(yōu)點。它是一種六元環(huán)狀天然高分子，含有許多羥基，通過這些羥基的化學(xué)反應(yīng)生產(chǎn)改性淀粉，另外，淀

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粉還能與乙烯類單體如丙烯腈、丙烯酸、丙烯酰胺等通過接枝共聚反應(yīng)生成共聚物。這些共聚物可用作絮凝劑、增稠劑、黏合劑、造紙助留劑等。

80年代初期，我國學(xué)者已開始對淀粉改性研制新型絮凝劑，近年來，又有人將木薯粉與烯類單體在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)，制得了一種CS-1型離子絮凝劑。將這種網(wǎng)狀長鏈高分子絮凝劑用于污水處理廠二級污水的處理，可縮短泥水分離的絮凝沉降過程，提高出水水質(zhì)。專利產(chǎn)品——CRS高級陽離子淀粉，是用工業(yè)鹽酸、三甲、環(huán)氧氯丙烷合成R型陽離子，再以CN作復(fù)合催化劑、氯化銨作保護劑與玉米淀粉反應(yīng)而制得的。這種產(chǎn)品用于污水處理時凝絮性能好，且生產(chǎn)成本低。[1]近年來淀粉的接枝共聚制新型絮凝劑在國內(nèi)也取得長足進展，有人用淀粉與二甲基二烯丙基氯化銨接枝共聚值得陽離子淀粉，實驗對煉油廢水、生活廢水有較好的處理效果，COD去除率可達70%以上，色度殘留率低于20%，是一種較好的絮凝劑。淀粉-聚丙烯酰胺接枝共聚物作為有機高分子絮凝劑的研究早已受到人們的重視，并有不少成果問世。我國易華等以淀粉 為基本原料，假如丙烯酰胺、三乙胺、甲醛和適量的鹽酸進行接枝共聚反應(yīng)，合成出一種陽離子型高分子絮凝劑FNQE，改藥劑具有獨特的分子結(jié)構(gòu)和較高的相對分子質(zhì)量分布。FNQE對高嶺土懸濁液有良好的絮凝除濁效果，對城市污水在投藥量為10mg/L時即能達到理想的凈化效果，濁度、色度的去除率均在90%以上。[2] 1.淀粉改性

淀粉的物理改性是指通過熱、機械力、物理場等物理手段對淀粉進行改性。淀粉的物理改性主要有熱液處理、微波處理、電離放射線處理、超聲波處理、球磨處理、擠壓處理等。通過物理改性，大然淀粉的很多物化性質(zhì)都得到明顯的改善，產(chǎn)品應(yīng)用范圍得到擴大。山于物理改性沒有添加任何有害物質(zhì)，所以通過物理改性的淀粉作為食品添加劑越來越受到消費者的關(guān)注。近年來，各種現(xiàn)代高新技術(shù)的應(yīng)用，為淀粉的物理法改性開拓了新的發(fā)展方向。[3] 化學(xué)改性：淀粉分子上帶有大量的輕基和糖苷鍵是化學(xué)反應(yīng)的活性中心。淀粉的化學(xué)改性主要有酸改性、氧化改性、糊精化、交聯(lián)改性和引入穩(wěn)定取代基法。[4] 酸改性淀粉是在低于糊化溫度時，用無機酸處理淀粉漿液而得到。使用這種

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改性方法時，A-葡聚糖的水解可以被很好地調(diào)控，可以得到比原淀粉:,.度史低的淀粉。因此也稱之為/酸變稀淀粉，有著很好的流動性，隨著處理程度的加深流動性加大。常見的酸處理方法有濕法、半干法和非水溶劑法。山于酸處理淀粉有相對低的孰度和分子質(zhì)量等性質(zhì)，因此可用于軟糖、淀粉果凍等食品工業(yè)，造紙工業(yè)中的表而施膠、改善適應(yīng)性等。[5] 氧化改性是淀粉分子在氧化劑作用下，葡萄糖單位上的C。位上的伯輕基，C2, C。上的仲輕基被氧化成醛基或羚基。常用氧化劑有次氯酸鈉、過氧化物、高錳酸鉀等。羚基的引入，使得分子之間的距離加大，阻止了分子中的氫鍵形成，從而使之有易糊化、黏度低、凝沉性弱、成膜性好、膜的透明度及強度高等特點。[6] 氧化淀粉用途廣泛，可用作食品工業(yè)中的低孰度增稠劑、代替植物膠用于果膠、軟糖、醬類制品生產(chǎn)加工中，在造紙工業(yè)中，可用作施膠劑和膠粘劑，改善印刷適應(yīng)性、提高紙張強度和紙張生產(chǎn)效率。

2.淀粉改性傳統(tǒng)包裝用高分子材料

淀粉是從玉米、糧食谷物、稻米和土豆獲得的多糖類，來源豐富。淀粉實質(zhì)上是直鏈淀粉，其幾乎是線性無水葡萄糖聚合物，以及支鏈淀粉，其幾乎是支鏈無水葡萄糖聚合物混和物。采用的淀粉種類不同，兩者的比例也不同，其結(jié)構(gòu)如下圖。填充型淀粉塑料是在一定條件下將淀粉與塑料中的羥基進行活化，或采用合適的增容技術(shù)形成高聚物共混體系。全淀粉熱塑性塑料屬于天然聚合物，其淀粉含量在90%以上，添加其他組分也是可降解的。其制備原理是使淀粉分子無序化，形成具有熱塑性能的熱塑性淀粉（TPS）。

降解淀粉基塑料有三種方式：光、生物、光-生物降解。光降解是使大分子鏈斷裂成小分子，然后微生物吞噬；生物降解是淀粉首先被微生物吞噬，塑料比表面積大大增加，同時微生物分泌出酶，酶進入聚合物的活性位置并發(fā)生作用，導(dǎo)致聚合物強度下降，另一方面添加的自氧化劑與土壤中的金屬鹽反應(yīng)成過氧化物，其切斷聚合物的分子鏈，增大的比表面積增加了鏈段斷裂速度，低分子被微生物進一步降解為二氧化碳和水；光-生物降解塑料是指淀粉等生物降解劑首先被生物降解，這一過程削弱了高聚物基質(zhì)，使高聚物母體變得疏松，增大了表面/體積比。同時，日光、熱、氧、引發(fā)光敏劑、促氧劑等物質(zhì)的光氧化和自氧化

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作用，導(dǎo)致高聚物的鏈被氧化斷裂，分子量下降并被微生物消化。能與淀粉共混的合成樹脂有:高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、線性低密度聚乙(LLDPE)、聚丙烯(PP)、聚乙烯醇(PVA)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚(Polyester)等。其中低密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯、聚乙烯醇添加淀粉的降解塑料為主要的研究對象，常用的食品包裝材料有聚乙烯和聚丙烯。[7] 2.1淀粉改性聚乙烯（PE）

