Крахмал, его свойства, содержание в продуктах, калорийность картофельного крахмала
Крахмал, его свойства, содержание в продуктах, калорийность картофельного крахмала | Модифицированный крахмал Обратно в Состав продуктовКрахмал представляет собой запасное вещество растений, которое состоит из двух смешанных полисахаридов: амилозы (15-25%, неразветвленный полисахарид глюкозы с числом мономеров 300-1 000) и амилопектина (75-85%, разветвленный полисахарид глюкозы с числом мономеров до 6 000). Соотношение амилозы и амилопектина задает размер и форму зерен и прочие свойства крахмала того или иного вида (кукурузного, пшеничного, картофельного и т. д.). Опытный специалист сразу определит источник крахмала, рассмотрев его зерна под микроскопом.
Из всех углеводов в рационе человека крахмал занимает наибольшую долю, т.к. он содержится во всех основных пищевых продуктах растительного происхождения.
Главными его источниками являются мучные изделия и крупы. Крахмалсодержащими являются все продукты, сделанные из муки: хлеб, макароны, вермишель, хлебобулочные и многие кондитерские изделия, а также картофель, кукуруза, горох, рис, крупы и пр. Всего на сегодняшний день для получения крахмалов используется более 50 видов растений, но наиболее популярен в России картофельный крахмал, калорийность которого достигает 300 ккал на 100 грамм (у кукурузного – 330 ккал/100 г).
При употреблении крахмалсодержащих продуктов, в процессе переваривания под воздействием ферментов крахмал гидролизуется до глюкозы, которая и всасывается. Однако в этом процессе есть определенные сложности. В природном виде, в отличие от очищенной формы, крахмал достаточно сложен для переваривания. Это связано с трудностью его растворения и, соответственно, доступностью для амилазы и других ферментов.
Поэтому все пищевое сырье, содержащее крахмал в продуктах, перед употреблением проходит предварительную обработку.
Биологическое значение данного вещества для человека достаточно велико. Крахмал является основным источником углеводов, а именно, глюкозы, для нашего организма, внося наибольший вклад в энергетическую ценность рациона, причем не только среди углеводов, но и среди всех компонентов пищевых продуктов: обеспечивает 70-80% потребления всех углеводов и 40-50% энергетической ценности рациона. Калорийность крахмала приближается к таковой у сахара (380 ккал/100 г у коричневого сахара против 330 ккал/100 г у кукурузного крахмала), так что это тоже «белый яд» для современного малоподвижного городского человека.
В пищевой промышленности это вещество широко используется для различных целей, помимо собственно пищевых.
Так, непосредственно картофельный крахмал, а также ряд его химических модификаций используются как стабилизаторы и загустители. Именно ему обязан своей консистенцией кисель. И тут нередко возникает вопрос: модифицированный крахмал – что это?
Модифицированный крахмал – вред или польза?
Сразу обратим внимание, что часто модифицированный крахмал ошибочно называют продуктом из разряда ГМО. Это не так. Все модифицированные крахмалы – это крахмалы, подвергшиеся химической модификации, например, окислению, воздействию кислоты и др. Необходимость такой модификации связана с технологическими требованиями к свойствам крахмала. К примеру, иногда необходимо, чтобы крахмал набухал в холодной воде, а иногда – в горячей. Иногда имеет значение определенная стойкость образуемого геля. Этот список можно продолжить. Путем химической модификации удается достигнуть необходимого технологического эффекта, изменив свойства крахмала. Так, модифицированный крахмал в детском питании – это раздробленные молекулы, которые не вызывают, в отличие от природного сырья, закрепляющего эффекта, чтобы дети не страдали запорами.
В основном модифицированный крахмал применяется:
- как загуститель в производстве соусов, йогуртов, майонеза, кетчупа, мороженого;
- для улучшения качества хлебобулочных и кондитерских изделий;
- с целью поглощения свободной влаги, выделяемой при нагреве в процессе изготовления дешевых мясных продуктов, чтобы увеличить их вес.
Крахмалы, в т. ч. модифицированные, допущенные для пищевого применения, не оказывают вредного влияния на организм человека. Однако всем понятно, что изделия, напичканные промышленными крахмалами, никак не могут быть отнесены к здоровому питанию. И если в малых количествах, например, в соусе, модифицированный крахмал проходит для организма бесследно, то заметные его объемы, например, дешевые сосиски (соевые белки + крахмальный загуститель + полифосфаты + немного непонятно какого мяса или субпродуктов), способны серьезно нарушить баланс белков, углеводов и микронутриентов в рационе.
Где еще находит применение крахмал?
Из крахмала вырабатывается и ряд дополнительных продуктов, таких как: мальтодекстрин (широко применяется как наполнитель, т.е. компонент для создания необходимого объема или массы, например, в сухих ароматизаторах, экстрактах и пр.) и другие бескислотные декстрины, различные патоки, крахмальное саго, разнообразные сорта глюкозных сиропов, собственно глюкоза, фруктоза, а также многие сахароспирты, например, маннит, сорбит, мальтит, эритрит, ксилит, используемые как подсластители. Также картофельный крахмал является основным сырьем для спиртовой промышленности.
Картофельный крахмал находит широкое применение и в других отраслях. На его основе производят различные клеи, пленки, используют для специальной обработки тканей, применяют при изготовлении бумаги и во многих других сферах.
Обратно в Состав продуктов
Карта сайта
Главная Обучение Библиотека Карта сайта
|
Персиановский)
2.014.01Обзор производства биополимерных волокон из крахмала
1.
Доклад о торговле и развитии, 2019 г.: Финансирование глобального зеленого нового курса. Конференция Организации Объединенных Наций по торговле и развитию; Женева, Швейцария: 2019. [Google Scholar]
2. Садасивуни К.К., Саха П., Адхикари Дж., Дешмукх К., Ахамед М.Б., Кабибихан Дж.Дж. Последние достижения в области механических свойств биополимерных композитов: обзор. Полим. Композиции 2020; 41:32–59. doi: 10.1002/pc.25356. [CrossRef] [Академия Google]
3. Кумар А., Синха-Рэй С. Обзор волокон на основе биополимеров с помощью электропрядения и выдувания раствора и их применения. Волокна. 2018;6:45. doi: 10.3390/fib6030045. [CrossRef] [Google Scholar]
4. Хемамалини Т., Гири Дев В.Р. Всесторонний обзор электропрядения крахмального полимера для биомедицинских применений. Междунар. Дж. Биол. макромол. 2018; 106: 712–718. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2017.08.079. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
5. Белен М., Энкалада К., Проаньо Э. Обзор биополимеров на основе крахмала и их биоразлагаемость.
