干热变性紫薯淀粉制备工艺及其成膜特性的研究与应用

摘要

紫薯（Ipomoea batatas(L.) Lam）是一类集营养、色泽和风味于一体的甘薯新品种，淀粉是其主要成分，且直链淀粉含量较高，具有较好的成膜性。本文以紫薯淀粉和黄原胶的混合物为原料，采用干热法制备干热变性紫薯淀粉，研究变性紫薯淀粉的制备工艺及特性；在此基础上将干热变性紫薯淀粉用于可食用膜的制备，并确定最佳成膜工艺；进行干热变性紫薯淀粉的抑菌试验，将最佳抑菌条件下的膜液应用于鲜切榴莲的保鲜中。研究成果将为干热变性紫薯淀粉及变性淀粉可食用膜的工业化生产提供理论指导，拓展了干热变性紫薯淀粉膜在鲜切果蔬保鲜中的应用。主要内容如下：
　　1.研究了黄原胶含量、混合物pH值、干热时间和干热温度对干热变性紫薯淀粉性能的影响，通过正交试验确定干热变性紫薯淀粉的最佳工艺条件。结果表明：黄原胶含量为1.0％，混合物pH6，干热时间3h，干热温度130℃时制备的干热变性紫薯淀粉膜性能最优。此条件下制备的变性淀粉膜的抗拉强度为2.58MPa，断裂伸长率为43.46%，水蒸气透过率为1.96×10-12g·cm/(cm2·s·Pa)，对比紫薯原淀粉所制备膜的抗拉强度1.77MPa，断裂伸长率36.49%，水蒸气透过率3.53×10-12g·cm/(cm2·s·Pa)，干热变性紫薯淀粉膜的各指标均得到明显提高。
　　2.以紫薯原淀粉为对照，测定了黄原胶协同干热变性后紫薯淀粉颗粒结构与淀粉糊的理化指标，研究干热变性处理对紫薯淀粉性质的影响。结果表明：黄原胶协同干热变性处理后的紫薯淀粉颗粒略微膨胀，大小不均一且发生粘连现象；糊化起始温度略有降低，峰值黏度与终值黏度均升高，热稳定性提高；淀粉糊的冻融稳定性显著提高，溶解度和膨胀度降低，且透明度有所降低；淀粉糊的流变曲线表现为逆时针环状，屈服应力明显增大，其形成的凝胶呈现固体特征，储能模量G’增加，剪切结构恢复力显著提高；淀粉属C-型晶体，干热处理前后淀粉的X-射线衍射图谱无明显变化，但干热变性处理使淀粉结晶度增大。
　　3.以干热变性紫薯淀粉为基质，探究变性淀粉添加量、甘油添加量和海藻酸钠添加量对干热变性紫薯淀粉成膜特性的影响，通过响应面分析法确定干热变性紫薯淀粉最佳成膜工艺参数。结果表明：当变性淀粉添加量为3.99%， 甘油添加量1.52%，海藻酸钠添加量0.60%时，干热变性紫薯淀粉膜的性能最优。
　　4.考察不同抑菌剂的浓度和pH对干热变性紫薯淀粉膜抑菌特性的影响，确定最佳抑菌条件，并将其应用于鲜切榴莲的保鲜。可知：当紫薯变性淀粉膜液中的尼辛0.025%和纳他霉素0.06%，pH值为7时，对供试的枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、沙门氏菌（细菌）以及黑曲霉菌、绿木霉菌、青霉菌、根霉菌（霉菌）都具有有效的抑制作用。而涂膜处理能够有效阻止鲜切榴莲在贮藏过程中内部水分的散失，有利于营养物质的保持，且维持表面色泽，减缓软化，抑制微生物的生长繁殖，在确保较好口感的同时延长了鲜切榴莲的货架期。

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第一章 引言

1 淀粉改性领域中物理改性技术的研究

2 干热变性淀粉的研究进展

3 鲜切果蔬可食性涂膜保鲜的研究进展

4 立题意义、主要内容及创新性

第二章 干热变性紫薯淀粉制备工艺的研究

1 材料与方法

2 结果与分析

3 小结

第三章 黄原胶协同干热变性紫薯淀粉特性的研究

1 材料与方法

2 结果与分析

3 小结

第四章 干热变性紫薯淀粉成膜特性的研究

1 材料与方法

2 结果与分析

3 小结

第五章 干热变性紫薯淀粉涂膜在鲜切榴莲保鲜中的应用

1 材料与方法

2 结果与分析

3 小结

结论与展望

1 主要结论

2 展望

参考文献

致谢