聚乙烯為非極性聚合物，而淀粉是一種富含羥基的強極性天然高分子化合物。且兩者鏈結(jié)構(gòu)差異也較大，混溶性極差機械共混物降會形成完全相分離的體系，過去十幾年尋找合適的增容技術(shù)提高聚乙烯和淀粉的相容性。一般采用接枝增容劑的添加增加增容性，當(dāng)聚乙烯-接枝-1-烯-1-醇和聚乙烯-接枝-1-十一烯-1-醇作為增容劑，1當(dāng)其含量到達3-5%時候，低密度聚乙烯（LDPE）和淀粉共混物拉伸強度和彈性模量得到了很大的提高，同時LDPE熔點也得到了提高。聚乙烯接枝馬來酸酐增容低密度聚乙烯/西米淀粉熱塑性增強紅麻纖維復(fù)合材料，2結(jié)果表明提高了共混物的相容性，拉伸強度和楊氏模量得到了提高，水分吸收表明聚乙烯接枝馬來酸酐的添加降低了體系的吸水性。也有對淀粉進行處理增加增容性，玉米淀粉采用環(huán)氧氯乙烷和增塑劑甘油作為交聯(lián)劑改性，淀粉的酯化和醚化，偶聯(lián)劑處理淀粉都能很好的解決相容性的問題。

早期，直接在LDPE中加入淀粉，通過熔融擠出制得部分可降解包裝材料，但需要淀粉的含量超過10%，最好達到30%以上，但是極大影響了力學(xué)性能、氣體阻隔性。4，5同時淀粉改性聚乙烯作為包裝材料一般儲存條件較苛刻，同時價格較貴，降解也不完全，因此目前不適合大規(guī)模降解高分子包裝材料。2.2淀粉改性聚丙烯（PP）[8] 改性過的淀粉聚丙烯官能團具有很好的化學(xué)結(jié)合，6增強了共混物的物理力學(xué)性能，第4頁，共11頁

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改善了體系結(jié)構(gòu)和吸水性。取向和非取向混和物的強度是PP的1.5-2.0倍，改型淀粉的引入提供了生產(chǎn)高強度新的安全生態(tài)材料。在引發(fā)劑過氧化二異丙苯(DCP)作用下，以甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)為相容劑，通過雙螺桿擠出“一步法”實現(xiàn)了淀粉(ST)的熱塑及其與聚丙烯(PP)共混增容，制備了PP/ ST 共混材料，7其含量為1 %(質(zhì)量分數(shù))時力學(xué)性能最佳,對于相容劑，GMA/St 體系GMA 含量2 %(質(zhì)量分數(shù))時達到最佳，相比于未加相容劑體系拉伸強度分別提高了約40 %和50 %，缺口沖擊強度分別提高了51.4 %和79 %。

利用土壤包埋測試聚丙烯和淀粉生物降解材料的降解性，8利用熱重分析包埋前后PP基材和其混和物的熱穩(wěn)定性，不同環(huán)境中（含氮氣或者含氧氣不同條件）降解性也不一樣，利用UV光輻射生物可降解塑料發(fā)現(xiàn)，9淀粉改性PP塑料在生物降解前先光氧化，熱分析PP結(jié)晶度降低，材料熱穩(wěn)定性也發(fā)生了改變，生物降解趨勢是增加淀粉單元的熱穩(wěn)定性但不影響PP，光氧化雖然可能是淀粉更加穩(wěn)定但趨勢是降低混和物的熱穩(wěn)定性。這些分析得出了相關(guān)的降解速度理論公式，為實際生產(chǎn)可控生物降解包裝材料提供了很好的依據(jù)。[9] 3.淀粉三大物理改性技術(shù)研究[10]

隨著人們對健康、環(huán)保和食品安全的日益重視，開發(fā)綠色食品和綠色食品加工工藝已成為目前國內(nèi)外的研究熱點。淀粉是可再生和生物降解的綠色資源，對淀粉進一步加工可以得到許多性質(zhì)優(yōu)良的改性淀粉產(chǎn)品，在食品中有著廣泛的應(yīng)用。淀粉的物理改性是指借助熱機、物理械力、場等物理手段對淀粉進行改性，通過這些方法處理的淀粉，且加工工藝及其產(chǎn)品的理化性不含化學(xué)試劑的殘留，產(chǎn)品應(yīng)用范圍和附加值也大大提質(zhì)得到明顯改善，因此淀粉的物理改性備受人們的關(guān)注，研究也異?；钴S。3.1濕熱處理技術(shù)

將一定水分(14%}27%)的淀粉在100%相對濕度的條件下，于100℃或史高溫度下加熱較長時間(<5 h}18 h)，可以使淀粉的物理性質(zhì)發(fā)生很大改變而不發(fā)生化學(xué)變化。濕熱處理淀粉的晶形發(fā)生變化而濘致凝膠性質(zhì)、糊化行為、膨脹行為、糊液透明度等性質(zhì)變化。

濕熱處理能保持淀粉顆粒的大小和形狀。在濕熱處理玉米、小麥、燕麥、小扁顯和馬鈴薯淀粉后，外部形態(tài)、顆粒大小沒有改變Hoover等人研究了馬鈴薯、第5頁，共11頁

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山藥和扁顯淀粉濕熱處理后糊化溫度的變化情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)糊化溫度分別提高了約16℃和24℃。Perera等人考察濕熱處理的淀粉發(fā)現(xiàn)95℃糊化的粘度一般比原淀粉低，但95℃保溫30 min后糊的粘度變化較原淀粉小，說明其熱糊穩(wěn)定性高于原淀粉。

劇烈條件處理使淀粉凝膠的剛性變小，溶解性增大，可能是因為膨脹性減小及部分淀粉發(fā)生了降解，且處理的劇烈程度越大，冷藏時淀粉的老化越嚴(yán)重;而溫和的濕熱處理條件使馬鈴薯淀粉的剛性增強。

淀粉物理性質(zhì)的這些變化與淀粉顆粒內(nèi)分子旋轉(zhuǎn)使分子間的聯(lián)接增加有關(guān)。X-射線衍射分析表明:濕熱處理使馬鈴薯淀粉的結(jié)晶度增加，且晶形由原來的B形轉(zhuǎn)變成A+C形，與玉米原淀粉相似，Banks等認為濕熱處理產(chǎn)生兩個效應(yīng):(1)脫水，使晶形山B形變成A形;(2)無定形的直鏈淀粉轉(zhuǎn)化成2擠壓技術(shù) 3.2擠壓技術(shù)的原理

擠壓技術(shù)是指物料經(jīng)預(yù)處理(粉碎、調(diào)濕、混合)后，經(jīng)機械作用強使其通過一個專門設(shè)計的孔口(模具)，以形成一定形狀和組織狀態(tài)的產(chǎn)品。該技術(shù)的優(yōu)點有:可以把幾個化學(xué)過程操作放在中一的設(shè)備中進行，時空產(chǎn)量高;化學(xué)反應(yīng)在一個相對干的環(huán)境卜，短時間內(nèi)與淀粉的糊化同時發(fā)生;設(shè)備配套簡單、占地小、操作方便、適應(yīng)性強;可大量連續(xù)生產(chǎn);無污水產(chǎn)生。

擠壓技術(shù)的主要設(shè)備是螺桿擠壓機，一般分中-螺桿和雙螺桿2種類型。雙螺桿擠壓機具有史高的混合效率、過程控制好、產(chǎn)品均一等優(yōu)點，因此在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用史為廣泛。以雙螺桿擠壓機為例，干物料和水從加料斗均勻地進入機筒后，沿轉(zhuǎn)動螺桿上螺槽軸向運動的方向向前輸送，此后山于受到機頭阻力和螺桿壓縮比結(jié)構(gòu)的作用，物料被逐漸壓實二因吸收了來自機筒加熱器的熱量和螺桿與機筒間強烈的摩擦、攪拌和剪切等機械能所轉(zhuǎn)化的熱量