Cиенц. E Инж. 2018;39: 245–258. [Google Scholar]
6. Финк Дж.К. Полимеры, родственные углеводам. хим. Полимер на биологической основе. 2014: 137–170. doi: 10.1002/9781118837283.ch5. [CrossRef] [Google Scholar]
7. Касем М., Хамад К., Дери Ф. Термопластичные крахмальные смеси: обзор последних работ. Полим. науч. сер. А. 2012; 54: 165–176. doi: 10.1134/S0965545X1202006X. [CrossRef] [Google Scholar]
8. Бабу Р.П., Коннор К.О., Сирам Р. Текущий прогресс в области биополимеров и их будущие тенденции. Прогресс Биоматер. 2013; 2:1–16. дои: 10.1186/2194-0517-2-8. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
9. Азвар Э., Хаккарайнен М. Настройка механических свойств крахмала тапиоки с помощью пластификаторов, неорганических наполнителей и наполнителей на основе сельскохозяйственных отходов. Междунар. Ш. Рез. Нет. 2012; 201 doi: 10.5402/2012/463298. [CrossRef] [Google Scholar]
10. Статья Р., Нилам К., Виджай С., Лалит С. Различные методы модификации крахмала и применение его производных.
Междунар. Рез. Дж. Фарм. 2012;3:25–31. [Академия Google]
11. Марджади Д., Дхарая Н.А. Биопластик: лучшая альтернатива для устойчивого будущего. обыватель наук. 2010;15:90–92. [Google Scholar]
12. Фицджеральд А., Прауд В., Кандемир А., Мерфи Р.Дж., Джессон Д.А., Траск Р.С., Хамертон И., Лонгана М.Л. Перспектива разработки жизненного цикла биокомпозитов как решения для устойчивого восстановления. Устойчивость. 2021;13:1160. doi: 10.3390/su13031160. [CrossRef] [Google Scholar]
13. Kong L., Ziegler G.R., Bhosale R. Справочник по углеводным полимерам: разработка, свойства и применение. Издательство Nova Science, Inc.; Hauppauge, NY, USA: 2011. Волокна, полученные из полисахаридов; стр. 1–43. [Академия Google]
14. Ашраф Р., Софи Х.С., Малик А., Бей М.А., Хамид Р., Шейх Ф.А. Последние тенденции в производстве крахмальных нановолокон: способы электропрядения и неэлектропрядения и их применение в биотехнологии. заявл. Биохим. Биотехнолог. 2019;187:47–74. doi: 10.
1007/s12010-018-2797-0. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
15. Антонио Дж. Ф. Крахмал: основные источники, свойства и применение в качестве термопластичных материалов. В: Белгасем М.Н., Гандини А., редакторы. Мономеры, полимеры и композиты из возобновляемых ресурсов. ООО «Эльзевир»; Амстердам, Нидерланды: 2008 г. [CrossRef] [Google Scholar]
16. Курвело А.А.С., Де Карвалью А.Дж.Ф., Аньелли Дж.А.М. Композиты из термопластичных крахмало-целлюлозных волокон: предварительные результаты. углевод. Полим. 2001; 45: 183–188. doi: 10.1016/S0144-8617(00)00314-3. [CrossRef] [Google Scholar]
17. Kong L., Ziegler G.R. Производство чистых крахмальных волокон методом электропрядения. Пищевой гидроколл. 2014; 36:20–25. doi: 10.1016/j.foodhyd.2013.08.021. [CrossRef] [Google Scholar]
18. Kong L., Ziegler G.R. Патенты на прядение волокон из крахмалов. Недавний Пэт. Еда Нутр. Агр. 2012; 4:210–219. doi: 10.2174/2212798411204030210. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
19.
Zussman E., Lancuski A. Электроформиатные волокна с высоким содержанием амилозы. WO 2016/132370. 2016 25 августа;
20. Бейли В.А., Макей Л.Н., Трохан П.Д. Крахмальное волокно. US7704328B2. 2010 27 апреля;
21. Мадда Х.А. Полипропилен как перспективный пластик: обзор. Являюсь. Дж. Полим. науч. 2016; 6:1–11. doi: 10.5923/j.ajps.20160601.01. [CrossRef] [Google Scholar]
22. Chadehumbe C. Ph.D. Тезис. Университет Претории; Претория, Южная Африка: август 2006 г. Прочность на растяжение термопластичного крахмала и его смесей с поливинилбутиралем и полиамидами. [Академия Google]
23. Бейли В.А., Маккей Л.Н., Трохан П.Д. Перерабатываемые в расплаве крахмальные композиции. US7666261B2. 2010 23 февраля;
24. Хьюно М., Ли Х. Процесс производства термопластичных смесей крахмал/полимер. США9045625B2. 2 июня 2015 г .;
25. Гусман М., Мурильо Э.А. Структурно-термические, реологические, морфологические и механические свойства термопластичного крахмала, полученного при использовании сверхразветвленного полиэфирного полиола в качестве пластификатора.
ДИНА. 2018; 85: 178–186. дои: 10.15446/dyna.v85n206.71819. [CrossRef] [Google Scholar]
26. Танака Х., Мияхара Ю., Касетани С., Эсаки К., Нисимура С., Иноуэ Т. Биоразлагаемые нетканые материалы и способ их производства. США5614298А. 1997 г., 25 марта;
27. Фонсека Л.М., де Оливейра Х.П., де Оливейра П.Д., да Роса Заварез Э., Диас А.Р.Г., Лим Л.Т. Электроформование нативных и анионных волокон кукурузного крахмала с разным содержанием амилозы. Еда Рез. Междунар. 2019;116:1318–1326. doi: 10.1016/j.foodres.2018.10.021. [PubMed] [CrossRef] [Академия Google]
28. Тузлакоглу К., Пашкулева И., Родригес М.Т., Гомес М.Е. Новый способ производства волокнистых сетчатых каркасов на основе крахмала путем мокрого прядения и последующей модификации поверхности как способ улучшения прикрепления и пролиферации клеток. Дж. Биомед. Матер. Рез. А. 2009; 92: 369–377. doi: 10.1002/jbm.a.32358. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
29. Bond E.B., Wheeler D.S., Arora K.A. Расщепляемые многокомпонентные волокна с высоким удлинением, содержащие крахмал и полимеры.
