淀粉從與瓜爾膠復(fù)合膜的配比表表3.2淀粉瓜爾膠復(fù)合膜配比表Table 3.2 Composition of boric acid-cassave starch/guar gum composite films樣品號3-13-23-34-14-24-3木薯淀粉（％)100100100000瓜爾膠（％)000100100100硼酸（％)25102510甘油/干基（％)303030303030注：其中每份樣品中淀粉最大用量為5%質(zhì)量分數(shù)，瓜爾膠最大用量為1%質(zhì)量分數(shù)。 單一成分成膜選取最大值為最優(yōu)用量。

　　

　　3.2.2.2實驗步驟按表2-1中各實驗樣品的用量先用100ml小燒杯稱取規(guī)定用量的甘油，用去 離子水配成100ml水溶液轉(zhuǎn)到250ml三口燒瓶中。用電子分析天平稱取定量淀粉、 硼酸，在不斷攪拌狀態(tài)下加到三口燒瓶中配成濁液，淀粉糊化溫度為95°C, 0.5h; 電子天平稱取定量瓜爾膠，加定量硼酸，糊化溫度為75°C，30mins。糊化后靜 置脫氣后用延流法在成膜其中成膜，于50°C下烘千后剝膜。

　　

　　3.2.2.3澆注法制膜工藝流程加入塑化劑—加入去離子水—淀粉/瓜爾膠/硼酸—調(diào)成乳—升溫—恒溫攪拌 30min—脫氣—延流—千燥—成膜3.2.3.分析方法詳見第二章。

　　

　　3.3結(jié)果與討論1002.837^4170973.3.1紅外光譜分析(FT-IR)

　　

　　圖3.1不同膜的紅外光譜圖 Fig. 3.1 The FT-IR spectrum of different films圖3.1顯示的是，分別對木薯淀粉與原瓜爾膠內(nèi)添加質(zhì)量分數(shù)2%，5%，10% 的硼酸的紅外吸收光譜，3200 cm“?3400 cm_1表示的是游離羥基之間的締合峰。 同時圖譜中1000 cm_1?1200 cirf1的吸收峰為C-0-C鍵的伸縮震動吸收峰。圖3.1 表示混合成膜條件下復(fù)合成膜的紅外譜圖，表明硼酸的加入，不對峰的位置產(chǎn)生影響。

　　

　　3.3.2熱重分析（TG)

　　

　　圖3.2熱重分析曲線 Fig.3.2 TheTG curves of the different flims根據(jù)在圖3.2中TG曲線上所表現(xiàn)出來的是隨著溫度升高樣品的重量持續(xù)的下降。在150°C以下的溫度區(qū)域重量減輕是水分的蒸發(fā)引起的，質(zhì)量損失體現(xiàn)了 不同樣品的含水率，接下來的一段區(qū)域樣品重量曲線變化還是比較平緩，重量的 減少來自膜中有機分子脫水，200?280°C左右的緩慢失重是由塑化劑甘油的損失 造成的，到280°C以上樣品的重量有明顯的下降，這說明有機大分子開始分解， 重量有明顯的下降。DTG曲線表示的是TG曲線的斜率變化，凹峰對應(yīng)的溫度處 表示樣品的分解溫度，值的大小大小表示樣品的熱穩(wěn)定性。如圖3.2所示，硼酸 添加后改變了熱重曲線的形狀，這表明硼酸的分解影響夠了樣品的變化，硼酸在 70?100°C變成偏硼酸HB02，150?160°C變成焦硼酸，300°C生成硼酐B203,硼 酐的熔點445°C，沸點1500°C。由于硼酸的這些性質(zhì)導(dǎo)致，淀粉和瓜爾膠在加入 硼酸后程序升溫后，峰值溫度降低，剩余重量增加15%。

　　

　　3.3.3掃描電鏡分析（SEM)

　　

