功能型淀粉绿色制备关键技术与应用开发

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获奖名称：

科技进步奖

获奖区域：

青岛市

获奖等级：

三等奖

主要完成人：

孙庆杰; 邱立忠; 李曼; 卞希良; 熊柳; 孙纯锐; 常然然; 李芳; 邱超; 李晓静; 姬娜; 姜岁岁; 刘成珍

关键词：

制备;  淀粉纳米颗粒;  研究; 

第一完成单位：

青岛农业大学

获奖时间：

2017

项目名称：

高直链玉米深加工研究及产业化开发

联系人：

孙庆杰

联系电话：

13375561068

电子邮件：

phdsun@163.com

邮编：

地址：

山东省青岛市城阳区春阳路

合作完成单位：

诸城兴贸玉米开发有限公司

单位电话：

0532-86080431;88030443

传真：

0532-86080773

网址：

推荐单位(专家)：

摘要：

　　“功能型淀粉绿色制备关键技术与应用开发”成果属于生物与新医药/轻工和化工生物技术领域，主要应用于功能性食品、生物医药、化妆品等领域。 　　该成果来源于山东省科技发展计划“高直链玉米深加工研究及产业化开发”（2012GNC11316）、国家火炬计划产业化项目：“辛烯基琥珀酸淀粉酯产业化项目”（2014GH020967）等。由青岛农业大学和诸城兴贸玉米开发有限公司开展淀粉深加工产学研联合攻关，对原料、制备工艺及应用方案的全面、深入、系统研究，创建了淀粉纳米颗粒、功能型慢消化淀粉、淀粉纳米颗粒基生物活性成分载体、生物全降解包装材料及纳米淀粉基功能型食品添加剂绿色制备关键技术体系，并在生产中成功推广应用。主要研究内容如下： 　　1、创建了功能型慢消化淀粉生产关键技术 　　采用生物酶结合重结晶技术制备了的淀粉纳米颗粒，其结晶度高达55%以上，与原淀粉及传统酸水解法制备的纳米颗粒相比，消化速率和升糖指数（GI）值显著降低；在此基础上研究了湿热物理辅助改性纳米颗粒新工艺，显著降低了产品的消化速率，可作为糖尿病和肥胖患者的天然的膳食来源。 　　2、建立了纳米淀粉颗粒-多糖/蛋白多元运载体系，实现了生物活性成分的稳态化保持、靶向传递与持续释放 　　①创建了乳化剂结合模板原位添加自组装技术，研究了不同自组装温度、乳化剂、模板原位添加对制备的淀粉纳米颗粒特性的影响规律，制备了粒径、形貌可控的淀粉纳米颗粒；以活性多酚（丹酚酸-B、原花青素、表儿茶素、儿茶素）为主要运载对象，研究淀粉纳米颗粒对生物活性物质的包埋和缓释效果，并探讨其抗氧化性、敏感条件下的稳定性等指标的变化，建立了稳定的纳米多元运载体系； 　　②采用超声辅助自组装技术，制备了装载薄荷油和活性多酚的复合纳米颗粒，测定了复合纳米颗粒的结构、热特性、结晶特性，并对其稳定性和在模拟胃肠道中的释放规律进行了分析； 　　③采用两亲聚合物自组装技术，制备了不同取代度的辛烯基琥珀酸（OSA）短直链淀粉，研究不同取代度和不同浓度对制备的双亲纳米颗粒特性的影响规律，制备出了胶束、囊泡和超微胶束。以活性叶黄素为主要运载对象研究了胶束对疏水活性物质的包埋和释放效果，并探讨了其在紫外、高温等条件下的稳定性指标，建立了稳定的运载体系； 　　④采用纳米沉淀法制备了粒径可控的淀粉纳米颗粒，研究了不同酒精比例对淀粉纳米颗粒的形貌、粒径、分子量、结晶结构和热特性的影响；用优化制备工艺的纳米颗粒装载活性多糖（茶多糖、南瓜多糖、苦瓜多糖）和精油（薄荷酮、牛至、肉桂、薰衣草、柠檬醛等），组建了多糖/精油-纳米颗粒复合体系，对其装载量、吸附和释放动力学、抗氧化和抑菌活性等指标进行了系统的对比研究； 　　⑤采用淀粉酶水解淀粉纳米颗粒内核硬模板的方法，制备了空心纳米胶囊；研究了其对多酚类活性成分的包封率，复合体系的抗氧化活性和在高盐、紫外照射、热处理等敏感条件下的稳定性。 　　3、创新了全降解淀粉基复合包装膜及生物胶乳生产工艺 　　①以玉米淀粉为主要基材，以蜡质玉米淀粉纳米颗粒及纳米壳聚糖为增强剂，以甘油为塑化剂，制备了全降解淀粉基复合包装膜，通过评价复合膜材料的机械性能、透光率、阻湿阻氧性及热稳定性，优化了其生产工艺； 　　②以玉米淀粉为主要原料，经三偏磷酸钠交联处理，挤压熟化处理等工艺制备了可降解淀粉基生物胶乳，优化了交联剂添加量及挤压参数。 　　4、开发了以淀粉纳米颗粒为基础的系列功能型天然食品添加剂 　　①以制备的粒径可控型淀粉纳米颗粒为基础，研究粒径和形貌对溶菌酶活性的促进作用及对多酚氧化酶（PPO）的抑制效果，并验证了其对革兰氏阳性菌的杀菌效果及对果汁、鲜切果蔬和生鲜面制品褐变的抑制作用； 　　②采用纳米沉淀法制备了不同粒径、不同品种的淀粉纳米颗粒，探讨了其对皮克林乳液稳定性的影响，优化制备方案，验证所得产品对乳饮料、植物蛋白饮料体系稳定性的影响。