US6743506B2. 2004 г., 1 июня;
30. Bond E.B., Autran J.-P.M., Mackey L.N., Noda I., O’Donnell H.J. Волокна, содержащие крахмал и биоразлагаемые полимеры. US6946506B2. 2005 г., 20 сентября;
31. Лоркс Дж., Поммеранц В., Шмидт Х. Биоразлагаемые волокна, изготовленные из термопластичного крахмала, и текстильные изделия, а также другие изделия, изготовленные из таких волокон. US6218321B1. 2001 г., 17 апреля;
32. Накадзима Ю., Танигучи М. Биоразлагаемые волокна и нетканые материалы. США6045908А. 2000 г., 4 апреля;
33. Эден Дж., Трксак М. Процесс прядения крахмальных волокон. США4853168А. 1989 1 августа;
34. Джеймс М.Д., Макки Л.Н., Энсин Д.Е., Айдор С. Процесс изготовления нетермопластичных крахмальных волокон. US6811740B2. 2 ноября 2004 г.;
35. Джеймс М.Д., Макки Л.Н., Энсин Д.Е., Айдор С. Процесс изготовления нетермопластичных крахмальных волокон. US7276201B2. 2 октября 2007 г.;
36. Bastioli C., Casale B., Zanardi G. Устройство и способ производства волокнистых крахмальных материалов.
WO1994009190. 1994 г., 28 апреля;
37. Уильям А.К., Эфрен М.П., Есид Г.П.Е., Рикардо В.Г. Сравнительное исследование крахмальных волокон, полученных электропрядением местного, товарного и катионного картофельного крахмала. Дж. Нат. Волокна. 2020;17:809–819. doi: 10.1080/15440478.2018.1534189. [CrossRef] [Google Scholar]
38. Эбнер фон Эшенбах Дж. Процесс электропрядения для изготовления крахмальных нитей для гибкой структуры. EP1217107A1. 2002 г., 26 июня;
39. Наяк Р., Падхье Р. Нановолокна методом электропрядения: свойства и применение. Дж. Текст. англ. Фэш. Технол. 2017;2:486–497. doi: 10.15406/jteft.2017.02.00074. [CrossRef] [Google Scholar]
40. Kong L., Ziegler G.R. Формирование комплексов включения крахмал-гость в крахмальных волокнах электропрядения. Пищевой гидроколл. 2014; 38: 211–219. doi: 10.1016/j.foodhyd.2013.12.018. [CrossRef] [Google Scholar]
41. Карденас В., Гомес-Пахон Э.Ю., Муньос Э., Вера-Грациано Р. Серия конференций IOP: Материаловедение и инженерия.
Том 138. Издательство IOP; Бристоль, Великобритания: 2016. Получение микроволокон из картофельного крахмала, полученных методом электромокрого прядения. [CrossRef] [Google Scholar]
42. Jaiturong P., Sutjarittangtham K., Eitsayeam S., Sirithunyalug J. Получение нановолокон клейкого рисового крахмала методом электропрядения. Доп. Матер. Рез. 2012; 506: 230–233. doi: 10.4028/www.scientific.net/AMR.506.230. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]
43. Jaiturong P., Intatha U., Eitssayeam S., Sirithunyalug J. Изготовление волокон из натурального крахмала тапиоки с помощью модифицированного метода электропрядения. Чиангмай J. Sci. 2014;41:213–223. [Google Scholar]
44. Комур Б., Байрак Ф., Экрен Н., Эроглу М.С., Октар Ф.Н., Синирлиоглу З.А., Юцел С., Гюлер О., Гундуз О. Композитные нановолокна крахмал/ПКЛ методом коаксиального электроформования техника для биомедицинских приложений. Биомед. англ. Онлайн. 2017; 16:1–13. doi: 10.1186/s12938-017-0334-y. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
45.
Li X., Chen H., Yang B. Волокна на основе крахмала, полученные центрифугированием из крахмалов, богатых амилопектином. углевод. Полим. 2016; 137: 459–465. doi: 10.1016/j.carbpol.2015.10.079. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
46. Zhang X., Lu Y. Центробежное прядение: альтернативный подход к производству нановолокон с высокой скоростью и низкой стоимостью. Полим. 2014; 54:677–701. doi: 10.1080/15583724.2014.935858. [CrossRef] [Google Scholar]
47. Rogalski J.J., Bastiaansen C.W.M., Peijs T., Rogalski J.J., Bastiaansen C.W.M., Peijs T. Обзор ротационного струйного прядения — потенциальное будущее с высокой производительностью для полимерных нановолокон. Нанокомпозиты. 2017;3:97–121. doi: 10.1080/20550324.2017.1393919. [CrossRef] [Google Scholar]
48. Вадаш Д., Кметыко Д., Мароши Г., Боч К. Применение волокон из поли(молочной кислоты) методом раздува из расплава в самоармирующихся композитах. Полимер (Базель) 2018;10:766. doi: 10.3390/polym10070766. [Статья PMC free] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
49.
Ланкушки А., Васильев Г., Путо Дж. Л., Зуссман Э. Реологические свойства и способность к электропрядению высокоамилозного крахмала в муравьиной кислоте. Биомакромолекулы. 2015;16:2529–2536. doi: 10.1021/acs.biomac.5b00817. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
50. Fonseca L.M., da Silva F.T., Antunes MD, Mello el Halal S.L., Lim L.T., Dias A.R.G. Время старения растворов растворимого картофельного крахмала для формирования ультратонких волокон методом электропрядения. Крахмал Штерке. 2019;71:1–23. doi: 10.1002/star.201800089. [CrossRef] [Google Scholar]
51. Liu G., Gu Z., Hong Y., Cheng L., Li C. Крахмальные нановолокна электропрядения: последние достижения, проблемы и стратегии для потенциальных фармацевтических применений. Дж. Контроль. Выпускать. 2017;252:95–107. doi: 10.1016/j.jconrel.2017.03.016. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
52. Шуките Ю., Адомавичюте Э., Милашюс Р. Исследование возможности формирования нановолокон с картофельным крахмалом. Текст волокон.
