甘薯淀粉-魔芋葡甘露聚糖膜性能研究

不同淀粉对魔芋葡聚糖凝胶特性的影响及复合凝胶的制备目录1. 内容简述 (2)1.1 魔芋葡聚糖的基本性质与用途 (2)1.2 淀粉材料概述 (4)1.3 复合凝胶的研究背景与意义 (5)2. 实验材料与方法 (6)2.1 主要实验材料 (7)2.1.1 魔芋葡聚糖 (9)2.1.2 高淀粉含量材料 (10)2.1.3 其他辅助材料 (11)2.2 实验设备 (12)2.2.1 凝胶制备设备 (13)2.2.2 研究工具 (13)2.3 实验步骤 (15)2.3.1 魔芋葡聚糖与淀粉的预处理 (15)2.3.2 不同配比的凝胶制备过程 (16)2.3.3 凝胶特性的测试与分析 (17)3. 结果与讨论 (19)3.1 魔芋葡聚糖与不同淀粉的凝胶特性比较 (20)3.1.1 凝胶强度与稳定性的对比 (21)3.1.2 凝胶溶胀性与持水性的研究发现 (22)3.1.3 凝胶机械性能的探讨 (24)3.2 魔芋葡聚糖和淀粉的复合凝胶特性 (25)3.2.1 凝胶形态与结构的描述 (26)3.2.2 复合凝胶的物理化学性质分析 (27)3.2.3 复合凝胶在应用上的潜在优势 (28)3.3 机制与影响因素 (29)3.3.1 不同分子结构对凝胶化过程的影响 (30)3.3.2 各种复合条件下的相互作用机理 (31)3.3.3 温度、pH值等环境因素的探讨 (32)1. 内容简述本研究探讨了不同淀粉类型对魔芋葡聚糖凝胶特性（如凝胶强度、破乳性、微观结构等）的影响，并探究了魔芋葡聚糖与不同淀粉复合凝胶的制备方法及性质。

对比不同淀粉（如玉米淀粉、魔芋淀粉、红薯淀粉等）对魔芋葡聚糖凝胶特性的影响：通过观察凝胶的力学性质、微观形貌及口感等方面，阐明不同淀粉与魔芋葡聚糖之间的相互作用机制。

优化魔芋葡聚糖与不同淀粉复合凝胶的制备工艺：考察不同搅拌速度、温度、pH值等因素对复合凝胶结构和特性的影响，找到最佳凝胶形成条件。

魔芋葡甘聚糖一、魔芋葡甘聚糖的化学结构魔芋葡甘聚糖（Konjac Glucomannan, KGM）或简称“葡甘聚糖”，为天然高分子多糖，分子量为200, 000-2,000, 000。

魔芋葡甘聚糖是由β-D-甘露糖与β-D-葡萄糖以β-1，4键结合起来的链状分子，分子中的葡萄糖与甘露糖的比例为1：1.5-1.6，在甘露糖的C-3位上连有以β-1-3键连接的支链，分子每19个糖残基（C-6位）上连接有一个乙酰基。

由于其水溶液具有很高的粘稠度而在食品工业中广泛应用作增稠剂、稳定剂和乳化剂等。

魔芋葡甘聚糖水解后，可获得葡萄糖、甘露糖和少量的乙酸。

在魔芋葡甘聚糖的大分子链中，乙酰基/糖残基数为1/19，如以38个糖残基组成重复单元，葡萄糖（G）/甘露糖（M）为15/23，即1：1.5-1.6，主链中葡萄糖残基以及甘露糖残基均以β-1-4甙键相连接，支链以β-1-4甙键与主链相连接。

魔芋葡甘聚糖的大分子结构如下：图中，G为Glucose(葡萄糖)，M为Mannose(甘露糖)，A c为乙酰基，置换糖残基伯醇羟基的氢而成酯，n聚合度，一般在160-315之间，分子量在200 000-2 000 000之间。

