多孔淀粉综述.doc

关于多孔淀粉的文献综述 摘要：综述了多孔淀粉的研究历史、理化性质、形成过程及影响形成的因素，最后分析了多孔淀粉的广泛应用前景。 关键词：多孔淀粉；理化性质；形成过程；应用前景 前言 淀粉是绿色植物果实、种子、块茎、块根主要成分,而变性淀粉是原淀粉深加工产品之一。目前世界上变性淀粉种类有上千种, 产量占淀粉总量20%, 广泛应用于造纸、纺织、医药、化工、食品等领域。目前世界变性淀粉产量已近万吨, 美国万吨, 欧盟万吨, 至年我国变性淀粉产量已达万吨, 仅占世界变性淀粉产量左右。多孔淀粉又称微孔淀粉，是一种新型变性淀粉,指经人工方法处理而使颗粒呈现多孔状的淀粉，与天然淀粉相比具有较大的比表面积、比孔容及良好的吸水、吸油性能，并且成本低，无毒害，可自然降解。 目前, 多孔淀粉研究主要集中在日本、美国的2个研究单位, 主要研究人员分别是日本长谷川信弘先生及美国whistler教授, 涉及研究内容为多孔淀粉制备、应用及改性等。其中, 日本有关多孔淀粉应用研究报导较多, 在我国仅见少数研究报告, 生产与应用尚处于起步阶段。 1 多孔淀粉研究历史 多孔淀粉并不是一个全新的物质，而是一种在自然界中一直存在着的物质，只不过一直以来没有将它作为一种专门的物质进行研究或讨论。早在l9世纪60年代，有研究者观察到动物(兔子、老鼠)在喂食含生淀粉的食物后，其粪便中有未被完全消化的淀粉粒，有的呈多孔状，有的表面坑坑洼洼，有的表面呈鳞片状。这些未被完全消化的淀粉颗粒其实就是多孔淀粉。1973年日本学者发现大麦发芽2d后，随着淀粉酶的作用，大颗粒淀粉表面出现不规则分布的圆形小孔，腐蚀作用一层一层从外向内扩散，使淀粉变为多孔状结构。 20世纪70～80年代，日本人在研究用未蒸煮淀粉发酵生产酒精时，谷口肇、东原昌孝、上田诚之助等人均发现水解残余物为带孔的淀粉，但是当时人们的注意力一直集中在如何尽可能地用生淀粉发酵生产酒精，降低能源消耗。没有人花精力研究、考察水解残余物。 20世纪80～90年代，巴西学者研究用生淀粉酶水解生玉米淀粉生产葡萄糖时，发现残余物为多孔状结构，同时研究了水解条件以及原料粒度对水解速度的影响。日本大阪市立大学的的研究者较全面地考察了不同来源的淀粉酶和糖化酶水解多种生淀粉的情况，发现并不是所有的水解产物都是多孔状的，有的能形成多孔．有的只在颗粒表面形成鳞片状，也有的颗粒表面只是变得较为粗糙而已。这是最早研究有关多孔淀粉形成条件的报导。 1985年，日本学者报导分离得到黑曲霉生淀粉酶，该酶具有较强的生玉米淀粉水解力，水解残留物呈多孔结构。1993年，日本人研究发现糖化酶和淀粉酶能使生米淀粉表面形成孔。1995年国内的研究者 在研究用生淀粉发酵生产酒精时，发现水解残余物是多孔状的。 以上都是在用生淀粉发酵生产酒精或葡萄糖等的研究中发现了有多孔淀粉的存在，但仅仅局限于报道这类现象，一直没有专门对多孔淀粉做一详细的研究。直到1996年美国普渡大学的R L Whistler教授引用生淀粉酶水解玉米淀粉得到了多孔淀粉，首次发表了有关多孔淀粉吸附性能和应用方面的初步研究。1998年日本的长谷川信弘首次提出了较为明确的多孔淀粉的定义。全面介绍了以玉米淀粉为原料，用曲霉糖化酶水解制备多孔淀粉，测定了多孔淀粉的吸附性能、吸附量、堆积密度、比表面积等性能参数，同时介绍了两个应用实例，即先用多孔淀粉吸附DHA、森林匙羹藤酸后再进行微胶囊化。同年Whistler教授等将多孔淀粉表面改性，如酯化、醚化、交联，改性后的淀粉颗粒能作为吸附功能性物质的载体，通过压榨、化学降解淀粉基质即可释放被吸附的物质。吸附的物质如下：色拉油、香味、昆虫驱虫剂、杀虫剂、除莠草剂、香水、增湿剂、肥皂、蜡、洗涤剂、维生素、治病药物等等。因此，目前多孔淀粉的研究主要集中在日本、美国两个国家的两个研究单位，主要研究人员分别是日本的长谷川信弘先生以及美国的Whistler教授。涉及的研究内容为多孔淀粉的形成、应用以及改性等，其中日本的报导中关于多孔淀粉应用研究的较多。 2 多孔淀粉理化特性 多孔淀粉, 又称为微孔淀粉, 呈白色, 粉状, 外观类似原淀粉, 一般是指对生淀粉用淀粉酶在低于糊化温度下进行酶解得到产物同时, 也可通过物理和机械方法得到。多孔淀粉微孔直径在0.5～1.5μm左右, 微孔布满整个淀粉颗粒表面并由表面向中心深入, 孔的面积占颗粒体积50%左右。多孔淀粉质量优劣主要在于微孔直径大小、微孔孔腔体积与淀粉总体积比率及微孔在淀粉表面分布, 其中微孔大小往往决定多孔淀粉吸附与缓释性能。 天然淀粉粒依靠粒表面原子或原子团微弱化合价产生吸附力吸附物质, 当被吸附物受到更大吸引力时吸附物就会解体而多孔淀粉因具有凹孔, 能将被吸附物吸入空的内壁, 吸附较牢固, 使吸附物不易脱离。多孔淀粉与天然淀粉相