Восток. Евро. 2010;82:24–27. [Google Scholar]
53. Ван Х., Ван В., Цзян С., Цзян С., Чжай Л., Цзян К. Волокна поли(винилового спирта)/окисленного крахмала методом электропрядения: изготовление и характеристика. Иран. Полим. Дж. англ. Эд. 2011;20:551–558. [Академия Google]
54. Юкола Х., Никкола Л., Ашаммахи Н. Конструкции на основе электропрядения крахмал-поликапролактон нановолокон для тканевой инженерии. АИП конф. проц. 2008; 973: 971–975. doi: 10.1063/1.2896914. [CrossRef] [Google Scholar]
55. Sunthornvarabhas J., Chatakanonda P., Piyachomkwan K., Sriroth K. Электропрядение полимолочной кислоты и крахмала маниокового волокна методом конъюгированного растворителя. Матер. лат. 2011;65:985–987. doi: 10.1016/j.matlet.2010.12.038. [CrossRef] [Google Scholar]
56. Адомавичюте Э., Милашюс Р., Жемайтайтис А., Бендорайтене Ю., Лесковшек М., Демшар А. Методы формирования нановолокон из двухкомпонентного раствора ПВА/катионного крахмала. Текст волокон. Восток. Евро.
2009 г.;74:29–33. [Google Scholar]
57. Шатейке Дж., Милашюс Р. Влияние модифицированного катионного крахмала в смешанном растворе поливинилового спирта/катионного крахмала на процесс электропрядения и структуру полотна. Аутекс рез. Дж. 2020; 20:69–72. doi: 10.2478/aut-2019-0010. [CrossRef] [Google Scholar]
58. Ван Х., Конг Л., Циглер Г.Р. Изготовление композиционных волокон крахмал-наноцеллюлоза методом электропрядения. Пищевой гидроколл. 2019;90:90–98. doi: 10.1016/j.foodhyd.2018.11.047. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]
59. Ланку А., Аммар А.А., Авраами Р., Виленский Р., Васильев Г. Дизайн крахмалформиатных составных волокон в качестве платформы для инкапсуляции биотерапевтических препаратов Дизайн крахмалформиатных составных волокон в качестве инкапсулирующей платформы для биотерапевтических средств. углевод. Полим. 2016; 158:68–76. doi: 10.1016/j.carbpol.2016.12.003. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
60. Garalde R.A., Thipmanee R., Jariyasakoolroj P.
, Sane A. Влияние соотношения смеси и времени хранения на термопластичный крахмал/полибутиленадипат-ко-терефталат ) фильмы. Гелион. 2019;5:e01251. doi: 10.1016/j.heliyon.2019.e01251. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
61. Li X., Hou T., Lu Y., Yang B. Метод управления морфологией поверхности центробежно пряденых волокон на основе крахмала. Дж. Заявл. Полим. науч. 2018;135:45810. doi: 10.1002/app.45810. [CrossRef] [Google Scholar]
62. Зааба Н.Ф., Исмаил Х. Обзор свойств при растяжении и морфологических свойств смесей полимолочной кислоты (PLA)/термопластичного крахмала (TPS). Полим. Технол. Матер. 2019;58:1945–1964. doi: 10.1080/25740881.2019.1599941. [CrossRef] [Google Scholar]
63. Медейрос Э.С., Гленн Г.М., Кламчински А.П., Ортс В.Дж., Маттосо Л.Х.К. Прядение с раздувом из раствора: новый метод производства микро- и нановолокон из растворов. Прядение с раздувом из раствора: новый метод производства микро- и нановолокон из растворов полимеров.
Дж. Заявл. Полим. науч. 2009;113:2322–2330. doi: 10.1002/app.30275. [CrossRef] [Google Scholar]
64. Хассан М.А., Йом Б.Ю., Уилки А., Пурдейхими Б., Хан С.А. Изготовление мембран из нановолокон, выдутых из расплава, и их фильтрационные свойства. Дж. Член. науч. 2013; 427:336–344. doi: 10.1016/j.memsci.2012.090,050. [CrossRef] [Google Scholar]
65. Гаррисон Т.Ф., Муравски А., Квирино Р.Л. Полимеры на биологической основе с потенциалом биоразлагаемости. Полимеры. 2016;8:262. doi: 10.3390/polym8070262. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
66. Мохан С., Олувафеми О.С., Калариккал Н., Томас С., Сонгка С.П. Биополимеры — применение в нанонауке и нанотехнологии. Недавний рекламный Биополимер. 2016; 1:47–66. [Google Scholar]
67. Невес А.К.С., Роэн Л.А., Мантовани Д.П., Карвалью Ж.П.Р.Г., Виейра К.М.Ф., Лопес Ф.П.Д., Симонасси Н.Т., Лус Ф.С.Д., Монтейро С.Н. Сравнительные механические свойства между биокомпозитами эпоксидных и полиэфирных матриц, армированных конопляным волокном.
Дж. Матер. Рез. Технол. 2020;9: 1296–1304. doi: 10.1016/j.jmrt.2019.11.056. [CrossRef] [Google Scholar]
68. Диес-Паскуаль А.М. Синтез и применение биополимерных композитов. Междунар. Дж. Мол. науч. 2019;20:2321. doi: 10.3390/ijms20092321. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
69. Пилла С. Инженерные применения биопластиков и биокомпозитов — обзор. В: Пилла С., редактор. Справочник по инженерным приложениям биопластиков и биокомпозитов. Джон Уайли и сыновья инк.; Хобокен, Нью-Джерси, США: Scrivener Publishing LLC; Салем, Массачусетс, США: 2011. [Google Scholar]
70. Вахаби Х., Растин Х., Мовахедифар Э., Антоун К., Бросс Н., Саеб М.Р. Огнестойкость полиуретанов на биологической основе: возможности и проблемы. Полимеры. 2020;12:1234. doi: 10.3390/polym12061234. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
71. Reichert C.L., Bugnicourt E., Coltelli M.-B., Cinelli P., Lazzeri A., Canesi I., Braca F., Martinez Б.М., Алонсо Р.
, Агостинис Л. и др. Упаковка на биологической основе: материалы, модификации, промышленное применение и устойчивость. Полимеры. 2020;12:1558. дои: 10.3390/polym12071558. [Статья бесплатно PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
72. Singhvi M., Gokhale D. Преобразование биомассы в биоразлагаемый полимер (PLA) RSC Adv. 2013;3:13558–13568. doi: 10.1039/c3ra41592a. [CrossRef] [Google Scholar]
73. Ивата Т. Биоразлагаемые полимеры и полимеры на биологической основе: будущие перспективы экологически чистых пластиков. Ангью. хим. Междунар. Эд. 2015;54:3210–3215. doi: 10.1002/anie.201410770. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
74. RameshKumar S., Shaiju P., O’Connor K.E. Полимеры на биологической основе и биоразлагаемые — современное состояние, проблемы и новые тенденции. Курс. мнение Зеленый сустейн. хим. 2020;21:75–81. doi: 10.1016/j.cogsc.2019.12.005. [CrossRef] [Google Scholar]
75. Кумар Р., Ха С.К., Верма К., Тивари С.К. Недавний прогресс в области избранных бионаноматериалов и их технических приложений: обзор.
