OSA改性高直链玉米淀粉复合疏水膜的制备及性能研究

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2024.10.005

中国塑料 ›› 2024, Vol. 38 ›› Issue (10): 23-28.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2024.10.005

OSA改性高直链玉米淀粉复合疏水膜的制备及性能研究

吴建国¹^,², 洪雁¹^,²(), 顾正彪¹, 程力¹, 李兆丰¹, 李才明¹, 班宵逢¹

^1.江南大学食品学院，江南大学食品科学与资源挖掘全国重点实验室，江南大学食品营养与安全协同创新中心，江苏无锡 214122
^2.嘉兴未来食品研究院，浙江嘉兴 314000

收稿日期:2024-01-22 出版日期:2024-10-26 发布日期:2024-10-21
通讯作者: 洪雁（1974—），女，教授，研究方向为淀粉质资源开发与利用，hongyan@jiangnan.edu.cn
E-mail:hongyan@jiangnan.edu.cn
作者简介:吴建国（1997—），男，硕士，研究方向为淀粉质资源开发与利用，1060249814qq.com

Preparation and properties of hydrophobic composite film based on OSA⁃modified high amylose corn starch

WU Jianguo¹^,², HONG Yan¹^,²(), GU Zhengbiao¹, CHENG Li¹, LI Zhaofeng¹, LI Caiming¹, BAN Xiaofeng¹

^1.School of Food Science and Technology，Jiangnan University，State Key Laboratory of Food Science and Resources，Synergetic Innovation Center of Food Safety and Nutrition，Jiangnan University，Wuxi 214122，China
^2.Jiaxing Institute of Future Food，Jiaxing 314000，China

Received:2024-01-22 Online:2024-10-26 Published:2024-10-21
Contact: HONG Yan E-mail:hongyan@jiangnan.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

选用辛烯基琥珀酸酐（OSA）对高直链玉米淀粉（HACS）进行酯化处理，制备了3种不同改性程度的OSA淀粉（OS⁃3、OS⁃6、OS⁃9）。以3种OSA淀粉为原料，明胶为复配大分子，制备了3种OSA改性高直链玉米淀粉复合膜（OS⁃3/GEL、OS⁃6/GEL、OS⁃9/GEL），考察了复合膜的透光性、水溶性、吸湿性、水蒸气透过率及表面疏水性。结果表明，相比原淀粉复合膜，OSA改性高直链玉米淀粉复合膜各项性能均得到改善。其中OS⁃6/GEL的性能表现最佳，透光率达到87.72 %，水溶性下降了24.5 %，吸湿性下降了29.6 %，水蒸气透过率下降了30.35 %，表面最大静态接触角达到124.6 °，动态接触角在3 min后仍达到100 °以上； OSA改性降低了原淀粉的结晶度，提高了成膜组分间的相容性；OSA基团的引入使得淀粉与明胶分子中羟基作用减弱，二者间产生更为强烈的氢键作用。OSA改性改善了原淀粉复合膜的疏水性能，适量OSA基团引入制备得到的OS⁃6/GEL性能最佳，成膜表现出优异的疏水性能。

关键词: 高直链玉米淀粉, 辛烯基琥珀酸酐, 淀粉复合膜, 疏水性

Abstract:

In this study， high amylose corn starch （HACS） was esterified with octenyl succinic anhydride （OSA） to obtain three types of OSA starchs with different degree of modification （OS⁃3， OS⁃6， and OS⁃9）. Three types of OSA⁃modified high amylose corn starch composite films （OS⁃3/GEL， OS⁃6/GEL， and OS⁃9/GEL） were prepared using the as⁃prepared OSA starchs as raw materials and gelatin as a compound material. The light permeability， water solubility， moisture absorption， and surface hydrophobicity of the composite films were investigated. The results indicated that the properties of OSA⁃modified starch composite films were greatly improved compared to the unmodified starch composite film. OS⁃6/GEL exhibited the best performance with high light transmittivity of 87.72 %. However， its water solubility， moisture absorption， and water vapor transmittance decreased by 24.5 %， 29.6 %， and 30.35 %， respectively. In addition， its maximum static contact angle and dynamic contact angle reached 124.6 °and more than 100 °， respectively， after contact with water for 3 min. X⁃ray diffraction results indicated that the crystallinity of the original starch was reduced by the OSA modification， and the compatibility between the film⁃forming components was improved. Infrared spectroscopy analysis demonstrated that the introduction of OSA group weakened the interaction between the starch and the hydroxyl groups in gelatin molecules， causing the stronger hydrogen bonding between the two groups. Based on the properties and structure of the composite films， it could be concluded that the OSA modification enhanced the hydrophobic properties of the high amylose corn starch composite films. Through introducing an appropriate number of OSA groups， the resultant OS⁃6/GEL presented the best properties and excellent hydrophobic performance.

