生物质材料及应用-淀粉共109页
生物质材料的制备及应用
生物质材料的制备及应用随着人们对环境保护的重视和可持续发展的需求，生物质材料作为一种可再生资源，越来越受到关注。
本文将从制备和应用两个方面介绍生物质材料的相关信息。
一、生物质材料的制备1.生物质材料的来源生物质材料的来源包括植物、动物、细菌等。
其中植物是最常见的生物质源。
植物生物质材料制备一般包括木材、竹子、秸秆等。
生物质材料的制备过程需耗费大量的水和能源，因此选择各种可再生资源的成份应经济和环保。
2.生物质材料的制备过程生物质材料的制备过程包括生物化学加工和物理化学加工两种方式。
生物化学加工是利用微生物、酶等实现生物质转化成生物材料。
而物理化学加工是经各类的机械化处理、化学处理和热力学处理，例如：压制成型、热处理、喷涂等。
总的来说，生物质材料的制备过程取决于生物质材料的来源和应用目的。
二、生物质材料的应用生物质材料在人们生活中的应用范围广泛，例如新型建筑装饰材料、食品包装、医药、化妆品等领域。
1.建筑与装饰材料生物质材料在建筑与装饰材料领域应用广泛。
木材作为原始的生物质材料，一直是建筑与装饰材料领域的重要材料。
除了木材外，还有一些从农作物及工业农业副产品制作的生物质材料。
这类生物质材料更环保，更适合建筑与装饰材料的发展。
2.食品包装随着消费者对健康和环境保护的重视，生物质包装用品受到更多的关注。
纤维素纤维制品由于其高强度、生物降解性和易回收性，成为制作食品包装的好材料。
3.医药生物质材料在医药领域有广泛的应用。
例如：生物质固相萃取材料可用于药物提取和分离；生物质材料可用于制备可重复使用的造血细胞代替品；葡聚糖等生物胶在人工关节、接骨板等医疗器械中有着非常广泛的应用。
4.化妆品生物质材料在化妆品制造领域广受欢迎。
例如：玉米淀粉、木薯淀粉等天然材料可随着视觉改善肤色；多糖类物质可用于美白提亮等保护皮肤的功能。
生物质材料在化妆品中改进其质量，更为环保和健康。
结语生物质材料作为可再生资源，利用率高、环保，应受到更多的关注和探索。
淀粉的研究与应用
淀粉的研究与应用前言淀粉是天然高分子之一，是植物中碳水化合物的主要储存库，也是绿色植物进行光合作用的产物。
我国淀粉资源十分丰富，是世界第二大玉米生产国，因此淀粉作为高分子材料的研究与开发有利于促进可再生资源的利用和农副产品的高值比。
目前对淀粉的研究与开发主要集中在食品、医药、材料等领域。
由于它与石油化工原料相比，具有价格低廉、可再生、可生物降解、污染小等优点，符合环境保护和可持续发展战略，因此国内外研发了许多淀粉改性材料。
淀粉经过物理、化学或生物的方法进行改性可以制作多种淀粉衍生物，并且广泛应用于造纸、纺织、制革、胶黏剂、定型剂、制药、化妆品、洗涤剂、水处理絮凝剂、超级吸水材料等领域。
本文就淀粉改性材料的研究与应用开发和淀粉衍生物在食品工业中的应用作简单的概述。
淀粉的科学定义中文名称：淀粉英文名称：Starch定义1：一种植物中广泛存在的贮存性聚糖。
所属学科：生物化学与分子生物学（一级学科）；糖类（二级学科）定义2：由D-葡萄糖单体组成的同聚物。
包括直链淀粉和支链淀粉两种类型，为植物中糖类的主要贮存形式。
所属学科：细胞生物学（一级学科）；细胞化学（二级学科）天然淀粉的可利用性质淀粉是可再生的丰富的廉价的天然原料来源，是许多工业生产的原辅料，其可利用的主要性质有：①颗粒性质，包括凝聚状态的吸附性、凝聚性、吸湿性、再湿性等；②糊或浆液性质，加入或冷却时的黏度变化，包括低温贮藏和冻融过程中糊黏度的稳定性、保水性、凝沉性、保护胶体或乳化作用的性能等；③干淀粉膜性质，包括冷水或热水的溶解性、透气性、可塑性、弹性及韧性等。
一般直链淀粉具有优良的成膜性和膜强度，支链淀粉具有较好的粘结性。