J. Sci. Доп. Матер. Устройства. 2018;3:263–288. doi: 10.1016/j.jsamd.2018.05.003. [CrossRef] [Google Scholar]
76. Цзян Т., Дуань К., Чжу Дж., Лю Х., Ю Л. Биоразлагаемые материалы на основе крахмала: проблемы и возможности. Доп. Инд.Инж. Полим. Рез. 2019;3:8–18. doi: 10.1016/j.aiepr.2019.11.003. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]
77. Johansson C., Bras J., Mondragon I., Nechita P., Plackett D., Šimon P., Svetec D.G., Virtanen S., Baschetti M.G., Breen C., et al. Возобновляемые волокна и материалы на биологической основе для упаковки — обзор последних разработок. Биоресурсы. 2012;7:2506–2552. doi: 10.15376/biores.7.2.2506-2552. [CrossRef] [Google Scholar]
78. Pandey J.K., Pratheep Kumar A., Misra M., Mohanty A.K., Drzal LT, Singh R.P. Последние достижения в области биоразлагаемых нанокомпозитов. Дж. Наноски. нанотехнологии. 2005;5:497–526. doi: 10.1166/jnn.2005.111. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
79. Fahma F., Sunarti T.C., Indriyani S.M., Lisdayana N.
Термопластичные композитные пленки крахмал-ПВС маниоки с нановолокнами целлюлозы из пустых гроздей плодов масличной пальмы в качестве армирующего агента. Междунар. Дж. Полим. науч. 2017;2017:2745721. doi: 10.1155/2017/2745721. [CrossRef] [Google Scholar]
80. Мухаммади С., Афзал М., Хамид С. Бактериальные полигидроксиалканоаты — экологически чистый пластик нового поколения: производство, биосовместимость, биодеградация, физические свойства и применение. Зеленый хим. лат. 2015; 8:56–77. дои: 10.1080/17518253.2015.1109715. [CrossRef] [Google Scholar]
81. Bugnicourt E., Schmid M., Nerney O.M., Wildner J., Smykala L., Lazzeri A., Cinelli P. Обработка и проверка пленок, покрытых сывороточным белком, и ламинаты в полупромышленном масштабе в качестве новых перерабатываемых материалов для упаковки пищевых продуктов с превосходными барьерными свойствами. Доп. Матер. науч. англ. 2013;2013:496207. doi: 10.1155/2013/496207. [CrossRef] [Google Scholar]
82. Цинк Дж., Выробник Т.
, Принц Т., Шмид М. Физические, химические и биохимические модификации белковых пленок и покрытий: обширный обзор. Междунар. Дж. Мол. науч. 2016;17:1376. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
83. Сюй Дж., Го Б.-Х. Микробная янтарная кислота, ее полимер поли(бутиленсукцинат) и применение. В: Chen GG-Q., редактор. Пластик из бактерий. Спрингер; Berlin/Heidelberg, Germany: 2010. [Google Scholar]
84. Seggiani M., Gigante V., Cinelli P., Coltelli M.B., Sandroni M., Anguillesi I., Lazzeri A. Технологические и механические свойства поли(бутилена) Сукцинат-ко-адипат) (PBSA) и термопластические смеси сырого гидролизованного коллагена (HC). Полим. Тест. 2019;77:105900. doi: 10.1016/j.polymertesting.2019.105900. [CrossRef] [Google Scholar]
85. Kahve H.I., Ardic M. Пищевые пленки на основе липидов. J. Sci. англ. Рез. 2017; 4:86–92. [Google Scholar]
86. Огунсона Э., Оджогбо Э., Меконнен Т. Расширенные возможности применения крахмала и его производных в материалах.
Евро. Полим. Дж. 2018; 108: 570–581. doi: 10.1016/j.eurpolymj.2018.09.039. [CrossRef] [Google Scholar]
87. Вахид З., Донг Ю. Последние достижения и перспективы использования крахмальных нанокомпозитов для упаковки. Дж. Матер. науч. 2018;53:15319–15339. doi: 10.1007/s10853. [CrossRef] [Google Scholar]
88. Маричелвам М.К., Джаваид М., Асим М. Биопластики на основе кукурузного и рисового крахмала как альтернативные упаковочные материалы. Волокна. 2019;7:32. [Google Scholar]
89. Boudjema H.L., Bendaikha H. Композитные материалы, полученные из биоразлагаемого крахмального полимера и волокон Atriplex halimus. электронные полимеры. 2015; 15:419–426. doi: 10.1515/epoly-2015-0118. [CrossRef] [Google Scholar]
90. Lv H., Cui S., Zhang H., Pei X., Gao Z., Hu J., Zhou Y., Liu Y. Сшитые крахмальные нановолокна с высокой механической прочностью и отличная водостойкость для биомедицинских применений. Биомед. Матер. 2020;15:025007. [PubMed] [Академия Google]
91.
Cerqueira J.C., Penha S., Oliveira R.S., Lefol L., Guarieiro N., Melo S., Viana J.D., Aparecida B., Machado S. Производство биоразлагаемых крахмальных нанокомпозитов с использованием нанокристаллов целлюлозы, извлеченных из кокосовых волокон. Полимерос. 2017;27:320–329. [Google Scholar]
92. Ю М., Ван Ю. Наночастицы на основе крахмала: реакция на раздражители, токсичность и взаимодействие с компонентами пищи. Понимает. Преподобный Food Sci. Пищевая безопасность 2021;20:1075–1100. doi: 10.1111/1541-4337.12677. [PubMed] [CrossRef] [Академия Google]
93. Фазели М., Кели М., Биазар Э. Получение и характеристика композитных пленок на основе крахмала, армированных целлюлозными нановолокнами. Междунар. Дж. Биол. макромол. 2018;116:272–280. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2018.04.186. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
94. Равиндран П., Фу Дж., Валлен С.Л., Хилл С., Каролина Н. Полностью «зеленый» синтез и стабилизация металлических наночастиц. Варенье. Керам. соц. 2003; 125:13940–13941.