Key words: high amylose corn starch, octenyl succinic anhydride, starch composite film, hydrophobicity

中图分类号:

TQ317.3

吴建国, 洪雁, 顾正彪, 程力, 李兆丰, 李才明, 班宵逢. OSA改性高直链玉米淀粉复合疏水膜的制备及性能研究[J]. 中国塑料, 2024, 38(10): 23-28.

WU Jianguo, HONG Yan, GU Zhengbiao, CHENG Li, LI Zhaofeng, LI Caiming, BAN Xiaofeng. Preparation and properties of hydrophobic composite film based on OSA⁃modified high amylose corn starch[J]. China Plastics, 2024, 38(10): 23-28.

图/表 9

图1 OSA试剂与淀粉的酯化反应

Fig.1 Esterification of OSA reagent with starch

图2 高直链玉米淀粉及不同DS的OSA改性高直链玉米淀粉的FTIR谱图

Fig.2 FTIR of HACS and OSA modified high amylose corn starch with different DS

样品名称	波长/nm
样品名称	400	500	600	700	800
HACS/GEL	20.15±0.22	22.44±0.98	25.54±1.11	26.32±0.88	27.47±1.43
OS⁃3/GEL	73.51±1.95	78.51±1.75	80.73±1.55	81.99±1.37	82.91±1.23
OS⁃6/GEL	82.55±1.05	86.51±1.11	87.72±1.21	88.41±1.14	88.82±1.06
OS⁃9/GEL	77.13±0.54	81.59±0.51	83.32±0.53	84.22±0.59	84.86±0.65

表1 高直链玉米淀粉复合膜及OSA改性高直链玉米淀粉复合膜的透光率 (%)

Tab.1 The light transmission of HACS composite film and OSA modified high amylose corn starch composite films

样品名称	水溶性/%	吸湿性/%
HACS/GEL	41.24±0.23	6.48±0.14
OS⁃3/GEL	33.48±0.24	4.77±0.37
OS⁃6/GEL	31.16±0.43	4.56±0.01
OS⁃9/GEL	38.49±0.61	4.90±0.05

表2 高直链玉米淀粉复合膜及OSA改性高直链玉米淀粉复合膜的水溶性和吸湿性

Tab.2 The water solubility and hygroscopicity of HACS composite film and OSA modified high amylose corn starch composite films

图3 高直链玉米淀粉复合膜及OSA改性高直链玉米淀粉复合膜的WVP值

Fig.3 The water vapor transmittance of high amylose corn starch composite film and OSA modified high amylose corn starch composite films

图4 高直链玉米淀粉复合膜及OSA改性高直链玉米淀粉复合膜的静态接触角

Fig.4 The static contact angles of HACS composite film and OSA modified high amylose corn starch composite films

图5 不同OSA改性高直链玉米淀粉复合膜的动态接触角变化曲线

Fig.5 The dynamic contact angle curves of different OSA modified high amylose corn starch composite films

图6 不同OSA改性高直链玉米淀粉复合膜的XRD谱图

Fig.6 The XRD patterns of different OSA modified high amylose corn starch composite films

图7 不同OSA改性高直链玉米淀粉复合膜的FTIR谱图

Fig.7 FTIR spectra of different OSA modified high amylose corn starch composite films

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