而升溫，直到全部熔融。隨著軸向運動的螺槽逐漸變淺，熔融的物料被繼續(xù)加壓加熱形成了蒸煮過程，其間將發(fā)生脂肪和蛋白質(zhì)變性、淀粉糊化及化學(xué)變性、微生物被悉數(shù)殺滅、酶被抑制或失活等一系列復(fù)雜的生化反應(yīng)。熔融的物料組織被進一步均化，最終從機頭末端的模頭被定量、定壓地擠出，山于溫度和壓力突然降至常溫、常壓狀態(tài)，致使物料內(nèi)水分急劇汽化蒸發(fā)，體積迅速膨脹，再經(jīng)冷卻成型。擠壓過程中淀粉的降解主要是山于擠壓過程中的高溫、高壓、高摩擦和高

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剪切所引起的。擠壓過程中的膨化現(xiàn)象產(chǎn)生主要是山于物料從高溫高壓的機筒中擠出模具后，驟然降到常溫常壓，水分閃蒸所引起的，溫度越高，壓力越大，膨化度也越大[o}螺旋形。

3.3濕熱處理技術(shù)在淀粉改性中的應(yīng)用

濕熱處理可以使淀粉的物理性能得到改善而開發(fā)了多種用途，最主要的應(yīng)用是作為制備抗性淀粉的重要工藝。在抗性淀粉制備中，日本的食品化工公司利用高直鏈玉米淀粉為原料，經(jīng)過濕熱處理后，制成食物纖維高達60%的功能性食品材料，該產(chǎn)品添加在而包中，作為主食己經(jīng)在市場上銷售?？剐缘矸圩鳛橹饕畛淞咸砑佑谑称分?，可改善食品質(zhì)地，延長食品保質(zhì)期，具有熱量少、防止結(jié)腸癌、降血脂、預(yù)防膽結(jié)石、促進人體對礦物質(zhì)的吸收等保健作用。此外，日木二和淀粉工業(yè)株式會社經(jīng)過近十年的基礎(chǔ)，利用減壓蒸汽處理，己成功地生產(chǎn)出不同性質(zhì)的濕熱處理淀粉商品。3.4擠壓技術(shù)在淀粉改性中的應(yīng)用

擠壓技術(shù)應(yīng)用于淀粉的物理和化學(xué)改性有著廣泛的應(yīng)用前景，是近些年來新興的一種淀粉改性技術(shù)。以擠壓生產(chǎn)預(yù)糊化淀粉為例，將淀粉調(diào)到一定的含水量在擠壓機套筒中，螺桿運離子、電子、或不飽和基團;高聚物空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變?；谶@些變化，微粒中內(nèi)能的聚集和大量新表而的形成使其處于化學(xué)活躍狀態(tài)，易于發(fā)生化學(xué)反應(yīng);物料因高度的表而活性而極易分散，吸附和溶解。[11]

式中:V為沉降速度;de為微粒有效徑;d1為分散相的密度;dZ為分散介質(zhì)的密度;g為重力加速度;為分散介質(zhì)的粘度。由上式可看出，固體微粒直徑越小，其溶液的穩(wěn)定性越好。超微粉具有較小的顆粒半徑，故其速溶的穩(wěn)定性較好。

4.淀粉改性制備高吸水性樹脂的合成

淀粉與MA配比的影響

淀粉中含有大量的經(jīng)基可直接與順配進行酷化反應(yīng)形成順丁烯二酸單酷(形成雙醋且需加催化劑)即通過醋化反映直接在淀粉上引人不飽和鍵使其很容易和

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丙烯酸和交聯(lián)劑進行共聚。

從[12] [13]可知，淀粉與順醉的醋化率對吸水樹脂的性能有很大的影響.當(dāng)順醉與淀粉的質(zhì)量比太低時，其醋化率很低，即大部分淀粉鏈上未引人不飽和鍵，丙烯酸難于與淀粉形成高的共聚物，使得大部分高分子未形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，樹脂可溶于水;反之，當(dāng)MA與淀粉的混合比太高時，淀粉鏈上的經(jīng)基大部分被醋化，形成的共聚物的交聯(lián)度過大，反而使形成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的空間變小，致使產(chǎn)品的吸水能力變差.經(jīng)實驗得知，當(dāng)MA與淀粉的質(zhì)量比為0.4時，所得產(chǎn)品的吸水率最高.交聯(lián)劑的選擇及其濃度的影響。

從[14] [15] [16]可知，可用著高吸水性樹脂交聯(lián)劑的單體很多.例如，二乙二醇二甲基丙烯酸醋、N,N一二亞甲基一二甲基丙烯酸酞胺、甲基丙烯酸一2一經(jīng)基乙酷等.本實驗采用N.N一二亞甲基一二甲基丙烯酸酞胺作交聯(lián)劑，其在單體中的濃度對樹脂吸水率的影響見下表。

由上表可知，隨著交聯(lián)劑用量的增加樹脂的吸鹽水能力會逐漸增加，最后趨于恒定.而吸收去離子水的能力呈先增加后略下降的趨勢.這是由于隨著交聯(lián)劑的濃度的增加，共聚物的交聯(lián)度也增加，其中形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的空間變小，故吸水率變小.實驗發(fā)現(xiàn)交聯(lián)劑的濃度以單體總量的0.3%為宜。引發(fā)劑的選擇與濃度的影響。

由于該實驗在溶劑中聚合，故應(yīng)運用油溶性自由基作引發(fā)劑，常見的有過氧化苯甲酞(BPO)，偶氮二異丁睛(AIBN)兩類.一般，引發(fā)劑的類型對樹脂的性能影響不大，但它們的活性在不同的溫度下有很大的差別.在90℃時，AIBN分解成自由基的速度非常快，僅幾分種的時間，使得單體很容易發(fā)生暴聚。

從[17] [18]可知，膨潤土是一種以蒙脫石為主要成分的勃土，它的化學(xué)式A1z0,?4Si0z?nHzO(n通常大于2)，它是一種三層結(jié)構(gòu)的硅酸鹽礦物，每個晶層

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淀粉在食品工業(yè)中的應(yīng)用 的兩端都是硅氧四面體，中同夾看一層鋁氧八面體，晶層之間的氧原子聯(lián)系力很小，水很容易進人晶層中間，引起膨脹，因此膨潤土有很強的吸水性;而且晶格中的Al'`和S14+常易被M獷、Fe'` } ZnZ`等離子置換，吸附離子后，使得晶層之間的距離增加，更易吸收水.因此，膨潤土是一很好的無機吸水性材料，其耐鹽水性也很好.通過實驗可知，當(dāng)膨潤土占體系總重量的12%時，吸水率最好，保水性能也很好，能夠滿足我們的應(yīng)用要求。[19] 氫氧化鈉的加人量對樹脂的吸水性也有較大的影響.氫氧化鈉的量太少時，樹脂中還含有較多的撥酸，在水中形成足夠多的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，吸水性差;但氫氧化鈉的加人量過多，樹脂中的梭基大部分被中和，使得樹脂的水溶性增加，吸水與保水能力變差.當(dāng)加人氫氧化鈉的物質(zhì)的量為體系中總梭基的物質(zhì)的量的一半時，樹脂的吸水與保水性均較好。

5.環(huán)保塑料袋生產(chǎn)技術(shù)的成熟

目前，國際上可以用作環(huán)保型的塑料袋大致有光降解型、完全生物降解型、水降解型和淀粉改性型等4種。我國可降解塑料的技術(shù)發(fā)始于20世紀(jì)70年代，基木與世界同步。我國環(huán)保塑料袋技術(shù)較為成熟的是生物降解型和淀粉改性型兩種。用這兩種技術(shù)生產(chǎn)的可降解塑料袋產(chǎn)品己經(jīng)出口美國、日木及歐洲發(fā)達國家。