doi: 10.1021/ja029267j. [PubMed] [CrossRef] [Академия Google]
95. Грегорова Э., Пабст В., Смит Д.С., Живцова З. Теплопроводность пористой глиноземной керамики, полученной с использованием крахмала в качестве порообразователя. Дж. Евр. Керам. соц. 2009; 29: 347–353. doi: 10.1016/j.jeurceramsoc.2008.06.018. [CrossRef] [Google Scholar]
96. Мансуригасри А., Мухамад Н., Сулонг А.Б. Обработка титановой пены с использованием крахмала тапиоки в качестве держателя пространства. Дж. Матер. Процесс. Тех. 2012; 212:83–89. doi: 10.1016/j.jmatprotec.2011.08.008. [CrossRef] [Академия Google]
97. Алвес Х.М., Тари Г., Фонсека А.Т., Феррейра Ж.М.Ф. Обработка пористых кордиеритовых тел консолидацией крахмала. Матер. Рез. Бык. 1998; 33:1439–1448. doi: 10.1016/S0025-5408(98)00131-7. [CrossRef] [Google Scholar]
98. Дэвис Дж. Б., Кристофферсон А., Карлстро Э., Клегг В. Дж. Изготовление и прогиб трещин в керамических ламинатах с пористыми промежуточными слоями. Варенье. Керам.
соц. 2000; 74: 2369–2374. doi: 10.1111/j.1151-2916.2000.tb01563.x. [CrossRef] [Google Scholar]
99. Хе Ф., Чжао Д. Получение и характеристика нового класса стабилизированных крахмалом биметаллических наночастиц для разложения хлорированных углеводородов в воде. Окружающая среда. науч.-техн. 2005;39: 3314–3320. doi: 10.1021/es048743y. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
100. Сами А.Дж., Халид М., Икбал С., Афзал М., Шакури А.Р. Синтез и применение нанокомпозита на основе хитозана и крахмала при очистке сточных вод от анионных промышленных красителей. пак. Дж. Зул. 2017;49:21–26. doi: 10.17582/journal.pjz/2017.49.1.21.26. [CrossRef] [Google Scholar]
101. Woranuch S., Pangon A., Puagsuntia K., Subjalearndee N. Многоцелевая нановолоконная мембрана на основе крахмала для высокоэффективной нанофильтрации. RSC Adv. 2017;7:35368–35375. дои: 10.1039/C7RA07484K. [CrossRef] [Google Scholar]
102. Мираб Ф., Эсламян М., Багери Р. Изготовление и характеристика нанокомпозитного каркаса на основе крахмала с высокопористой и градиентной структурой для инженерии костной ткани.
Биомед. физ. англ. Выражать. 2018;4:055021. doi: 10.1088/2057-1976/aad74a. [CrossRef] [Google Scholar]
103. Fan X., Keynton R.S. Изготовление и характеристика биополимерных волокон для трехмерных микрососудистых структур. Дж. МикроМех. МикроИнж. 2019;29:083003. doi: 10.1088/1361-6439/ab2349. [CrossRef] [Google Scholar]
104. Одеку О.А., Акинванде Б.Л. Влияние способа включения на дезинтегрирующие свойства воды, модифицированной кислотой, и крахмалов из белого ямса. Саудовская Фарм. Дж. 2012; 20:171–175. doi: 10.1016/j.jsps.2011.09.001. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
105. Одеку О.А., Шмид В., Пикер-фрейер К.М. Свойства материала и таблеток прежелатинизированных (термически модифицированных) крахмалов диоскореи. Евро. Дж. Фарм. Биофарм. 2008; 70: 357–371. doi: 10.1016/j.ejpb.2008.04.011. [PubMed] [CrossRef] [Академия Google]
106. Сантандер-ортега М.Дж., Стаунер Т., Лорец Б., Ортега-винуэса Дж.Л., Бастос-гонсалес Д., Венц Г.
Наночастицы, изготовленные из новых производных крахмала для трансдермальной доставки лекарств. Дж. Контроль. Выпускать. 2010; 141:85–92. doi: 10.1016/j.jconrel.2009.08.012. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
107. Виджая А., Мариадосс А., Сараванакумар К., Сатьясилан А. Крахмал, функционализированный фолиевой кислотой, инкапсулированный зелеными синтезированными наночастицами оксида меди для адресной доставки лекарств при терапии рака молочной железы. Междунар. Дж. Биол. макромол. 2020;164:2073–2084. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2020.08.036. [PubMed] [CrossRef] [Академия Google]
108. Ju B., Yan D., Zhang S. Самосборка мицелл из термочувствительных 2-гидрокси-3-бутоксипропилкрахмалов для доставки лекарств. углевод. Полим. 2012; 87: 1404–1409. doi: 10.1016/j.carbpol.2011.09.028. [CrossRef] [Google Scholar]
109. Одеку О.А. Возможности тропических крахмалов в качестве фармацевтических наполнителей: обзор. Крахмал Старке. 2013;65:89–106. doi: 10.1002/star.201200076. [CrossRef] [Google Scholar]
110.
Одеку О.А., Пикер-фрейер К.М. Характеристика крахмалов диоскореи, модифицированных кислотой, в качестве эксципиента прямого прессования. фарм. Дев. Технол. 2009 г.;14:259–270. doi: 10.1080/10837450802572367. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
111. Guan Y., Qian L., Xiao H., Zheng A. Получение нового антимикробно-модифицированного крахмала и его адсорбция на целлюлозных волокнах: Часть I. Оптимизация условий синтеза и противомикробной активности. Целлюлоза. 2008; 15: 609–618. doi: 10.1007/s10570-008-9208-6. [CrossRef] [Google Scholar]
112. Халид С., Ю Л., Фэн М., Мэн Л., Бай Ю., Али А., Лю Х., Чен Л. Разработка и характеристика биоразлагаемой противомикробной упаковки. ЛМС на основе поликапролактона, гибридов крахмала и кожуры граната. Пищевой пакет. Срок годности. 2018;18:71–79. doi: 10.1016/j.fpsl.2018.08.008. [CrossRef] [Google Scholar]
113. Сяфик Р., Сапуан С.М., Зухри М.Ю.М., Ильяс Р.А., Назрин А., Шервани С.Ф.К. Антимикробная активность биополимеров и биокомпозитов на основе крахмала с эфирными маслами растений: обзор.