淀粉改性材料的研究与应用开发1.全淀粉材料全淀粉塑料由于具有完全生物降解性，是目前世界公认最有发展前途的淀粉塑料。
日本住友商事公司、美国Warner-lambert公司和意大利的Ferruzzi公司研制成功淀粉质量分数在90%-100%的全淀粉塑料，产品能在一年内完全生物降解而不留任何痕迹，无污染，可用于制造各种容器、薄膜、垃圾袋等。
《淀粉植物资源》课件
这是一份关于淀粉植物资源的课件，涵盖了淀粉植物的定义、分类以及它们 对人类的重要意义。通过此课件，你将更好地了解淀粉植物的种植、收获与 加工，以及它们在食品、医药、纺织等工业中的应
这是一种典型的淀粉植物，广泛分布在全球各地。
水稻
水稻是世界上最重要的粮食作物之一，也是主要的 淀粉来源。
淀粉植物资源的开发利用策略
1 全面利用
充分开发淀粉植物资源的各个组分和性质，实现资源的最大化利用。
2 创新应用
开发新的淀粉应用领域，拓展淀粉植物的市场价值和经济效益。
3 环境友好
在淀粉植物资源的开发和利用过程中，注重环境友好型的技术和产业模式。
淀粉植物资源与可持续发展的关系
淀粉植物资源
作为可再生资源，淀粉植物具有广泛的应用前景， 并对可持续发展起到重要支持作用。
淀粉植物的生态环境影响
淀粉植物在农业生产中的大规模种植和化肥农药的应用可能对生态环境造成 一定影响。在利用淀粉植物资源的过程中，需要注重生态环境保护和可持续 利用的平衡，以确保生态系统的健康与可持续发展。
淀粉植物研究的现状和趋势
目前，淀粉植物的研究主要集中在淀粉基因的发掘、淀粉性质的改良以及淀 粉利用技术的开发等方面。未来的研究将更加注重淀粉植物的可持续利用和 生态环境适应性。
玉米
玉米中富含淀粉，是人类饮食中的重要组成部分。
小麦
小麦具有广泛的适应性，淀粉含量高，是重要的粮 食和工业原料。
淀粉植物的应用领域
食品加工
淀粉在食品加工中具有增稠、胶凝、稳定等功能， 被广泛应用于糕点、面条、调味品等产品中。
医药工业
淀粉作为一种惰性植物多糖，被用于制备药片、 胶囊等药物剂型。
淀粉基生物质材料的制备、特性及结构表征
淀粉基生物质材料的制备、特性及结构表征一、本文概述本文旨在深入探讨淀粉基生物质材料的制备过程、独特特性以及结构表征方法。
淀粉作为一种天然的可再生生物质资源，具有来源广泛、生物相容性好、环境友好等诸多优点，因此在材料科学领域具有广阔的应用前景。
本文将从淀粉基生物质材料的制备技术入手，详细阐述其合成原理与工艺流程，并在此基础上分析所得材料的物理和化学特性。
文章还将关注淀粉基生物质材料的结构表征方法，包括微观结构、分子链构象、结晶度等方面的研究，以期为相关领域的科研工作者和工程师提供有价值的参考信息。
通过对淀粉基生物质材料的深入研究，我们有望开发出更多性能优异、环境友好的新型生物质材料，为可持续发展做出积极贡献。
二、淀粉基生物质材料的制备方法淀粉基生物质材料的制备方法多种多样，主要包括物理法、化学法和生物法。
这些方法的选择主要取决于所需材料的性能、应用环境以及成本等因素。
物理法：物理法主要包括热处理、机械处理、微波处理等。
这些处理方法通常不需要添加化学试剂，因此对环境的污染较小。
例如，热处理可以通过改变淀粉的结晶结构和链间氢键来影响淀粉的性能。
机械处理如球磨可以破坏淀粉的颗粒结构，提高其在复合材料中的分散性。
化学法：化学法主要包括酯化、醚化、氧化、交联等。
通过化学处理，可以引入新的官能团，改变淀粉的溶解性、热稳定性等性能。
例如，淀粉的酯化反应可以引入疏水性基团，从而提高其在有机溶剂中的溶解性。
生物法：生物法主要利用酶或其他微生物对淀粉进行改性。
这种方法具有条件温和、环境友好等优点。
例如，利用淀粉酶可以水解淀粉分子，得到不同聚合度的淀粉水解产物。