據(jù)了解，可生物降解型的塑料袋是以聚乙烯塑料為主料，摻混淀粉等生物降解劑制成的。這種塑料袋丟棄在野外后，降解塑料袋中所含的淀粉，在短期內(nèi)被上壤或垃圾中的微生物分泌的酶迅速降解而生成空洞，濘致制品力學(xué)性能卜降。伴隨著空洞的生成，表而積擴大，增大了它與上壤的接觸而，加快了塑料袋的降解速度。[20]

目前，在市而上使用的大多數(shù)可降解塑料袋的化學(xué)成分是錠粉改性聚烯烴聚乙烯”，淀粉含量在90%以上。這種塑料袋在結(jié)束其正常使用壽命后，再經(jīng)過半年到1年的時間就可以完成所有降解過程。全淀粉塑料的生產(chǎn)原理是使淀粉分子變構(gòu)而無序化，形成具有熱塑性能的淀粉樹脂，淀粉在各種環(huán)境中都具備完全的生物降解能力，塑料中的淀粉分子降解或灰化后，形成一氧化碳氣體，不對上壤或空氣產(chǎn)生毒害。同時，淀粉又是可再生資源，取之不竭，對節(jié)約資源也有很大的幫助。

據(jù)了解，目前我國大大小小規(guī)模不等的塑料包裝企業(yè)共有6力一多家，其中

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一半以上的企業(yè)都處于虧損的困境。造成這種現(xiàn)象的原因是多方而的，如政策、標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)、市場等等。目前國家己經(jīng)計劃投資2億元人民幣，對可降解產(chǎn)業(yè)尤其是生物可降解產(chǎn)業(yè)給子資金上的扶持。這對經(jīng)營困難、瀕臨破產(chǎn)的環(huán)保塑料企業(yè)來說，無疑是一個好消息。[21] 7.結(jié)論

我國幅員遼闊，淀粉作物品種多，產(chǎn)量大。山于淀粉改性技術(shù)落后，一方而國內(nèi)淀粉產(chǎn)品過剩，銷路不暢，另一方而又須從國外進口高質(zhì)量的變性淀粉。這種矛盾只有通過提高淀粉改性技術(shù)才能解決。今后的發(fā)展趨勢將趨于品種多樣化、功能復(fù)合化，兩性淀粉和多元改性淀粉具有比中一改性產(chǎn)品史優(yōu)越的使用性能，將受到青睞。相信我國的淀粉改性技術(shù)將有巨大的發(fā)展新的變性淀粉產(chǎn)品將不斷涌現(xiàn)。

參考文獻

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第10頁，共11頁

淀粉在食品工業(yè)中的應(yīng)用

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第二篇：基因工程在食品工業(yè)中的應(yīng)用

基因工程在食品工業(yè)中的應(yīng)用

摘要：生物技術(shù)發(fā)展日新月異，基因工程的應(yīng)用已經(jīng)滲透到工、農(nóng)、衣、國防和環(huán)保等各個領(lǐng)域，深刻影響著人類的生活和社會的進程；當(dāng)然，基因工程技術(shù)在食品中的應(yīng)用也越來越廣泛。它具有從本質(zhì)上改變生物及食品性能的特性，因此越來越受到食品科技工作者的重視。本文闡述了基因工程的定義，詳細介紹了基因工程食品的由來，并介紹了基因工程在食品原料改良中的應(yīng)用；基因工程在食品發(fā)酵中的應(yīng)用；基因工程在農(nóng)副產(chǎn)品加工中的應(yīng)用，同時，展望了基因工程技術(shù)在食品工業(yè)領(lǐng)域中的美好發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：基因工程

食品工業(yè)

食品原料改良

食品發(fā)酵

農(nóng)副產(chǎn)品

Application of genetic engineering in food industry Abstr act: Changing biotechnology and genetic engineering applications have penetrated into industry, agriculture, national defense, clothing, and the environmental protection and other fields, and deeply influenced the process of human life and society;Genetic engineering application in the food, of course, also more and more widely.It has essentially changed biological and food performance characteristics, so more and more brought to the attention of the food science and technology workers.This paper expounds the definition of genetic engineering, gene engineering was introduced in detail the origin of the food, and introduces the application of genetic engineering in food raw material improvement;The application of genetic engineering in food fermentation;Genetic engineering application in the agricultural and sideline products processing, at the same time, discussed in the field of genetic engineering in food industry good development prospects.Key word: Genetic engineering

food industry

food raw material improvement

food fermentation

agricultural and sideline products

一、基因工程的定義

狹義：指用體外重組DNA技術(shù)去獲得新的重組基因；

廣義：指按人們意愿設(shè)計，通過改造基因或基因組而改變生物的遺傳特性。如用重組DNA技術(shù)，將外源基因轉(zhuǎn)入大腸桿菌中表達，使大腸桿菌能夠生產(chǎn)人所需要的產(chǎn)品；將外源基因轉(zhuǎn)入動物，構(gòu)建具有新遺傳特性的轉(zhuǎn)基因動物；用基因敲除手段，獲得有遺傳缺陷的動物等。

基因工程食品: 基因工程食品是指利用生物技術(shù)改良的動植物或微生物所制造或生產(chǎn)的食品、食品原料及食品添加劑等。它是針對某一或某些特性以突變、植入異源基因或改變基因表現(xiàn)等生物技術(shù)方式，進行遺傳因子的修飾，使動植物或微生物具備或增強此特性，進而降低生產(chǎn)成本，增加食品或食品原料的價值，例如增強抗病性、改變營養(yǎng)成分，加快生長速度、增強對環(huán)境的抗性等

二、基因工程的發(fā)展史 基因工程是在分子生物學(xué)和分子遺傳學(xué)綜合發(fā)展基礎(chǔ)上于本世紀(jì)70年代誕生的一門嶄新的生物技術(shù)科學(xué)。一般來說，基因工程是指在基因水平上的遺傳工程，它是用人為方法將所需要的某一供體生物的遺傳物質(zhì)--DNA大分子提取出來，在離體條件下用適當(dāng)?shù)墓ぞ呙高M行切割后，把它與作為載體的DNA分子連接起來，然后與載體一起導(dǎo)入某一更易生長、繁殖的受體細胞中，以讓外源遺傳物質(zhì)在其中“安家落戶”，進行正常復(fù)制和表達，從而獲得新物種的一種嶄新的育種技術(shù)。

三、基因工程在食品原料改良中的應(yīng)用

（一)水化合物的改良

食品碳水化合物類食品方面利用基因工程來調(diào)節(jié)淀粉合成過程中特定酶的含量或幾種酶之間的比例，從而達到增加淀粉含量或獲得獨特性質(zhì)、品質(zhì)優(yōu)良的新型淀粉。例如：通過反義基因抑制淀粉分枝酶可獲得完全只含有直鏈淀粉的轉(zhuǎn)基因馬鈴薯。這樣油炸后的產(chǎn)品更具有馬鈴薯的風(fēng)味，更好的構(gòu)質(zhì)，較低的吸油量和較少的油味。