Полимеры. 2020;12:2403. doi: 10.3390/polym12102403. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
114. Pelissari F.M., Grossmann M.V., Yamashita F., Pineda E.A.G. Антимикробные, механические и барьерные свойства пленок из крахмала маниоки и хитозана с добавлением эфирного масла орегано. Дж. Агрик. Пищевая хим. 2009 г.;57:7499–7504. doi: 10.1021/jf
63. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]115. Li X., Min J., Chen Y., Zhao G. Антимикробные и физические свойства пленок из крахмала сладкого картофеля, объединенных с сорбатом калия или хитозаном. Пищевой гидроколл. 2010; 24: 285–290. doi: 10.1016/j.foodhyd.2009.10.003. [CrossRef] [Google Scholar]
116. Ziaee Z., Qian L., Guan Y., Fatehi P., Xiao H. Крахмалы с привитым противомикробным/противомикробным полимером для переработанных целлюлозных волокон. Дж. Биоматер. науч. 2012: 37–41. дои: 10.1163/092050609С12517190417795. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
117. Kim J.R., Netravali A.N. Самовосстанавливающаяся «зеленая» термореактивная смола на основе крахмала.
Полимер. 2017 г.: 10.1016/j.polymer.2017.04.026. [CrossRef] [Google Scholar]
118. Zhu Z., Xia K., Xu Z., Lou H., Zhang H. Трибоэлектрический наногенератор на основе крахмальной бумаги для определения человеческого пота. Наномасштаб Res. лат. 2018;13:365. doi: 10.1186/s11671-018-2786-9. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
119. Чон Х., Пэк С., Хан С., Чан Х., Ким С.Х. Новая экологически чистая крахмальная бумага для использования в гибкой, прозрачной и одноразовой органической электронике. Доп. Функц. Матер. 2018;28:1704433. doi: 10.1002/adfm.201704433. [CrossRef] [Google Scholar]
120. Циприч К., Шнитко Л., Мысливец Дж. Крахмал: Применение биополимера в случайном лазере. Орг. Электрон. 2014;15:2218–2222. doi: 10.1016/j.orgel.2014.06.027. [CrossRef] [Google Scholar]
121. Chen G., Zhu P., Kuang Y., Liu Y., Lin D., Peng C. Прочная супергидрофобная бумага, полученная путем проклейки поверхности композитных пленок на основе крахмала.
заявл. Серф. науч. 2017;409: 45–51. doi: 10.1016/j.apsusc.2017.02.201. [CrossRef] [Google Scholar]
122. Sun B., Xie G., Jiang Y., Li X. Сравнительные исследования характеристик обнаружения CO2 PEI и PEI / тонкопленочных датчиков крахмала. Энергетическая процедура. 2011; 12:726–732. doi: 10.1016/j.egypro.2011.10.098. [CrossRef] [Google Scholar]
123. Хачатрян Г.С., Хачатрян К. Нанокомпозиты на основе крахмала как сенсоры для тяжелых металлов — обнаружение ионов Cu 2+ и Pb 2+ . Междунар. Агрофиз. 2019; 33 doi: 10.31545/intagr/104414. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]
124. Лю Б., Сюй Х., Чжао Х., Лю В., Чжао Л., Ли Ю. Подготовка и характеристика интеллектуальных пленок крахмал/ПВА для одновременной колориметрической индикации и антимикробной активности для пищевых продуктов. углевод. Полим. 2016; 157: 642–849. doi: 10.1016/j.carbpol.2016.10.067. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
125. Васильева П., Александрова Т., Караджова И.
Применение стабилизированных крахмалом наночастиц серебра в качестве колориметрического сенсора на ртуть (II) в 0,005 моль/л азотной кислоты. Дж. Хим. 2017;2017:6897960. doi: 10.1155/2017/6897960. [CrossRef] [Google Scholar]
126. Фонсека Л.М., Радюнц М., Сантос К., Сильва Ф.Т., Камарго Т.М., Бруни Г.П. Электропряденые нановолокна картофельного крахмала для инкапсуляции эфирного масла тимьяна: антиоксидантная активность и термостойкость. J. Sci. Фуд Агрик. 2020;100:4263–4271. doi: 10.1002/jsfa.10468. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
Материалы на основе крахмала | Энциклопедия MDPI
Крахмал является одним из наиболее распространенных биоразлагаемых полимеров, встречающихся в природе, и он широко используется в пищевой промышленности, биопластиковой, бумажной, текстильной и биотопливной промышленности. Крахмалу уделяется значительное внимание из-за его безвредности для окружающей среды, простоты изготовления, относительной распространенности, нетоксичности и способности к биологическому разложению.
1. Введение
Крахмал представляет собой природный биополимер, извлекаемый из растительных источников, и является основным компонентом пищевых продуктов. Он обеспечивает человека энергией, высвобождая глюкозу во время клеточного дыхания [1] . Крахмал также используется в различных областях, включая производство продуктов питания, полимеров, бумаги, текстиля, отделочных материалов для стирки и производства биотоплива [2] . Из-за воздействия пластмасс на нефтяной основе на окружающую среду, пластмассы на основе биополимеров или биопластики широко считаются устойчивой альтернативой. Наиболее часто используемыми биопластиками являются смеси крахмала, полимолочная кислота (PLA), полигидроксиалканоаты (PHA), полибутиленсукцинат (PBS), поли(бутиленадипат-ко-терефталат) (PBAT) и политриметилентерефталат (PTT). Среди множества различных биополимеров крахмал обладает интригующими характеристиками, такими как его относительное содержание, низкая стоимость, биоразлагаемость, функционализация поверхности, возобновляемость и нетоксичность 9.
0247 [3] . Согласно данным европейского рынка биопластиков (2019 г.), крахмал может удовлетворить около 21,3% мировых потребностей в биополимерах в 2019 г., что указывает на его высокий спрос в последние годы; см. Рисунок 1 .
Крахмал в основном состоит из амилозы (80%), амилопектина (20%), липидов, белка (0,6%) и небольшого количества минералов (<0,4%) [4] . Количество амилозы и амилопектина варьируется в зависимости от источника крахмала [3] . Амилоза нерастворима в воде, тогда как амилопектин растворим в воде [3] . Крахмал также содержит небольшую часть соединений, известных как «промежуточные соединения», которые обладают промежуточными свойствами как амилозы, так и амилопектина [5] . Молекулярная масса амилозы составляет около 10 5 –10 7 Да, тогда как молекулярная масса амилопектина составляет 10 7 –10 9 Да. При этом молекулярная масса промежуточного соединения меньше, чем у амилопектина, и выше, чем у амилозы [5] .
Рис. 1. Мировые производственные мощности различных материалов в 2019 году (адаптировано на основе европейских данных по биопластику — [6] 2019 года).