　　3-13-23-34-1圖3.3是不同木薯淀粉含量的復(fù)合膜掃描電子顯微鏡照片。在加工過程中水 和甘油滲入淀粉顆粒，破壞了原有的分子內(nèi)和分子間氫鍵，使淀粉顆粒溶脹直至 破裂，顆粒結(jié)構(gòu)消失，形成了硼酸、淀粉、瓜爾膠、水、甘油間的氫鍵，在成膜 過程中阻止了淀粉分子間氫鍵的再次形成。

　　

　　圖3.3不同膜片樣品膜掃描電子顯微鏡照片 Fig. 3.3 SEM photograph of different films從圖3.3中可以看出經(jīng)過95°C糊化后淀粉顆粒與瓜爾膠顆粒狀結(jié)構(gòu)消失的比 較徹底，原淀粉的顆粒形狀是直徑為2〇Um的顆粒。與單純膜1-1厚度為95um 相比，加入硼酸后，3-1, 3-2, 3-3厚度分別為110 um, 85 um，145 um。但從淀 粉的斷面的掃描電鏡圖片顯示，內(nèi)部結(jié)構(gòu)是均一的。而瓜爾膠的斷面就比較復(fù)雜， 由于瓜爾膠溶液飽和濃度低，所以瓜爾膠的膜在相同的成膜器中做出來就會比較 薄，掃描電鏡放大的倍數(shù)由一定差異瓜爾膠圖中斷面有小坑和突出物，可能是由 于瓜爾膠再溶解時不均勻?qū)е?，有部分瓜爾膠在溶解時形成了密度相對較高的小 團，較大的團狀物在糊化后就被清除了，由于透明度較高，小的團狀物不好分辨， 留在糊液中，干燥后由于密度與周圍不同導(dǎo)致這種現(xiàn)象的出現(xiàn)。與純瓜爾膠膜相 比，加入硼酸對膜的厚度產(chǎn)生了特別明顯的影響，原瓜爾膠膜厚度約為12mn, 而 4-1,4-2,4-3 的厚度分別為 23um，67um, 42um。

　　

　　3.3.4RVA 分析糊液粘度曲線和各參數(shù)見表3.3,結(jié)果表明，硼酸加入的質(zhì)量為淀粉的5%, 混合后峰值粘度為l〇79cp,比純淀粉提高了 94%。糊化溫度也有明顯的降低達 到了 50.3°C比純淀粉的糊化溫度降低了 21.1°C。而其他兩個對照組這兩項指標變 化并不明顯。以第一章重粘度指標變化對膜強度和伸長率的影響看，5%硼酸的 加入量應(yīng)該能使膜的強度有所提高，但效果并不明顯這可能與硼酸添加后糊液的 粘度高，此外糊液成現(xiàn)明顯的拉絲性能，脫氣變得異常困難，最終成膜后，膜中 有微小氣泡存在在干燥過程中氣泡上升脹裂在膜的表面留有泡坑，影響了膜的力 學性能。隨著硼酸加入量的加大，過量的硼酸會使系統(tǒng)的pH降低明顯，在加熱 過程中導(dǎo)致多糖材料發(fā)生酸解，進而糊液粘度下降。

　　

　　表3.3淀粉加入硼酸后的糊化指標Table 3.3 RVA indexes of starches with different ratio of boric acid樣品號硼酸量 /%干糊化溫度 rc) ■峰值粘度保持粘度最終粘度回生粘度回生率基(cP)(%)

　　

　　淀粉1-1071.1556463713103250加硼3-1271.472963186498233酸3-2550.3107988410001952163-31071.1664558779106241硼酸的量對瓜爾膠的粘度也有很明顯的影響，5%硼酸加入后原瓜爾膠糊液 具有明顯的拉絲性，玻棒占到糊液中后提起拉絲長度能超過80cm。淀粉-硼酸糊 化后也有這樣的性質(zhì)，5%硼酸加入后的效果最明顯。但當溫度降到18°C以下就 會開始下降，15°C以下時就會凝成凍狀。

　　