(二)油脂的改良

目前，控制脂肪酸鏈長的幾個酶的基因和控制飽和度的一些酶的基因已被克隆成功，并用于研究改善脂肪的品質(zhì)。如通過導(dǎo)入硬脂酸-ACP 脫氫酶的反義基因，可使轉(zhuǎn)基因油菜 種子中硬脂酸的含量從 2%增加到 40%。而將硬脂酞 CoA 脫飽和酶基因?qū)胱魑锖?，可使轉(zhuǎn)基因作物中的飽和脂肪酸(軟脂酸、硬脂酸)的含量有所下降，而不飽和脂 肪酸(油酸、亞油酸)的含量則明顯增加，其中油酸的含量可增加 7 倍。除了改變 油脂分子的不飽和度外，基因工程技術(shù)在改良脂肪酸的鏈長上也取得了實效。事實上，高油酸含量的轉(zhuǎn)基因大豆及高月桂酸含量的轉(zhuǎn)基因油料作物芥花菜(Canola)在美國已經(jīng)成為商品化生產(chǎn)的基因工程油料作物品種。

(三)蛋白質(zhì)的改良

食品中動植物蛋白由于其含量不高或比例不恰當(dāng)，可能導(dǎo)致蛋白營養(yǎng)不良。采用轉(zhuǎn)基因的方法，生產(chǎn)具有合理營養(yǎng)價值的食品，讓人們只需吃較少的食品，就可以滿足營養(yǎng)需求。例如，豆類植物中蛋氨酸的含量很低，但賴氨酸的含量很高；而谷類作物中的對應(yīng)氨基酸含量正好相反，通過基因工程技術(shù)，可將谷類植物慕岡導(dǎo)入豆類植物，開發(fā)蛋氨酸含量高的轉(zhuǎn)基因人豆。

（四）碳水化合物的改良

對碳水化合物的改進，只有通過對其酶的改變來調(diào)節(jié)其含量。高等植物體中涉及淀粉合成的酶類主要有: ADPP葡萄糖焦磷酸酶(ADP-GPP)、淀粉合成酶(SS)和分支酶(BE)。通過反義基因抑制淀粉分支酶，可獲得完全只含直鏈淀粉的轉(zhuǎn)基因馬鈴薯。Monsanto公司開發(fā)了淀粉含量平均提高了20%-30%的轉(zhuǎn)基因馬鈴薯。油炸后的產(chǎn)品更具馬鈴薯風(fēng)味、且吸油量較低。

四、基因工程在食品發(fā)酵中的應(yīng)用

隨著食品工業(yè)的發(fā)展，對酶、蛋白質(zhì)、氨基酸、香精、甜味劑等原輔料的需求量大增，而這些原輔料傳統(tǒng)上靠動植物供應(yīng)，由于受氣候、季節(jié)、生長期等因素的影響，供應(yīng)鼉往往不能滿足需要。現(xiàn)在基因工程技術(shù)已能將許多酶、蛋白質(zhì)、氨基酸和香精以及其他多種物質(zhì)的基岡克隆入合適的微生物宿主細胞中利用細菌的快速繁殖來大量生產(chǎn)。例如將牛胃蛋白酶的基因克隆入微生物體內(nèi)，由細菌生產(chǎn)這種動物來源的酶類，將解決奶酪工業(yè)受制于凝乳酶來源不足的問題；從西非發(fā)現(xiàn)的由植物果實中提取的甜味蛋自質(zhì)(thaumatin)的DNA編碼序列已經(jīng)被克隆入細菌，以生產(chǎn)這種高效低熱量新型甜味劑等。下面重點介紹基因工程程在啤酒工業(yè)、乳品工業(yè)方面的應(yīng)用。

(一)啤酒工業(yè)

1、大麥的選育：

利用RF[，P(限制性片斷長度多樣性)技術(shù)對人麥進行抗病選育、Q一淀粉酶多基因族分析大麥醇溶蛋白的研究及品種鑒定。利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將外源基因直接導(dǎo)入大麥，用于品種改良、抗蟲和抗病選育，人們期待著基因重組技術(shù)能產(chǎn)生耐枯斑病等病害的大麥品種。

2、啤酒稻的選育：

大米是啤酒釀造中使用最廣的輔料，但普通大米的用帚提高到30％以上時，麥汁中Q一氨基氮含量會不足而影響酵母的正常生長和發(fā)酵。利用基因轉(zhuǎn)移技術(shù)、細胞融合技術(shù)等選育高蛋白、低脂肪、低NSP(非淀粉多糖)的稻品種，專門用于啤酒釀造，進一步提高輔料比例，降低生產(chǎn)成本。

3、啤酒酵母的改造：

利用糧食替代晶釀造啤酒的首選原料是纖維素因為纖維素自然界存量最多的有機物，某些真菌如平菇、香菇、靈芝、紅曲霉等對纖維素有很強的分解能力，如果利用現(xiàn)代基因工程技術(shù)將這些真菌中控制纖維素酶，合成的基闐轉(zhuǎn)移到啤酒酵母中去，那么啤酒酵母就能利用纖維素釀造啤酒，改變傳統(tǒng)的啤酒生產(chǎn)中消耗大量的大麥和大米等糧食的局面。

(二)乳品工業(yè)

l、提高牛乳產(chǎn)量：

將采用基因工程技術(shù)生產(chǎn)的牛生長激素(BST)注射到母牛上，可提高母牛產(chǎn)奶量。目前利用DNA的克隆繁殖技術(shù)，把人垂體激素(ST)重組體互)陋UBST的mRNA中，利用外源BST來注射乳牛，可提高15％左右的產(chǎn)奶量，BST現(xiàn)已進入商業(yè)化領(lǐng)域?，F(xiàn)在英、美等國都已采用BST來提高乳牛的產(chǎn)奶量，具有極大的經(jīng)濟效益，且對人體無害。

2、改善牛乳的成分：

利用13一半乳糖苷酶水解乳中的乳糖，對眾多乳糖不耐癥者是一個難得的好產(chǎn)品?？蓪⒕幋a通過基因工程技術(shù)將B一半乳糖苷酶基因轉(zhuǎn)入GRAS級的微生物細胞作為宿主，在宿主調(diào)節(jié)基因的調(diào)控下，在發(fā)酵罐規(guī)模上生產(chǎn)表達有優(yōu)良特性的13一半乳糖營酶基因。此外，針對礦乳白蛋白的mRNA，用核酸編碼的轉(zhuǎn)基因，使與乳糖合成有關(guān)的a_乳白蛋白(是乳糖產(chǎn)生的催化物質(zhì))的基因被淘汰，以此達到降低乳中乳糖含量的目的。

五、基因工程在農(nóng)副產(chǎn)品加工中的應(yīng)用

改良果蔬采收后品質(zhì)增加其貯藏保鮮性能 隨著對番茄、香蕉、蘋果、菠菜等果蔬成熟及軟化機理的深入研究和基因工程技術(shù)的迅 速發(fā)展，使通過基因工程的方法直接生產(chǎn)耐儲藏果蔬成為可能。事實上，現(xiàn)在無論在國外還 是國內(nèi)都已經(jīng)有了商品化的轉(zhuǎn)基因番茄。促進果實和器官衰老是乙烯最主要的生理功能。在 果實中乙烯生物合成的關(guān)鍵酶主要是乙烯的直接前體—l-氨基環(huán)丙烷一 1-梭酸合成酶(ACC 合成酶)和ACC 氧化酶。在果實成熟中這兩種酶的活力明顯增加，導(dǎo)致乙烯產(chǎn)生急劇上升，促進果實成熟。在對這兩種酶基因克隆成功的基礎(chǔ)上，可以利用反義基因技術(shù)抑制這兩種基 因的表達，從而達到延緩果實成熟，延長保質(zhì)期的目的。因此，利用反義基因技術(shù)可以成 功的培育耐儲藏果蔬。目前，有關(guān)的研究正在繼續(xù)進行，并已擴大到了草莓、梨、香蕉、芒 果、甜瓜、桃、西瓜、河套蜜瓜等，所用的目的基因還包括與細胞壁代謝有關(guān)的多聚半乳糖 醛酸酶(PG)、纖維素酶和果膠甲脂酶基因。反義PG 轉(zhuǎn)基因番茄還具有更強的抗機械損傷和 真菌侵染能力，且有更高的果醬產(chǎn)率。