在实际应用中，通常会根据具体需求选择合适的制备方法。
例如，对于需要高机械强度的材料，可能会选择交联法；对于需要高生物相容性的材料，可能会选择酶处理法。
随着科技的发展，新的制备方法如纳米技术、基因工程等也逐渐应用于淀粉基生物质材料的制备中，为淀粉基生物质材料的发展提供了更多的可能性。
淀粉基材料
5.1 淀粉的来源
• 玉米淀粉
玉米的化学成分范围及平均值／%（质量）
➢ 玉米属一年生草本 成分 范围 平均值 成分 范围 平均值
植物，又名玉蜀黍，
在世界谷类作物中，
水分 淀粉
玉米的种植面积和 蛋白质
7～23 64～78 8～14
16.7 71.5 9.91
灰分 1.1～3.9 纤维 1.8～3.5
➢ 直链淀粉的聚合度约在100~6000之间。 ➢ 自然界中尚未发现完全由直链淀粉构成的植物品种，普通
品种的淀粉多由直链淀粉和支链淀粉共同组成，少数品种 由支链淀粉组成。
பைடு நூலகம்.2 淀粉的结构与性质
（3）支链淀粉
➢ 支链淀粉是指在其直链部分仍是由α-1,4-糖苷键连结，而 在其分支位置则由α-1,6-糖苷键联结。
5.3 淀粉的改性及应用
糊精的性质及应用
➢ 颗粒结构：仍保留原淀粉的颗粒结构，但较高转化度的糊精 具有明显的结构弱点及外层剥落现象。
➢ 色泽：具有一定的颜色。 ➢ 溶解度：白糊精（60%~95%），黄糊精（100%），大不列
颠胶的溶解度取决于其转化度，最大可达100%。 ➢ 黏度及成膜性：黏度较低，在水中具有更高的固含量，从而
5.3 淀粉的改性及应用
• 变性淀粉
➢ 变性淀粉（改性淀粉或淀粉衍生物）：天然淀粉经物理、 化学、生物等方法处理改变了淀粉分子中的某些D-吡喃葡 萄糖单元的化学结构，同时也不同程度地改变了天然淀粉 的物理和化学性质，经过这种变性处理的淀粉通称为变性 淀粉。
➢ 变性淀粉的制造加工方法：物理法（14%）、化学法 （80%）、生物法（6%）
更易成膜并具有更好的粘接能力。 ➢ 溶液稳定性：黄糊精>大不列颠>白糊精。添加硼砂或烧碱有
第五章-淀粉基材料讲义
• 内容和要点
5.1 淀粉的来源
（1）概述
淀粉是自然界植物体内存在的一种高分子化合物，是绿色植 物光合作用的产物。 淀粉既是食品工业的原料，也是基础工业的原料。 2013年全球淀粉产量约6880万吨，其中玉米淀粉约6100万吨， 占总量的89%。美国是世界淀粉产量最大的国家，产量约 2900万吨，其中玉米淀粉约2800万吨；我国居第二位，产量 约2500万吨，约占世界淀粉总产量的36.3%，其中玉米淀粉 产量约2350万吨，约占我国淀粉总产量的94%。 从现代观点看，淀粉作为一种可由生物合成的可再生资源， 是取之不尽、用之不竭的有机原料，必将愈来愈受到人们的 重视。
生物质材料
主要内容
• • • • • • • • 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 绪论 纤维素基材料 木质素 木材 淀粉基材料 甲壳素基材料 蛋白质基材料 其他生物质材料
第五章 粉的分布、化学结构、基本性质及其主要应用，重 点掌握淀粉的化学结构及改性。 5.1 淀粉的来源 5.2 淀粉的结构与性质 5.3 淀粉的改性及应用 5.4 淀粉基材料及应用
X光衍射分析 乙酰衍生物
高度结晶 能制成强度很高的薄膜
无定形 制成的薄膜很脆弱
5.2 淀粉的结构与性质
（5）淀粉的颗粒结构
玉米淀粉颗粒（光学显微镜）
玉米淀粉颗粒（扫描电子显微镜）
5.2 淀粉的结构与性质
（6）淀粉的结晶结构
淀粉具有半结晶性质，它的结晶度不高，并且其结晶度与 其来源有密切的关系。
5.2 淀粉的结构与性质
（3）支链淀粉
支链淀粉是指在其直链部分仍是由α-1,4-糖苷键连结，而 在其分支位置则由α-1,6-糖苷键联结。