二、物理性质⑴水溶性魔芋胶是一种水溶性胶体，由于在溶解过程中，水分子的扩散迁移速度远远超过葡甘聚糖大分子的扩散迁移速度，结果，魔芋胶的颗粒发生溶胀或肿胀，使颗粒表面产生薄薄一层高聚糖的粘稠溶液，逼使魔芋胶的颗粒互相粘联而结块，妨碍魔芋胶的进一步溶解。

为此，应使用蔗糖、葡萄糖、盐或淀粉之类的分散剂在魔芋胶溶解之前与魔芋胶混合，以防止结块。

一般用于肉制品的魔芋胶可用盐或淀粉稀释分散，用于甜食品的魔芋胶可用蔗糖或葡萄糖稀释分散，如果没有稀释分散剂，魔芋胶必需在高速搅拌的条件下溶解，魔芋胶溶解后的溶液即便浓度只有1%，也是粘稠浓厚的。

⑵混溶性魔芋胶可以和蔗糖、葡萄糖、糖浆、奶粉混溶；魔芋胶可以和多数食品乳化剂、食用香精、食用色素、食用防腐剂等食品添加剂混溶；魔芋胶可以和果胶、黄原胶、阿拉伯胶、半合成胶、天然胶等食品增稠剂混溶；魔芋胶可以和各种淀粉、天然食品的超微细粉混溶。

2011年第20卷第24期魔芋葡甘聚糖改性的研究概况徐清华1，崔英慧2，刘鑫3（1．河北省廊坊市人民医院药剂科，河北廊坊065000；2．河北省隆化县医院药剂科，河北承德068150；3．神威药业有限公司，河北石家庄051430）摘要：目的综述魔芋葡甘聚糖改性方面的研究概况。

方法对魔芋葡甘聚糖的改性研究情况进行综合、分析和归纳。

结果魔芋葡甘聚糖的改性有酯化改性、接枝共聚反应、醚化、酶解和形成多糖复配体系等。

结论将魔芋葡甘聚糖改性后可以更好地拓展其用途。

关键词：魔芋；魔芋葡甘聚糖；改性中图分类号：R284．3；R282．71文献标识码：A文章编号：1006－4931(2011)23－0091－02魔芋(又称作蒟蒻、蛇六谷、麻芋、鬼芋、花连杆等)是天南星科魔芋属单子叶植物纲多年生草本植物，以球状块茎入药，主要活性成分是魔芋葡甘聚糖(konjac glucomannan，KGM)。

魔芋葡甘聚糖是由D－葡萄糖和D－甘露糖按1ʒ1．5 1．7的摩尔比，以β－1，4和β－1，3糖苷键连接起来的高分子多糖，相对分子质量约在200000 2000000之间，在其分子链上平均每17个糖残基C－6位上连有1个乙酰基[1－2]。

由于流动性不好、溶胶稳定性差等缺陷[3]，常需要对其进行改性[2，4]，达到满足设计需要的目的，现就魔芋葡甘聚糖的改性研究概况进行综述。

1酯化改性将魔芋葡甘聚糖与酸或酸酐等在一定条件下反应，得到相应的酯化产物，酸和酸酐主要是磷酸盐、丙烯酸、马来酸酐、乙酸酐等[5]。

严睿文等[6]应用丙烯酸(AA)对魔芋葡甘聚糖进行改性，以取代度为指标、硫酸为催化剂，丙烯酸与魔芋葡甘聚糖的质量比为3．82ʒ1，在45ħ反应4h，其取代度(DS)最高为0．767。

改性后魔芋葡甘聚糖抑菌效果有明显改善，当取代度高于0．7时，其成膜性能较好，可作为环保可降解膜材料使用。

魔芋葡甘聚糖改性过程中，其相对分子质量也是一个重要的因素，它影响改性后产物的黏度、溶解性乃至应用范围等，在乙酰化改性时要兼顾取代度和相对分子质量。

学士学位论文论文题目两种魔芋葡甘聚糖羧酸酯的制备及其性能的研究院系专业姓名学号指导老师日期The preparation of two kinds of KGM carboxylate and research their propertiesMay 26,2011两种魔芋葡甘聚糖羧酸酯的制备及其性能的研究郑重声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含他人已经发表或撰写过的研究成果，与我一同工作过的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。