（六）、展望

目前，包括我國政府在內(nèi)的各國政府對基因工程技術(shù)在農(nóng)業(yè)和食品工業(yè)中的應(yīng)用都制定了相關(guān)的管理條例，因此只要合理地使用，基因工程技術(shù)將是發(fā)展綠色食品產(chǎn)業(yè)的有效手段。基因工程技術(shù)是一門誕生不久的新興技術(shù)，正如其它一些新技術(shù)的產(chǎn)生過程一樣，由于人們一開始對新技術(shù)的了解程度不夠，由此而產(chǎn)生的疑慮和爭論是可以理解的，更何況基因工程技術(shù)研究的產(chǎn)品與人類健康息息相關(guān)。雖然現(xiàn)在對基因工程技術(shù)仍有許多爭論，但目前科學(xué)界已基本上達成共識，即基因工程本身是一門中性技術(shù)，只要能正確地使用該項技術(shù)就可以造福于人類可以預(yù)言，在2l世紀(jì)，以基因工程為核心的生物技術(shù)必將給食品工業(yè)帶來深刻的革命

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第三篇：DSC在淀粉中的應(yīng)用

DSC在淀粉中的應(yīng)用（Application of DSC in the research starch）

生化學(xué)院 食品101班

李玉嬌 3100401119

摘要：介紹了DSC 熱分析儀的原理與性能, 利用DSC研究淀粉糊化與老化過程的熱力學(xué)性質(zhì)，測定玻璃化轉(zhuǎn)變溫度,并對其在食品研究中的發(fā)展趨勢進行了展望。關(guān)鍵詞：DSC;淀粉；玻璃化；應(yīng)用

A b st r a ct : This paper introduces the principle and performance of DSC.The method of differential scanning calorimetry(DSC)was used to study thermodynamic property of gelatinization.The prospect of its application in food research is also mentioned.K e y w o r d s: DSC;starch;glass state;application

前言

差示掃描量熱技術(shù)(DSC)是一種使用最為普遍的熱分析技術(shù), 主要用來直接測量程序控制溫度下物質(zhì)的物理性質(zhì)與溫度的關(guān)系 熱分析曲線, 特別適合于研究伴隨有焓變或比熱容變化的現(xiàn)象。淀粉作為大多數(shù)高等植物的主要儲藏物,是由直鏈淀粉和支鏈淀粉構(gòu)成, 它的許多性質(zhì)如糊化、老化、玻璃化相變等都與熱有關(guān), 都伴隨著熱焓或比熱容的變化。故而許多研究人員都采用DSC來檢測淀粉在熱相變過程中的熱流變化,為深入研究淀粉顆粒在熱相變過程中的結(jié)構(gòu)變化提供有價值的參考資料[ 1]。

淀粉是綠色植物果實種子塊根塊莖的主分是空氣中二氧化碳 和 水經(jīng)光合作用合成的產(chǎn)物取之不盡用之不竭的天然資源目前廣泛應(yīng)用于造紙 紡織 精細化工 包裝材料制造等工業(yè)類在 4000多年前就開始使用淀粉，但大規(guī)模工產(chǎn)和以應(yīng)用淀粉及對其結(jié)構(gòu)的研究，只有 100多年歷史?淀粉是人類主食，在營養(yǎng)方面起著重要作用。此外，經(jīng)改修飾或化學(xué)處理的淀粉衍生物也可用于多種食品中?近幾十來，國內(nèi)外對變性淀粉研究十分活躍，在變性淀粉科學(xué)研究市場開發(fā)方面取得一定進展?變性淀粉產(chǎn)品開發(fā)和研制通常借助于DSC(Differential Scanning Calorimetry)即差示掃描量[2-4]。差示掃描量熱儀(DSC, Differential Scan-ning Calorimetry)測定原理DSC 即差示掃描量熱法[5]是在維持樣品與參比物的溫度相同的程序控制下, 測量輸送給被測物質(zhì)和參比物質(zhì)的能量差值與溫度之間關(guān)系的一種熱分析技術(shù)方法。DSC 有兩套獨立的加熱裝置在

相同的溫度條件下采用電補償, 并測量樣品對熱量的吸收, 兩個加熱器在整個過程中保持在一定的溫度范圍之內(nèi), 可以精確、快速地控制溫度并進行熱容、熱焓的測量。DSC 分為功率補償型、熱通量DSC 和熱流型3 種類型, 具有易定量分析、分辨率高、靈敏度高等優(yōu)點, 能定量測定多種熱力學(xué)和動力學(xué)參數(shù), 且可進行晶體微細結(jié)構(gòu)分析等工作, 如樣品的焓變, 比熱容等的測定。DSC 的工作原理參見圖1 【6】。樣品與參照物的溫差(ΔT)反映出熱效應(yīng)的大小。DSC 在操作時, 其樣品量非常少, 通常固體樣品在10~20 mg, 液體樣品在10~20 μL 范圍內(nèi)。樣品的制備與進樣對測定結(jié)果均有很大的影響。

樣品與參照物的溫差(ΔT)反映出熱效應(yīng)的大小。DSC 在操作時, 其樣品量非常少, 通常固體樣品在10~20 mg, 液體樣品在10~20 μL 范圍內(nèi)。樣品的制備與進樣對測定結(jié)果均有很大的影響。

2淀粉的糊化性質(zhì)

淀粉與水混合后，淀粉顆粒就會吸水膨脹，當(dāng)加熱淀粉乳 時，淀粉分子開始劇烈震動，淀粉分子內(nèi)和分子間氫鍵就被打 斷，因此在原來氫鍵位置上就吸入大量水(水化作用)，淀粉結(jié)

晶區(qū)開始慢慢消失，當(dāng)結(jié)晶區(qū)完全消失時即稱為糊化，此時溫 度為糊化溫度? 因淀粉糊化過程代表淀粉分子從有序狀態(tài)到無 序狀態(tài)轉(zhuǎn)變，同時也伴隨著能量變化，因此可利用DSC 進行測 量? 淀粉糊化是食品加工過程中的一種重要現(xiàn)象,如面包和蛋糕的焙烤、谷物類品的擠壓等都有賴于適度的淀粉糊一直以來學(xué)者們對淀粉糊化的工藝性都很關(guān)注,根據(jù)淀粉顆粒的性質(zhì), 采不同的方法研究了淀粉的糊化。這些法包括:粘度法、顯微觀察法、光透射、雙折射法等, 但這些方法都受到一些數(shù)諸如淀粉/水比例、溫度范圍等的限而用DSC卻不受這些因素的限制[8]。原因在于 DSC可以在較寬的淀粉/比例范圍內(nèi)研究淀粉糊化;DSC可測定100℃以上的糊化溫度;根據(jù)C檢測結(jié)果可以估算相變熱焓值[ 7]。

