摘要
可食用涂层通常是指由多糖、蛋白质、脂类等一种或两种以上生物基聚合物组成的薄膜，因其具有绿色安全、可生物降解等特点，在食品保鲜及包装领域受到了广泛关注。在这些生物基聚合物中，淀粉和蜂蜡价廉易得，常被用于制备可食用涂层的原材料。但是二者的极性差异制约了蜂蜡在淀粉基质中的均匀分散。解决上述问题常用的方法是将疏水性物质封装在Pickering乳液中，之后掺入亲水性基质中，以提高涂层的理化性质。目前采用纳米级颗粒稳定Pickering乳液的研究较多，但淀粉纳米晶、纤维素纳米晶等材料的制备成本高，限制了其在食品领域的广泛应用。因此，本文旨在探究采用乙醇-碱溶剂热法对成本低廉、来源广泛的微米级天然淀粉颗粒进行酯化改性，提高其疏水性。用改性淀粉颗粒构筑常规和高内相Pickering乳液，在此基础上，将该方法应用于蜂蜡Pickering乳液的制备，解决水果保鲜涂层中蜂蜡在淀粉基质中分散性较差的问题。主要研究内容如下： (1) 淀粉结构差异性对颗粒改性效果的影响：选取具有结构差异性的蜡质玉米淀粉(WMS)和马铃薯淀粉(PS)作为研究对象，采用乙醇-碱溶剂热法对淀粉进行酯化改性，制备具有一定疏水性的淀粉颗粒，用其制备水包油(O/W)Pickering乳液。结果表明：以微米级天然淀粉和月桂酸为原料，在乙醇-碱溶剂热环境中，可以制备出水接触角(WCA)介于60°~90°具有一定疏水性的淀粉颗粒。改性淀粉的形态依然保持颗粒状，但却表现出冷水可溶性，在水中溶胀产生致密的分子链，这种三维网状结构有利于提高乳液的稳定性。油相体积分数Φ为50%，改性淀粉颗粒浓度≥2.0%(w/v)时制备的Pickering乳液，在室温下储存210天后没有出现油水分离等不稳定现象。 (2) 不同直/支比改性玉米淀粉及高内相 Pickering 乳液(HIPPEs)的制备：选取不同直/支比的微米级改性普通玉米淀粉(M-NMS)和改性高直链玉米淀粉(M-HAMS)为唯一有效稳定剂制备HIPPEs。结果表明：当均质速度为13000 rpm，油相体积分数Φ为75%，改性淀粉颗粒浓度≥3.0%(w/v)，能够形成稳定的凝胶型HIPPEs，且直/支比较小的M-NMS颗粒制备的HIPPEs性能更好。在pH为5~9的范围内，M-NMS稳定的HIPPEs的Zeta电位绝对值均大于61 mV，表现出较高的界面稳定性。浓度为40~160 mmol/L NaCl的存在对乳液的粘度、粘弹性影响不显著。 (3) 可食用淀粉-蜂蜡Pickering乳液涂层的制备及水果保鲜研究：将微米级改性马铃薯淀粉(M4-PS)颗粒稳定的蜂蜡 Pickering 乳液加入淀粉基质中，制备淀粉-蜂蜡薄膜及水果保鲜涂层。结果表明：薄膜表面未出现裂纹、孔洞等瑕疵，WCA均大于90°，具有良好的机械性能以及对水蒸气的阻隔性能。对比储存 7 天后的原始水果与涂层水果发现，涂层能够延缓水果褐变反应的发生，更好地保持水果的外观和新鲜度。 (4) 蜂蜡分散性、乳液以及基础淀粉的有效协同对保鲜效果的影响：将蜂蜡均匀分散在良性介质中，优化蜂蜡Pickering乳液的制备条件，获得了性能优异的淀粉-蜂蜡薄膜及水果保鲜涂层。结果表明：调控分散介质以及优化制备条件，蜂蜡的分散性以及Pickering乳液的稳定性得到显著改善。淀粉-蜂蜡薄膜断裂伸长率的提高，增强了薄膜的延展性。均匀致密的薄膜降低了水蒸气透过率(WVTR)，有利于提高水果的保鲜效果。
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