Разработка технологии биомодифицированного крахмала для производства пленочных материалов

• Автор: Закирова, Айгуль Шамилевна
• Шифр специальности: 03.01.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 148 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Синтетические полимерные материалы

1.2. Биоразлагаемые полимерные материалы

1.2.1 Биополимерные материалы на основе синтетических полимеров и биополимеров

1.2.2 Биополимерные материалы на основе микробиологически синтезированных полимеров

1.2.3 Биополимерные материалы на основе природных полимеров

1.2.4 Биополимерные материалы на основе искусственных полимеров,

получаемых химической модификацией природных полимеров

1.3 Потребительские свойства пленочных материалов
1.4 Применение биополимеров для защиты свежих ягод от внешних факторов и
увеличения срока хранения
ГЛАВА 2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Характеристика используемых материалов
2.2 Метод получения пленочных материалов
2.2.1 Методика определения эффективности разделения крахмала на амилозу и амилопектин тепловым способом
2.2.2 Методика ферментативного получения высокомолекулярных декстринов
2.2.3 Методы формования пленочных материалов
2.3 Методы испытания пленочных материалов
2.3.1 Испытания на прочность при разрыве
2.3.2 Испытания на изгиб
2.4 Метод покрытия ягод пленками
2.5 Методы микробиологического анализа
2.6 Статистические методы обработки результатов

ГЛАВА 3 ВЛИЯНИЕ БИОПОЛИМЕРОВ НА СВОЙСТВА ПЛЕНОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ
3.1 Определение влияния вида биополимеров на физико-механические свойства пленочных материалов
3.2 Определение влияния тепловой обработки на эффективность разделения крахмала на амилозу и амилопектин
3.2.1 Определение влияния тепловой обработки на эффективность разделения
крахмала на амилозу и амилопектин химическим методом
3.2.20пределение влияния тепловой обработки на эффективность разделения
крахмала на амилозу и амилопектин электрохимическим методом
3.2.3 Определение влияния биомодификации на вязкость крахмала и образование линейных полимеров
ГЛАВА 4 ВЛИЯНИЕ ВИДА КРАХМАЛА И СПОСОБА ЕГО ОБРАБОТКИ НА ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПЛЕНОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ
4.1 Влияние ферментативной обработки амилопектина на физико-механические свойства пленочных материалов
4.2 Влияние ферментативной обработки картофельного, кукурузного и горохового крахмала на физико-механические свойства биопленок
4.3 Влияние тепловой обработки картофельного, кукурузного и горохового
крахмала на физико-механические свойства биопленок
4.3.1 Влияние обработки крахмала методом электродиализа на физикомеханические свойства пленочных материалов
4.4Физико-механические свойства биопленок, армированных
биоволокнами целлюлозы
4.5 Применение биомодифицированного крахмала в производстве пленочных
армированных материалов
ГЛАВА 5. ВЛИЯНИЕ БИОПОЛИМЕРНЫХ ПОКРЫТИЙ НА МИКРОФЛОРУ
И ОРГАНОЛЕПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЯГОД
Выводы
Список используемой литературы
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. В настоящее время взоры ученых, инженеров и промышленников во всем мире обращены на создание и применение в качестве упаковки, в том числе и для пищевых продуктов, биоразлагаемых пленочных материалов. Наблюдается два основных направления в создании биоразлагаемых пленочных материалов. По одной из технологий предусматривается применение в качестве компонентов синтетических полимеров и биополимеров, по другой технологии предусматривается изготовление упаковочных материалов на основе только биополимеров. Последнее направление является наиболее предпочтительным при получении пленочных материалов для упаковки пищевых продуктов [1 - 5].
Биополимеры изготовляются из растительного сырья, которое является возобновляемым. Их производство менее энергоемко по сравнению с синтетическими полимерами. Биополимеры биологически безопасны для человека. Упаковочные материалы на основе биополимеров уменьшают антропогенную нагрузку на окружающую среду, являются биодеградируемыми в естественных условиях и, что очень важно, возможна их вторичная переработка с незначительными энергетическими затратами. Особенно следует отметить перспективность применения для получения пленочных материалов крахмала, как доступного по стоимости и возобновляемого биополимера [6, 7, 2].
В технологии получения биоразлагаемых полимерных материалов используют горячее формование, экструзию, литьевое и выдувное формование. Однако биополимеры получают из сырья растительного происхождения в водной среде и для их применения в данных технологиях необходимо высушивать, что приводит к необратимому изменению их физических и химических свойств, что отрицательно сказывается на потребительских свойствах пленочных материалов. Кроме того, предварительное высушивание биополимеров вызывает удорожание

введении ацетатных групп на термодинамическое сродство полимера с протонодонорными растворителями и его растворимость в воде.
Разработаны рекомендации по улучшению физико-механических свойств пленок метилцеллюлозы путем целенаправленного предварительного гелеобразования в растворах с последующим получением из них полимерных изделий [105].
Полученные данные о влиянии природы растворителя, его термодинамического качества на реологические свойства и ассоциативную структуру растворов целлюлозы и ее производных, о свойствах термообратимых гелей эфиров целлюлозы могут быть использованы в химической, нефтедобывающей промышленности, а также в косметике, медицине и в пищевой промышленности [105].
Были проведены комплексные исследования факторов, оказывающих влияние на растворимость целлюлозы в неводных средах [106]. Изучались реологические свойства и ассоциативная структурная организация растворов целлюлозы и ее производных, сорбционные и механические характеристики полученных из них пленок.
1.2.4 Биополимерные материалы на основе искусственных полимеров, получаемых химической модификацией природных полимеров
Одним из методов, позволяющих получать материалы на основе крахмала, является его химическая модификация, заключающаяся в проведении полимераналогичных превращений (чаще всего путем этерификации гидроксильных групп) или во введении в макромолекулу полисахарида фрагментов иной химической природы (получение привитых сополимеров) [107].
Значительно меньшей гигроскопичностью, чем нативный крахмал, обладают его ацетилированные продукты. Однако ацетаты крахмала менее