2. Процессы модификации крахмала
2.1. Генетические модификации
Генетическая модификация крахмала представляет собой метод, в котором используются трансгенные технологии. Генетическая модификация может быть осуществлена с использованием традиционных методов селекции растений или биотехнологии. В этом методе используются ферменты, участвующие в биосинтезе крахмала [7] . Как правило, растения, животные и организмы, включая бактерии и грибы, содержат гены ферментов, участвующих в биосинтезе крахмала. Эти гены можно использовать для получения генетически модифицированных микроорганизмов, которые производят ферменты для модификации крахмала. Например, модифицированный крахмал без амилозы, с высоким содержанием амилозы или восковидный рисовый крахмал, содержащий от 0 до 3% амилозы, может быть получен с помощью процессов генетической модификации [8] .
Крахмал, не содержащий амилозы, был широко протестирован в качестве водосвязывающего вещества, загустителя и текстуризатора, в основном в пищевой и других промышленных областях. Однако этот крахмал менее устойчив к сдвигу, кислоте и высоким температурам, чем нативный крахмал, образуя когезивные пасты при длительной варке [7] . Крахмал с высоким содержанием амилозы в злаках образуется в результате генетической мутации гена, кодирующего фермент, разветвляющий крахмал, известный как мутантный удлинитель амилозы (ae). У этого мутанта ae отсутствует фермент разветвления крахмала, что приводит к более длинным цепям амилозы. Крахмал с высоким содержанием амилозы является важным предшественником для разработки полимерных покрытий, устойчивых к ферментативной деградации. Кроме того, эти покрытия также могут быть использованы в системах доставки лекарств против рака толстой кишки [9] .
Булл и др. [10] исследовали влияние методов селекции на потомство растений маниоки без трансгенов.
Авторы сообщили о потенциальном использовании генетически модифицированных сортов крахмала в пищевых продуктах. Кроме того, Чжао и соавт. [11] приготовленный генетически модифицированный картофель с высоким содержанием клетчатки, амилозы и меньшим количеством пектина. Более того, Ли и соавт. [12] исследовали влияние трансгенного метода на биодоступность витамина B6 в крахмале маниоки.
2.2. Ферментативный процесс
При ферментативной модификации крахмал подвергается воздействию ферментов (гидратаз), ускоряющих образование высокофункциональных производных [13] . Метод ферментативной модификации в основном используется для приготовления сиропа глюкозы, кукурузы с высоким содержанием фруктозы или сиропа маниоки. Основной функцией ферментативной модификации является деполимеризация крахмала в олигосахариды или трансформация крахмала путем переноса гликозидных связей и остатков [13] . Роль фермента во время этого метода модификации заключается в разрушении связи α-1,4 между двумя единицами глюкозы [7] .
Ферментативно модифицированный крахмал используется в пищевых продуктах, косметике, фармацевтике, моющих средствах, клеях и буровых растворах [7] . Основными четырьмя типами ферментов, превращающих крахмал, являются (i) эндоамилазы, (ii) экзоамилазы, (iii) ферменты деветвления и (iv) трансферазы [7] .
Среди четырех типов ферментов, превращающих крахмал, ферменты деветвления широко используются в промышленности. На рис. 2 показан ферментативный гидролиз крахмала. Как показано на Фигуре 2 , пуллуланаза, изоамилаза и олиго-1,6-глюкозидаза в основном используются для разветвления α-1,6-гликозидных связей в крахмале с образованием линейной амилозы, тогда как амилосахараза, α-амилаза и амиломальтаза способны разветвлять 1,4- и 1,6-гликозидные связи, что приводит к образованию небольших цепей амилозы или амилопектина.
Рисунок 2. Ферментативный гидролиз крахмала.
По Рисунок 2 экзоамилазы, такие как глюкоамилазы, α-глюкозидазы и β-амилазы, используются для производства глюкозы, тогда как циклодекстрин расщепляет α-1,4-гликозидную связь, соединяя как восстанавливающие, так и невосстанавливающие концы.
Фермент изоамилаза обладает более высокой ферментативной активностью по сравнению с другими ферментами [13] . Пуллуланаза широко используется для получения крахмала с высоким содержанием амилозы, используемого в клеевых продуктах, устойчивого крахмала, гофрокартона и бумажной промышленности [13] .
Помимо ранее упомянутых ферментов, липаза и протеаза также используются для модификации крахмала [14] . Эти ферменты широко используются для катализа ацетилирования крахмала и получения модифицированного крахмала высокой чистоты [15] . Гилл и др. [16] сообщил о зеленом синтезе малеата кукурузного крахмала с использованием фермента липазы в качестве биокатализатора и малеиновой кислоты в качестве этерифицирующего агента. Адак и др. [17] приготовили этерифицированный крахмал с использованием липазы и ионной жидкости.
2.3. Физические модификации
Физические свойства крахмала можно изменить с помощью физических процессов.
Физические процессы обычно делятся на термическую и нетермическую обработку [18] .
Обычно физически модифицированный крахмал считается натуральным, в отличие от химически модифицированного крахмала [18] . Физические модификации более доступны и часто дешевле, чем методы химической модификации, и не производят сточных вод, содержащих соли, реагенты или побочные продукты реагентов [19] . Как правило, физическая обработка разрушает расположение молекул крахмала внутри гранул. Несмотря на то, что свойства физически обработанного крахмала такие же, как у нативного крахмала, он не столь термостабилен, как крахмал, полученный путем химической модификации [20] . Термическая обработка, в том числе отжиг, микроволновое излучение, предварительная желатинизация и тепловлажностная обработка (ТВТ) [21] , являются наиболее широко применяемыми физическими процессами. Обработка с помощью микроволн обычно применяется при получении пленок из крахмала.
Как правило, микроволновая обработка повышает растворимость в воде и снижает кристалличность, вязкость и прозрачность крахмала 9.0247 [22] . Кроме того, лечение с помощью микроволн имеет ряд преимуществ, таких как энергосбережение, высокая конверсия и быстрота [23] . Соуза и др. [24] приготовили биоразлагаемые пленки на основе крахмала маниоки с использованием метода микроволновой обработки. Авторы также сообщили об использовании наночастиц глины в качестве армирующего материала для разработки биоразлагаемых упаковочных материалов на основе крахмала маниоки. Чжао и его коллеги исследовали эффективность комбинации методов микроволновой обработки и химической модификации. Авторы сообщили об улучшении степени замещения, структурных и физико-химических свойств сложных эфиров картофельного крахмала, полученных путем этерификации с предварительной микроволновой обработкой [25] .
2.4. Химические модификации
Химическая модификация включает введение функциональных групп в молекулы крахмала.