科研進(jìn)展
蘭州化物所發(fā)表超聲輔助改性淀粉綜述文章
超聲波輔助淀粉改性是一種新興的綠色物理方法，它利用空化效應(yīng)和機(jī)械剪切作用破壞淀粉的結(jié)晶區(qū)域，改變顆粒形態(tài)，增加比表面積，從而有效提升淀粉的溶解性、親水性和功能特性。相比傳統(tǒng)的化學(xué)和酶法改性方式，超聲波改性避免了化學(xué)試劑的使用及生物催化劑的殘留，更安全且環(huán)保。?
近日，中國(guó)科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所天然藥物與化學(xué)測(cè)量研究中心食品化學(xué)與安全檢測(cè)團(tuán)隊(duì)發(fā)表了關(guān)于抑制淀粉回生方面的綜述文章，系統(tǒng)總結(jié)了超聲波輔助淀粉改性領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展，為綠色、高效的淀粉功能化改性技術(shù)提供了重要參考。該論文深入探討了超聲波參數(shù)優(yōu)化、結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系解析及協(xié)同改性策略，展現(xiàn)了超聲波技術(shù)在淀粉改性領(lǐng)域的廣闊前景。
本綜述概述了超聲波功率、時(shí)間、溫度及淀粉濃度對(duì)淀粉結(jié)構(gòu)與理化性質(zhì)的影響。總結(jié)發(fā)現(xiàn)，適度提高超聲波功率可增強(qiáng)機(jī)械效應(yīng)，促進(jìn)淀粉顆粒表面侵蝕和內(nèi)部重組，但功率過(guò)高易導(dǎo)致局部過(guò)熱和表面凝膠化，從而降低改性效率。通過(guò)優(yōu)化處理時(shí)間和淀粉濃度，可實(shí)現(xiàn)顆粒尺寸、結(jié)晶度及功能特性的調(diào)控。超聲處理可破壞淀粉的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致分子鏈斷裂與重排，促進(jìn)無(wú)定形化，并顯著改變其糊化特性、凝膠性及消化性。改性后的淀粉表面粗糙多孔，吸水性和相互作用能力增強(qiáng)。
圖1.超聲波改性淀粉原理
文章還分析了超聲波與酶解、化學(xué)改性或熱處理的協(xié)同策略。超聲波預(yù)處理可增加酶解活性位點(diǎn)，提高反應(yīng)效率；與化學(xué)改性結(jié)合可加速反應(yīng)速率、改善結(jié)構(gòu)均勻性，如在檸檬酸酯化中促進(jìn)試劑滲透與結(jié)構(gòu)松弛。該技術(shù)在食品加工、造紙業(yè)、藥物遞送及紡織業(yè)等領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景，可改善食品質(zhì)地、實(shí)現(xiàn)可控藥物釋放，并滿足環(huán)保材料需求。
圖2.超聲修飾技術(shù)在淀粉修飾中的具體應(yīng)用
圖3.淀粉改性材料作為工業(yè)領(lǐng)域關(guān)鍵原材料的應(yīng)用
該綜述論文不僅全面概述了超聲波輔助淀粉改性技術(shù)的研究進(jìn)展，也為相關(guān)領(lǐng)域的科研人員和工業(yè)界人士提供了寶貴的參考。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用的不斷拓展，超聲波輔助淀粉改性技術(shù)有望在綠色材料領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用。
相關(guān)研究工作以“Advances in ultrasound-assisted starch modification: Parameter optimization, structure–property relationships, and synergistic strategies”為題發(fā)表在Carbohydrate Polymers（2026, 124907）上。鄭曉淵助理研究員與曾凡逵研究員為共同通訊作者。
上述工作得到了國(guó)家馬鈴薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系等項(xiàng)目的支持。
