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动态高压微射流技术对直链淀粉性质和结构的影响

作　者: 尹月斌
导　师: 涂宗财
学　校: 南昌大学
专　业: 农产品加工及贮藏工程
关键词: 动态高压微射流直链淀粉性质结构相关性
分类号: TS231
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

淀粉是自然界最丰富的可再生资源之一,主要由直链淀粉和支链淀粉组成。直链淀粉是工业重要原料,已被广泛用于食品、医药、纺织、造纸、降解塑料等多个领域。但直链淀粉易发生凝沉,糊化难,抗剪切力强,这在某种程度上限制其加工应用,故可采用一定方法对直链淀粉进行改性,使其性能得到改善,应用领域更广阔。而动态高压微射流技术是一种有效的物理改性手段,已被广泛应用于食品大分子改性中,因此本论文主要研究了动态高压微射流处理对直链淀粉理化性质、颗粒结构及分子结构的变化,并对各性质变化与结构变化间的相关性进行了分析,为DHPM技术在淀粉改性领域的应用提供一定理论参考。主要结论如下：(1)采用正丁醇-异戊醇混合液从玉米淀粉、马铃薯淀粉溶液中沉淀出直链淀粉,经饱和正丁醇反复结晶数次得到较纯的直链淀粉组分,再用直链淀粉一碘复合物比色法测定了玉米直链淀粉、马铃薯直链淀粉的含量分别为90.5%和85.3%,复合物最大吸收波长分别为625nm和635nm,碘蓝值分别为0.915和0.823,这表明自制的直链淀粉己达到一定纯度。(2)采用紫外可见分光光度计、差示扫描量热仪、快速粘度仪、质构仪等研究了玉米直链淀粉和马铃薯直链淀粉经动态高压微射流不同压力处理(80MPa、120MPa、160MPa、200MPa)后其溶解度、膨润力、透明度、凝沉性、热特性、冻融稳定性、糊化特性、质构等理化性质的变化规律。随着DHPM处理压力的增大,玉米直链淀粉溶解度先增大后减小,膨润力增大,但增加缓慢；马铃薯直链淀粉溶解度和膨润力随压力增大先升高后降低,在160MPa为最大。玉米直链淀粉热力学参数(To、 Tc、△H)逐渐降低,马铃薯直链淀粉热力学性质无明显变化。玉米直链淀粉糊的峰值粘度、最低粘度、最终粘度、回生值和起始糊化温度降低；马铃薯直链淀粉峰值粘度和最低粘度减小,最终粘度和回生值增大。玉米直链淀粉透明度有所增加但不明显,马铃薯直链淀粉透明度随压力增大先增加后减小。玉米直链淀粉糊易发生析水凝沉,放置6h后就达到凝沉稳定,DHPM处理可抑制其凝沉；马铃薯直链淀粉凝沉速度较慢,放置18h达到凝沉稳定,DHPM处理对其凝沉性无显著规律。两种直链淀粉冻融稳定性的变化都不明显。玉米直链淀粉凝胶弹性先增加后减小,在160MPa达到最大,硬度、胶着性与咀嚼性变化不大,粘性有所增大；马铃薯直链淀粉凝胶粘性减小,凝胶硬度、弹性、内聚性、胶着性和咀嚼性都呈现先增加后降低的趋势,且都在120MPa达到最大值。(3)采用环境扫描电镜(ESEM)、原子力显微镜(AFM)、粒度仪、傅里叶红外、X-射线衍射、高效凝胶渗透色谱(HPGPC)等研究比较动态高压微射流不同压力处理(80MPa、120MPa、160MPa、200MPa)对玉米直链淀粉和马铃薯直链淀粉颗粒形貌、大小、分子基团、结晶性、分子量等结构的影响规律。处理后的冻干样品外观形态观察显示为絮状；扫描电镜显示经处理后的直链淀粉颗粒结构被破坏,有团聚现象;原子力图像显示经200MPa处理后的直链淀粉空间结构发生变化,高度减小；X-射线衍射和红外光谱分析显示颗粒结晶结构受到破坏,结晶度随压力增大而减小,但变化趋势缓慢；随着压力增大,粒径先减小后增大；经200MPa处理后,玉米直链淀粉和马铃薯直链淀粉的重均分子量Mw分别从1.77×106g/mol和2.40×106g/mol减小为1.59×106g/mol和2.15×106g/mol,表明DHPM处理对其产生了一定降解。(4)研究了DHPM处理后的直链淀粉理化特性与结构参数的相关性,得出直链淀粉热力学参数(To、AH)、糊化性质(峰值粘度、回生值)、透明度、沉降积、析水率、质构性质(硬度、内聚性)及颗粒结晶度之间存在显著相关关系。

动态高压微射流技术对直链淀粉性质和结构的影响

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