生物质材料及应用-淀粉
Ø c. 淀粉的吸湿与解吸
Ø 淀粉中含水量受空气湿度和温度变化影响, 阴雨天,空气中相对湿度高,淀粉含水量增加; 天气干燥,则淀粉含水量减少。
Ø 在一定的相对湿度和温度条件下,淀粉吸收 水分与释放水分达到平衡,此时淀粉所含的水 分称平衡水分(可逆的)。在常温常压下,谷类 淀粉平衡水分为10%~15%,薯类为17%~18%。 用作稀释剂和崩解剂的淀粉,宜用平衡水分小 的玉米淀粉。
玉米淀粉为白色结晶性粉末,显微镜下观察其颗粒 呈球 状 或多 角 形 ,平 均 粒径 大 小为 10~15μm, 堆 密度 0.462ml-1,实密度0.658ml-1,比表面积0.5~0.72m2·g-1, 水化容量1.8,吸水后体积增加78%。淀粉在干燥处且 不受热时,性质稳定。
具有很强的吸湿性和渗透性，水能够自由地渗入淀 粉颗粒内部。淀粉颗粒不溶于一般的有机溶剂，但可 溶于二甲亚砜。淀粉的热降解温度为180 ～ 220℃， 比热容为1.25 ～1.84kJ/(kg·K)。淀粉的密度随含水 量的不同略有变化。通常干淀粉的密度为1.52g/cm3。
淀粉的颗粒结构及物理性状
图2-4 玉米淀粉颗粒 (光学显微镜)
图2-5 玉米淀粉颗粒 (扫描电子显微镜)
图2-6 天然淀粉的X射线衍射图样(线的粗细表示相对强度)
结晶结构占颗粒体积的25%-50%，其余为无定形 淀粉的化学反应主要发生在无定形结构区
淀粉的颗粒结构与物理性状
不同的淀粉品种，呈现不同的颗粒形状和颗粒尺寸
直链淀粉：葡萄糖分子以α（1-4） 糖苷键缩合而成的多糖链。
在天然淀粉中支链淀粉约占70％一80％
表2-3 不同品种淀粉的直链淀粉含量
淀粉及淀粉的应用论文
淀粉及淀粉的应用论文淀粉是植物细胞中一种主要的储藏多糖，由葡萄糖分子通过α-1,4-糖苷键和α-1,6-糖苷键连接而成。
淀粉主要存在于谷物、豆类、根茎类等植物中，作为植物能量储存的重要物质。
在食品、医药、纺织、造纸等领域具有广泛的应用。
首先，淀粉在食品领域有着重要的应用。
淀粉在食品中可以作为增稠剂、稳定剂和胶凝剂，提供食品的质感和口感。
例如，在面食中加入淀粉可以增加面团的黏性，使得面食更加柔软和筋道；在果冻中加入淀粉可以增加果冻的稠度和口感。
此外，淀粉还可以通过糊化、热胀冷缩等特性在食品加工中起到改善工艺和增加产量的作用。
其次，淀粉在医药领域也有广泛的应用。
淀粉作为药用辅料，可以作为药片和胶囊的包衣材料，可以控制药物的释放速度和稳定性。
例如，淀粉包衣的药片可以减缓药物的溶解速度和吸收速度，从而延长药物的作用时间；淀粉包衣的胶囊可以保护药物免受外界环境的影响，并降低患者的药物刺激感。
此外，淀粉还广泛应用于纺织和造纸行业。
在纺织行业中，淀粉可以作为浆料的黏合剂，使得纤维更加牢固；在造纸行业中，淀粉可以作为造纸浆料的固化剂，增加纸张的强度和光泽度。
淀粉还可以在纺织印染过程中作为媒染剂，促进颜料的吸附和稳定。
此外，淀粉还可以作为工业原料，在生物降解塑料的制备中起到重要作用。
传统塑料常常会对环境造成污染，而淀粉基生物降解塑料可以在自然环境中被微生物分解，减少对环境的影响。
淀粉基生物降解塑料的可降解性和可再生性使其在包装材料、农业膜和一次性餐具等领域具有广阔的应用前景。
总结起来，淀粉作为一种多糖，在食品、医药、纺织、造纸以及塑料等领域都有广泛的应用。
淀粉在食品中可以提供质感和口感，改善工艺和增加产量；在医药中可以作为药片和胶囊的包衣材料，控制药物的释放速度；在纺织和造纸中可以起到固化和黏合的作用；在生物降解塑料中具有可降解性和可再生性等特点。
因此，淀粉的应用价值十分重要，研究和开发淀粉的各种应用前景具有广阔的发展空间。