作者签名：日期：摘要制备了两种魔芋葡甘聚糖羧酸酯并研究其相关性能。

以魔芋葡甘聚糖（KGM）为原料，氢氧化钠为催化剂，乙酸酐为改性剂，制备了魔芋葡甘聚糖乙酸酯；以吡啶为催化剂，正丁酰氯为改性剂，在苯的反应体系中制备了魔芋葡甘聚糖丁酸酯。

分别研究了不同反应条件对以上两种魔芋葡甘聚糖脂肪酯的取代度（DS）和吸水性的影响。

运用傅立叶红外光谱仪(FTIR)对KGM乙酸酯和KGM丁酸酯进行了表征，利用布袋法检测了它们的吸水性。

结果表明，KGM乙酸酯和KGM 丁酸酯的羰基(C=O)特征吸收峰较KGM明显增强，吸水性随着DS的增加而降低，在DS相同的情况下，KGM乙酸酯比KGM丁酸酯吸水性强。

关键词：魔芋葡甘聚糖；酯化反应；吸水性ABSTRACTFabricate two kinds of KGM carboxylate and research their properties. Manufacture KGM acetate with KGM as raw materials, sodium hydroxide as catalyst, and acetic anhydride as modifier; fabricate KGM butyric acid ester in the reaction system of benzene. Study seperately the influence of the two kind of KGM carboxylate of the degree of substitution and water absorbability under the reaction e FTIR spectrometer to characterize the KGM and KGM carboxylate, and detect the water absorbability of them in bag process. The results show that the absorption peak of carbonyl group features of the KGM acetate and butyrate increases, and the water absorbability lowers as the increasing of the DS.In the same DS circumstances,KGM acetate ’s absorbent higher then KGM butyrate’s.Key words：KGM; esterification; absorbent目录郑重声明 (Ⅰ)摘要 (Ⅱ)ABSTRACT (Ⅲ)目录 (1)第一章综述 (3)1.1引言 (3)1.2 魔芋葡甘聚糖的性质 (4)1.3 魔芋葡甘聚糖的结构 (5)1.4魔芋胶及其应用 (5)1.4.1 在食品加工中的应用 (6)1.4.2 在农业中的应用 (6)1.4.3 在医药中的应用 (6)1.4.4 在其他工业中的应用 (6)1.5 魔芋葡甘聚糖的改性研究进展 (7)1.6 研究目的 (8)第二章实验 (9)2.1试剂及仪器 (9)2.2 魔芋葡甘聚糖乙酸酯的制备 (9)2.3 魔芋葡甘聚糖丁酸酯的制备 (9)2.3.1 正丁酰氯的制备 (9)2.3.2 合成魔芋葡甘聚糖丁酸酯 (10)2.4 样品取代度的测定 (10)2.4.1 魔芋葡甘聚糖乙酸酯取代度的测定 (10)2.4.2 魔芋葡甘聚糖丁酸酯取代度的测定 (10)第三章结果与讨论 (12)3.1 魔芋葡甘聚糖的酯化反应 (12)3.2反应温度对取代度的影响 (12)3.2.1 反应温度对KGM乙酸酯取代度的影响 (12)3.2.2 反应温度对KGM丁酸酯取代度的影响 (13)3.3对产品吸水性能的研究 (14)3.4 红外分析 (15)3.4.1对KGM乙酸酯的红外分析 (16)3.4.2对KGM丁酸酯的红外分析 (18)3.5 结论 (20)参考文献 (21)致谢 (23)第一章综述1.1 引言魔芋（Konjac）是天南星科多年生草本植物，在印度、中国、日本等东南亚国家有着悠久的栽培历史。