　　3.3.5硼酉袞的用量對膜力學性肯巨的影響（Mechanical properties)

　　

　　表3.4淀粉-瓜爾膠復(fù)合膜的力學性能 Table 3.4 Mechanical properties of the starch-guargum composite films樣品基膜類型硼酸含量強度（Mpa)伸長率（％)

　　

　　1-1木薯淀粉014.413.03-1木薯淀粉213.210.13-2木薯淀粉510.88.93-3木薯淀粉109.56.21-6原瓜爾膠016.58.94-1原瓜爾膠213.96.14-2原瓜爾膠511.644-3原瓜爾膠1010.43.2從表3.4中可以看出，膜的抗拉強度與斷裂伸長率均隨硼酸加入量的提高而 降低。雖然糊液粘度在加入5%硼酸后有了明顯提升，理論上應(yīng)該會使強度有明 顯的提高，但由于加熱過程中產(chǎn)生了均勻細小的氣泡，且粘度提高后導(dǎo)致糊液脫 氣變得異常困難，所以膜的強度有所下降。隨著硼酸加入量的加大，使系統(tǒng)的 pH有所下降，在加熱過程中導(dǎo)致多糖材料發(fā)生酸解，進而糊液粘度下降，膜的第三章硼酸對純木薯淀粉/原瓜爾膠成膜性質(zhì)的影響抗拉強度降低，影響了膜的強度。

　　

　　TETsTcodBOVOT-M^qcoaEJad J0Q.E>3.3.6水蒸氣透過率(WVP)分析圖3.4硼酸量對瓜爾膠和淀粉膜的水蒸氣透過率的影響 Fig. 3.4 The water vapor permeability of the films圖3.4為在室溫下，測定淀粉-瓜爾膠復(fù)合膜的水蒸氣透過率。從圖中可以 看出隨著膜中硼酸量的增加，水蒸氣透率在逐漸增加，其中硼酸加入10%干基的 樣品3-3水蒸氣透過率高達5.39*10_1()gPaS—W1比純淀粉膜的水蒸氣透過率提高了 21.45%。

　　

　　3 ? 3 ? 7吸水性能分析(Water uptake)分析〇 30-70- 60- 50-time/h圖3.5力口入硼酸后木薯淀粉膜的吸水性IT Fig. 3.5 the water content/% of the cassava starch films with boric acid added圖3.5中，由于親水性多糖為基質(zhì)，硼酸-瓜爾膠膜和硼酸-淀粉膜各復(fù)合膜 吸水速率的變化趨勢基本相同，都是先急后緩，最后趨于平衡。吸水性能與純淀粉膜和純瓜爾膠膜相比也沒有明顯的規(guī)律可循。瓜爾膠對比組發(fā)現(xiàn)在32h測量時 質(zhì)量有大幅降低，可能與測量樣品時，在空氣中暴露有關(guān)，說明瓜爾膠中水分結(jié) 合的不緊密。3-2的平衡吸水率為44%，淀粉膜的平和吸水率為52%。

　　

　　3.4小結(jié)(1)硼酸5%干基質(zhì)量分數(shù)加入后原瓜爾膠糊液具有明顯的拉絲性，玻棒占到糊 液中后提起拉絲長度能超過80cm。淀粉-硼酸糊化后也有這樣的性質(zhì)，硼 酸5%干基質(zhì)量分數(shù)加入后的效果最明顯。但當溫度降到18°C以下就會開 始下降，15°C以下時就會凝成凍狀。

　　

　　(2)加入硼酸后膜的強度有所下降與硼酸的加入量成負相關(guān)。加熱程中產(chǎn)生了 均勻細小的氣泡，且粘度提高后導(dǎo)致糊液脫氣變得異常困，硼酸的量為10% 糊液粘度下降，可能是由于過量的硼酸酸解淀粉或瓜爾膠造成的，導(dǎo)致膜 的強度明顯下降。此外加入硼酸后對膜的厚度影響比較明顯。