劉京生等[9]利用DSC 研究了脫脂米粉與未脫脂米粉淀粉 的糊化過程，結(jié)果見圖2。淀粉的老化現(xiàn)象

通過冷卻糊化后的濃縮淀粉水懸浮液可以得到淀粉凝膠。在凝膠陳化

過程中,其流變學(xué)性質(zhì)、結(jié)晶度和持水能力發(fā)生顯著變化, 這一變化過程就是淀粉老化。它是影響淀粉食品質(zhì)構(gòu)的主要因素。一般認為, 淀粉老化包括兩個相互獨立的過程,(a)糊化過程中可溶性直鏈淀粉凝膠化。(b)糊化后的淀粉顆粒內(nèi)支鏈淀粉的重結(jié)晶。通常用定量DSC技術(shù)來研究淀粉老化過程中支鏈淀粉重結(jié)晶的速率和程度, 也就是說,DSC技術(shù)是一種檢測重結(jié)晶凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形成過程的可行方法。根據(jù)DSC曲線中融化吸熱峰的大小, 可以計算出老化淀粉結(jié)晶的量, 從而判斷淀粉的老化程度[ 10-11]。

丁文平等[12]利用DSC 對糯小麥淀粉老化(回生)特性進行 研究，測試條件為將糊化后的樣品分別在4 ℃下儲藏1、3、5、和14 d 后重新用DSC 進行回生測定。掃描范圍為20 ～100 ℃，溫速率為10 ℃/min，結(jié)果見表4。

由表4可知，糊化淀粉在DSC 分析過程中不再有熱力學(xué)過 程發(fā)生，而在冷卻時，隨著糊化淀粉在低溫下放置時間不同，

老化程度也不同。時間越長，回生程度越大，從而導(dǎo)致回生后 淀粉的分析結(jié)果相差很大，這與淀粉回生理論相一致。因此，可以用DSC 分析手段來檢測淀粉回生程度。淀粉的玻璃化相變

玻璃化相變是影響大分子聚合物物理性質(zhì)的一種重要相變特性。它是無定形聚合物的特征, 是一個二級相變過程[ 13]。在低溫下, 聚合物長鏈中的分子是以隨機的方式呈 凍結(jié)狀態(tài)的。如果給聚合物以熱量即加熱, 則長鏈中的分子開始運動,當(dāng)能量足夠大時, 分子間發(fā)相對滑動,致使聚合物變得有粘性、柔韌,呈橡膠態(tài)。這一變化過程即稱為玻璃化相變[ 14]。淀粉作為一種半結(jié)晶半無定形的聚合物,也具有璃化相變, 在相變過程中,其熱學(xué)性質(zhì)如比熱、比容等都發(fā)生了明顯的變化, 用DSC能快速而又準(zhǔn)確地檢測這些量的變化, 并研究結(jié)晶度、分含量等因素對玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)的影響。與其它方法相比, DSC是測定淀粉的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的更有效方法。對高水分含量體系,玻璃化相變溫度可能低于室溫, 用普通DSC無法檢測[15]。另淀粉結(jié)晶度越大,Tg 值越大。結(jié)晶度增大和水分含量下降使Tg 值增大的效果相同, 并且水分含量下降產(chǎn)生的效果隨著結(jié)晶度的增大而加[16] 3 展 望

各種具 有 特 殊 用 途 的 差 示 掃 描 量 熱 法—— —調(diào)制DSC、調(diào) 溫 DSC、交 變 DSC、壓 力 DSC 等 方 法 層出 不 窮[17]。如 美 國(R & DMagazine)主 要 是 針 對DSC 的 高 靈 敏 傳 感 器 的 研 發(fā)。2006年

出現(xiàn) 的DSC823, 比市場上儀器的靈敏度提高5 倍。低溫顯微鏡DSC 系統(tǒng)(有究其在測定凍結(jié)食品Tg中的應(yīng) 用): 把 低 溫 顯 微 技 術(shù) 與DSC 技 術(shù) 結(jié) 合, 可 在 觀察 樣 品 形 態(tài) 的 圖 象 信 息 變 化 的 同 時, 獲 得 物 理 化學(xué) 方面的參數(shù)信息, 得到更精確的結(jié)論。Wolanczyk(1996)指出, 對 于DSC 曲 線 上 有 玻璃化轉(zhuǎn)變跡象的點, 應(yīng)該用另一種儀器加以證實。Reid 等(1998)也認為, 僅僅靠一種儀器來確定Tg′是不精確的, 最有力的工具是幾種儀器的 組合。Hegenbart(1999)建 議, 從 食 品 技 術(shù) 和 產(chǎn) 品 發(fā) 展 的觀 點 來 看, 最 好 能 找 到 一 種 簡 單、快 捷、便 宜 且 能準(zhǔn)確測量實際食品Tg′的方法。

對于DSC 測定食品玻璃化轉(zhuǎn)變的研究一直是大家關(guān)注的熱點。發(fā)展和改進檢測技術(shù), 深入研究食 品 體 系 的 玻 璃 化 轉(zhuǎn) 變 動 力 學(xué)、熱 力 學(xué) 及 其 對 食品品質(zhì)的影響是今后研究的重點。隨著DSC 熱分析 技 術(shù) 的 成 熟 與 發(fā) 展, 會 使 其 對 食 品 中 某 些 成 分的性質(zhì)研究更加方便、快捷, 并指導(dǎo)食品加工和 貯藏。人們采用 DSC 對食品的研究在不斷深入, 它作為 一 種 熱 分 析 手 段 可 以 對 食 品 的 質(zhì) 量 進 行 控 制,在食品領(lǐng)域中將得到更廣泛的應(yīng)用。參考文獻

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第四篇：GMP在食品工業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

摘 要GMP是良好操作規(guī)范（Good Manufacturing Practice）的簡稱。食品GMP的主要內(nèi)容是要求企業(yè)從原料、人員、設(shè)施設(shè)備、生產(chǎn)過程、包裝運輸、質(zhì)量控制等方面進行規(guī)范性衛(wèi)生要求，并嚴(yán)格執(zhí)行和操作的規(guī)范性文件，是HACCP建立實施的基礎(chǔ)。文中介紹了GMP的歷史背景、特點，綜述了在國內(nèi)食品行業(yè)應(yīng)用的現(xiàn)狀，對GMP在食品工業(yè)中需要提高和改進的方面提出建議。

關(guān) 鍵 詞GMP食品應(yīng)用

前 言隨著社會生產(chǎn)的不斷發(fā)展，人民生活水平的逐漸提高，人們對生活質(zhì)量的要求也與日俱增，現(xiàn)代人不再僅僅滿足于吃飽，更注重安全、健康和營養(yǎng)，因此對于食品工業(yè)來說GMP是十分必要的。作為未來食品行業(yè)工作的成員之一，了解現(xiàn)階段我國GMP在食品工業(yè)中的應(yīng)用更是必不可少的專業(yè)素養(yǎng)，

第五篇：PCR技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用

PCR技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用

姓名

專業(yè)

翟揚威 學(xué)號 11042106

食品科學(xué)與工程 班級 11-1

[摘要]: 如今食品營養(yǎng)、安全問題備受關(guān)注，是關(guān)系到人們健康和國家發(fā)展的重大課題，有關(guān)食品安全檢測的技術(shù)受到重視,其中 PCR技術(shù)以其靈敏度高、特異性強以及快速準(zhǔn)確等優(yōu)勢在食品檢測領(lǐng)域得到廣泛的認可.現(xiàn)主要介紹一下PCR技術(shù)檢測食品微生物的優(yōu)點，且分析了PCR技術(shù)在食品檢測中的應(yīng)用及一些新的PCR檢測技術(shù)，并說明了這些技術(shù)在食品微生物檢測中的發(fā)展。

