卢慧馨，钟成鹏，罗舜菁，叶江平，刘成梅

    (南昌大学食品学院 南昌 330047)

    气凝胶是一种通过气态介质取代湿凝胶中的液体，保持其三维多孔网络结构的新型固体材料，具有低密度、大比表面积、高孔隙率等结构特性，被广泛应用在生物医药、食品工业、环境污染治理、航空航天、建筑等领域[1]。根据原料不同，气凝胶分为无机气凝胶、有机气凝胶和炭气凝胶。早期的气凝胶以二氧化硅、石墨烯、金属氧化物等无机化合物为主，其中对于二氧化硅气凝胶的研究最为广泛和成熟，已实现部分商业化，然而大部分的无机化合物存在力学性能差，污染环境、不可被生物降解等问题，因此，近年来对气凝胶的研究逐渐转向以天然高分子多糖聚合物(如纤维素、壳聚糖、海藻酸钠、果胶、琼脂、淀粉等)为前体的有机气凝胶。因其独特的生物可降解性、生物相容性和可持续性等特点，故生物基气凝胶在生物医药和食品营养领域相比其它材料具有更大的优势[2]。

    淀粉是一种安全、无毒，来源广，成本低的天然高分子化合物，是食品中的重要摄入成分之一。相比于常用的难溶多糖如纤维素、壳聚糖而言[3]，淀粉无需添加交联剂或有机试剂，便可形成完整的凝胶网络结构。其加工过程更为绿色环保，是一种制备气凝胶的理想材料，在食品应用、生物制药和营养方面具有很大的潜力。最早的淀粉基气凝胶被称为“淀粉微孔泡沫”，是由Glenn 等[4]在1995年用小麦淀粉、天然或高直链玉米淀粉制备而成。

    近年来，淀粉基气凝胶以优越性能及广泛用途而成为研究热点。本文综述淀粉基气凝胶的制备及改性研究进展，介绍其在生物医药、食品营养、隔热材料、环境污染等领域的应用现状，总结淀粉基气凝胶生产的优化方法，为其进一步的研发和未来发展提供新思路。

    1 淀粉基气凝胶的制备

    淀粉由直链淀粉和支链淀粉组成。直链淀粉通过α-D-1，4 糖苷键使α-D-葡萄糖聚合成链状的线性大分子，而支链淀粉是由α-1，4 糖苷键连接构成主链，由α-1，6 糖苷键连接构成支链并与主链相连。淀粉基气凝胶是通过溶胶-凝胶(solgel)法制备的，制备过程简单、方便。在水中加热淀粉时，淀粉颗粒吸水溶胀，淀粉分子间氢键被破坏，直链淀粉析出，结晶区域被破坏，这是淀粉的溶胶过程。在随后的冷却回生过程中，淀粉分子链重新迁移并有序排列，发生局部重结晶，相邻分子间的氢键又逐步形成致密的淀粉分子微束，即凝胶化过程。水凝胶经干燥，形成内部具有均匀孔洞的三维网状结构的气凝胶[5-6]，其过程见图1。 ......