蒙脱土增强的复合塑化体系中高直链玉米淀粉结构演变规律与分子模拟

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31371747
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    77.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C2006.食品加工与制造
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Environmental pollution caused by nonbiodegradable food packaging films is more and more serious with the rapid development of national convenient food and fast food industries. Starch nannocomposite films have been regarded as the most promising fully biodegradable food packaging films by domestic and foreign scientists. On the whole, there hasn't been much production and application of biodegradable starch-based food packaging films. The absence of related basic theory is the main reason for the problem, added to the lack of continuous and highly efficient production process. Based on our previous studies, the starch nanocomposite films are prepared with stabilized and cross-linked high amylose maize starches,enhanced by modified montmorillonites with different interfacial characteristics and plasticized by combination of various plasticizers. The granular and molecular structure evolutions of the starches will be investigated during melt intercalation, film blowing and storage of the films. The effects of the starch structure evolutions on formation of starch nanocomposites and their properties are also studied. The molecular mechanism of film forming of starch nanocomposites will be illustrated. Moreover, the molecular interactions between starch-plasticizer-montmorillonite and compatibilities of various components will be discovered by molecular dynamics simulation. The forming mechanism of starch nanocomposite will be discovered at molecular level. A new theory will be provided for the development and application of starch-based food packaging films with high performance.
随着我国方便食品和快餐食品业的高速发展,非降解食品包装膜造成的环境污染日益严重。淀粉纳米复合材料膜已被国内外学者公认为最有发展前景的全降解食品包装膜。但总体而言,淀粉基食品包装膜的生产和应用还十分有限。除了缺乏高效连续的制膜工艺之外,相关基础理论的匮乏是造成这一问题的关键所在。本项目在前期研究的基础上,采用稳定化交联复合变性的高直链玉米淀粉为成膜基材,以具有不同界面特性的改性蒙脱土为增强剂,采用复合塑化体系,研究在熔融插层、挤出吹膜及产品放置过程中,淀粉颗粒结构与分子结构的演变规律及其对淀粉纳米复合材料形成和性能的影响,从而阐明淀粉纳米复合材料成膜的分子机制。同时,通过分子动力学模拟,研究淀粉-增塑剂-蒙脱土体系中分子间相互作用和组分相容性,从分子水平上揭示淀粉纳米复合材料成膜机理。本项目的预期成果将为高性能淀粉基全降解食品包装膜的开发和应用提供新的理论依据。

结项摘要

传统石油基食品包装材料造成的环境污染日益严重。淀粉纳米复合材料被国内外学者认为是最有发展前景的生物降解材料。为了克服现有淀粉基材料的缺陷,本项目从复合增塑剂的选择,淀粉的改性方式与改性程度,蒙脱土的改性方式和改性程度,淀粉膜吹塑工艺和贮藏条件等方面,研究了淀粉纳米复合材料形成的机理及其与性能的关系。结果表明:疏水性增塑剂与甘油相复配,可以有效增塑淀粉/有机改性蒙脱土,淀粉膜的表面更加平整、光滑,淀粉膜的机械性能和阻隔性能得到显著提高。项目揭示了增塑剂对淀粉蒙脱土纳米复合材料的形成及其性能的影响规律,阐明了淀粉轻度改性、蒙脱土表面疏水改性与淀粉结构演变、淀粉纳米复合材料性能的关系,制备了具有良好机械性能、阻隔性能的淀粉蒙脱土纳米复合材料。项目的研究成果为我国淀粉基全降解材料的开发与应用提供理论基础。项目共发表SCI论文9篇,授权发明专利1项。以本项目的理论为指导,开发的高性能淀粉纳米复合材料的制备技术获2017年度山东省技术发明二等奖1项。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Effects of low polyhydroxyalkanoate content on the properties of films based on modified starch acquired by extrusion blowing
低聚羟基脂肪酸酯含量对挤吹变性淀粉薄膜性能的影响
  • DOI:
    10.1016/j.foodhyd.2017.05.030
  • 发表时间:
    2017-11-01
  • 期刊:
    FOOD HYDROCOLLOIDS
  • 影响因子:
    10.7
  • 作者:
    Sun, Shenglin;Liu, Pengfei;Dong, Haizhou
  • 通讯作者:
    Dong, Haizhou
High performance extrusion blown starch/polyvinyl alcohol/clay nanocomposite films
高性能挤出吹制淀粉/聚乙烯醇/粘土纳米复合薄膜
  • DOI:
    10.1016/j.foodhyd.2017.12.013
  • 发表时间:
    2018-06-01
  • 期刊:
    FOOD HYDROCOLLOIDS
  • 影响因子:
    10.7
  • 作者:
    Wang, Wentao;Zhang, Hui;Guo, Qingbin
  • 通讯作者:
    Guo, Qingbin
Effects of various cross-linking agents on the physicochemical properties of starch/PHA composite films produced by extrusion blowing
不同交联剂对挤出吹塑淀粉/PHA复合薄膜理化性能的影响
  • DOI:
    10.1016/j.foodhyd.2017.11.046
  • 发表时间:
    2018-04-01
  • 期刊:
    FOOD HYDROCOLLOIDS
  • 影响因子:
    10.7
  • 作者:
    Sun, Shenglin;Liu, Pengfei;Dong, Haizhou
  • 通讯作者:
    Dong, Haizhou
有机改性蒙脱土对改性淀粉复合膜性能的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国粮油学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    高玉玲;代养勇;张慧;董海洲;侯汉学
  • 通讯作者:
    侯汉学
Effects of organic modification of montmorillonite on the performance of starch-based nanocomposite films
蒙脱石有机改性对淀粉基纳米复合薄膜性能的影响
  • DOI:
    10.1016/j.clay.2014.06.033
  • 发表时间:
    2014-09-01
  • 期刊:
    APPLIED CLAY SCIENCE
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Gao, Yuling;Dai, Yangyong;Dong, Haizhou
  • 通讯作者:
    Dong, Haizhou

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其他文献

超声处理对马铃薯淀粉结构特性及理化性质的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    食品科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张奎亮;代养勇;侯汉学;董海洲;李向阳;张慧;刘传富;张玉杰
  • 通讯作者:
    张玉杰
碾轧活化淀粉湿法制备阳离子淀粉及其性能研究
  • DOI:
    10.13995/j.cnki.11-1802/ts.013995
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    食品与发酵工业
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    牛凯;张勇;纪庆祝;代养勇;董海洲;侯汉学;李贵萧;刘传富
  • 通讯作者:
    刘传富
Removing patulin from apple washing water by UV radiation
通过紫外线辐射去除苹果清洗水中的棒曲霉素
  • DOI:
    10.5004/dwt.2018.22819
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Desalination and Water Treatment
  • 影响因子:
    1.1
  • 作者:
    刁恩杰;楚璇;董海洲;侯汉学;高东升
  • 通讯作者:
    高东升
高压均质预处理对玉米淀粉阳离子化、结构和性能的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    食品科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李贵萧;代养勇;侯汉学;张慧;李向阳;王文涛;董海洲;刘传富
  • 通讯作者:
    刘传富
Effects of Clay Content on the Properties of hStarcHh-based Extrusion-blown Nanocomposite Films
粘土含量对 hStarcHh 基挤出吹制纳米复合薄膜性能的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Trend in Carbohydrate Research
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    侯汉学;高伟;董海洲;代养勇;张慧
  • 通讯作者:
    张慧

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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