[關(guān)鍵詞]: 多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng) PCR 食品檢測 微生物

近年來，PCR技術(shù)在食品工業(yè)中倍受重視，例如：基因克隆、轉(zhuǎn)基因食品檢測、微生物檢測、食品成分及產(chǎn)地的檢測等，推進了基因工程在食品產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

首先，我們得了解PCR技術(shù)是什么？作用原理是什么？

PCR即聚合酶鏈反應(yīng)(Polymerase Chain Reaction ,PCR)，是80年代中期發(fā)展起來的體外核酸擴增技術(shù)。它具有特異、敏感、產(chǎn)率高、快速、簡便、重復(fù)性好、易自動化等突出優(yōu)點；能在一個試管內(nèi)將所要研究 的目的基因或某一DNA片段于數(shù)小時內(nèi)擴增至十萬乃至百萬倍,使肉眼能直接觀察和判斷；可從一根毛發(fā)、一滴血、甚至一個細胞中擴增出足量的DNA供分析研 究和檢測鑒定。過去幾天幾星期才能做到的事情，用PCR幾小時便可完成。PCR技術(shù)是生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的一項革命性創(chuàng)舉和里程碑。

PCR技術(shù)的基本原理：該技術(shù)是在模板DNA、引物和四種脫氧核糖核苷酸存在下，依賴于DNA聚合酶的酶促合成反應(yīng)。DNA聚合酶以單鏈DNA為模板，借助一小段雙鏈DNA來啟動合成，通過一個或兩個人工合成的寡核苷酸引物與單鏈DNA模板中的一段互補序列結(jié)合，形成部分雙鏈。在適宜的溫度和環(huán)境下，DNA聚合酶將脫氧單核苷酸加到引物3′-OH末端，并以此為起始點，沿模板5′→3′方向延伸，合成一條新的DNA互補鏈。

參加pcr反應(yīng)的物質(zhì)主要有五種即引物、酶、D-NTP、模板和Mg2+ 引物：引物是PCR特異性反應(yīng)的關(guān)鍵，PCR 產(chǎn)物的特異性取決于引物與模板DNA互補的程度。理論上，只要知道任何一段模板DNA序列，就能按其設(shè)計互補的寡核苷酸鏈做引物，利用PCR就可將模板DNA在體外大量擴增。設(shè)計引物應(yīng)遵循以下原則： ①引物長度：15-30bp，常用為20bp左右。

②引物擴增跨度：以200-500bp為宜，特定條件下可擴增長至10kb的片段。

③引物堿基：G+C含量以40-60%為宜，G+C太少擴增效果不佳，G+C過多易出現(xiàn)非特異條帶。ATGC最好隨機分布，避免5個以上的嘌呤或嘧啶核苷酸的成串排列。

④避免引物內(nèi)部出現(xiàn)二級結(jié)構(gòu)，避免兩條引物間互補，特別是3'端的互補，否則會形成引物二聚體，產(chǎn)生非特異的擴增條帶。⑤引物3'端的堿基，特別是最末及倒數(shù)第二個堿基，應(yīng)嚴(yán)格要求配對，以避免因末端堿基不配對而導(dǎo)致PCR失敗。

⑥引物中有或能加上合適的酶切位點，被擴增的靶序列最好有適宜的酶切位點，這對酶切分析或分子克隆很有好處。

⑦引物的特異性：引物應(yīng)與核酸序列數(shù)據(jù)庫的其它序列無明顯同源性。引物量：每條引物的濃度0.1～1umol或10～100pmol，以最低引物量產(chǎn)生所需要的結(jié)果為好，引物濃度偏高會引起錯配和非特異性擴增，且可增加引物之間形成二聚體的機會。

PCR 技術(shù)檢測微生物的基本原理是在被檢測微生物核酸序列, 在PCR 體系下經(jīng)高溫變性、低溫退火、適溫延伸三步循環(huán)將單個核酸分子序列以2的指數(shù)進行大量復(fù)制擴增的過程。即在檢測時, 被檢測微生物雙鏈DNA 序列在94℃變性解鏈成雙鏈, 55℃特異性引物與單鏈DNA 結(jié)合, 72℃在引物的引導(dǎo)延伸復(fù)制檢測微生物DNA 序列。以上三步進行循環(huán)擴增得到大量的被檢測微生物DNA 序列, 最后一般在凝膠電泳下檢測目的DNA。理論上只要樣品中有一個分子的微生物就可以在短時間內(nèi)用PCR 技術(shù)檢測到。食品中污染微生物種類很多, 即使是同一種食品中微生物種類也有很多, 用傳統(tǒng)的方法檢測食品中微生物要分離出所有的微生物很困難。特別是在檢測食品中的弱勢菌時, 可能很難用傳統(tǒng)的方法檢測出來, 特別是有些微生物很難培養(yǎng), 而用PCR 技術(shù)檢測這些微生物可以避免這些問題, 因此, 利用PCR 技術(shù)能夠比較準(zhǔn)確地檢測食品中微生物。

PCR技術(shù)在食品成分測定方面的應(yīng)用也倍受關(guān)注，如動物源性成分的測定等。

近年來，瘋牛病、羊癢病及禽流感等疾病通過食品的傳播，由于食品安全性與質(zhì)量監(jiān)督的需要及宗教信仰等問題，有必要對食品中的動物源成分進行檢測，僅靠傳統(tǒng)的外觀鑒別，無法準(zhǔn)確判定其實際成分。PCR 技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于動物肉類的物種檢測與飼料中的動物成分檢測。陳文炳[20]等，應(yīng)用了PCR技術(shù)檢測12種加工食品中豬、牛、羊、雞等動物源性成分，并開發(fā)了真核生物所共有的18S核糖體DNA(18S R-DNA)與食品中多種動物物種特異性基因片段之間的二重PCR檢測方法，以提高檢測效率與準(zhǔn)確性，節(jié)約檢測成本。王麗媛[21]等，利用單重PCR和多重PCR對部分市售肉制品進行檢測，以確定食品中是否含有動物源性成分及其含量。此方法操作簡便，快速準(zhǔn)確，節(jié)省費用。植物源性成分的測定

我國是一個農(nóng)產(chǎn)品出口大國，加入WTO后，隨著農(nóng)產(chǎn)品出口量的增加，國外對出口食品質(zhì)量的要求也隨之提高。為確保食品的品質(zhì)和安全，為我國食品的進出口貿(mào)易嚴(yán)格把關(guān)，保證我國人民日常生活的食品安全和生命健康。因此，開發(fā)出準(zhǔn)確方便的鑒定食品有效成分的方法，具有重大意義。陳文炳[22]等本研究以豆粉與豆奶粉中的大豆成分(內(nèi)源Lectin基因)、食品中的玉米(IVR 基因)、馬鈴薯(PATA基因)、番茄(PG基因)等成分以及真核生物中普遍存在的核糖體DNA(18S R-DNA)片段為研究對象，進行單一與二重PCR擴增，以擴增產(chǎn)物作為分子標(biāo)記，建立加工食品中植物源性有效成分的分子生物學(xué)鑒定技術(shù)，為食品質(zhì)量與安全管理提供技術(shù)支持。

參考文獻

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