食用胶干热变性马铃薯淀粉的研究

摘要

淀粉与食用胶进行干法变性是一种新方法。本课题以普通马铃薯淀粉和食用胶为原料，研究制备体系pH值对获得的干热变性淀粉性质的影响，分析食用胶干热变性马铃薯淀粉的反应机理。为确定适合于马铃薯淀粉干法变性的食用胶，扩大马铃薯变性淀粉品种数量提供依据。
　　 首先对原料性质进行测定。测试时溶液离子强度的增大使马铃薯淀粉糊黏度显著降低。食用胶溶液黏度仅为马铃薯淀粉糊黏度的0.1％左右，离子强度对其的影响相对而言可忽略不计。为了避免离子强度因素的干扰，以下pH6、7、8体系均为同等离子强度的乙酸钠缓冲液。
　　 然后进行了食用胶筛选。在蒸馏水中经低温(45℃)平衡水分后高温(130℃)用6种食用胶:海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、黄原胶和卡拉胶(4种阴离子胶);瓜尔胶（非离子胶）;壳聚糖（阳离子胶）制备干热变性马铃薯淀粉。博力飞黏度仪的测定结果表明，黄原胶、卡拉胶干热变性淀粉与原淀粉的糊黏度相差较小;卡拉胶、瓜尔胶干热变性淀粉与相应简单共混样的糊黏度相差较大。马铃薯淀粉含磷酸基团在溶液中带负电，在有水条件下可能易与阳离子胶发生反应。综合文献中对海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、黄原胶干热变性淀粉的反应机理推测为酯化反应，在后续研究中选择壳聚糖、黄原胶、卡拉胶为原料，分别在pH6、7、8体系中制备，共得到9种食用胶干热变性马铃薯淀粉样品（以下简称变性淀粉）。
　　 粒径分析结果表明，马铃薯原淀粉的平均粒径为28.5μm，9种变性淀粉的平均粒径在29.4～31.2μm之间。用扫描电镜观察发现，与马铃薯原淀粉颗粒相比，9种变性淀粉颗粒表面都不同程度地出现凹陷、裂纹、碎裂等现象。通过与不加胶的空白样、不经高温的对照样对比分析，食用胶的添加是引起淀粉颗粒形态变化的原因。用X-射线衍射分析发现，马铃薯原淀粉在6°、17°、22°和24°附近出现较强的衍射峰，分别对应1.47nm、0.52nm、0.40nm和0.37nm的d-间距，为B型结晶结构，而9种变性淀粉都只在17°附近出现较强的衍射峰，其他几个峰融合在了一起，相对结晶度降低。经与不加胶的空白样对比分析，结晶结构的变化是由于干热作用引起，部分微晶受热融化导致晶型和相对结晶度发生变化。
　　 用快速黏度分析仪测定样品的黏度特性。与马铃薯原淀粉相比，9种变性淀粉的黏度曲线图谱都发生了变化;变性淀粉的热稳定性提高;黄原胶、卡拉胶变性淀粉的回生能力增强。马铃薯原淀粉的峰值黏度为2326cP;壳聚糖、黄原胶和卡拉胶在pH6、7、8体系制备的变性淀粉的峰值黏度分别为812～846cP、1315～1347cP和1194～1334cP，依次下降了64％、42％和49％。9种变性淀粉的峰值黏度比相应简单共混样的低，与相应（不经高温）对照样的相近，因此食用胶的添加和低温平衡水分过程是影响变性淀粉峰值黏度降低的主要因素，高温制备的影响较小。制备体系pH值对3种食用胶干热变性淀粉峰值黏度的影响不大。
　　 壳聚糖、黄原胶和卡拉胶变性淀粉的终黏度分别比马铃薯原淀粉的下降了47％、19％和23％。9种变性淀粉的终黏度分别比相应简单共混样的低，与相应（不经高温）对照样的相近。制备体系pH值对3种食用胶干热变性淀粉终黏度没有显著影响。因此壳聚糖、黄原胶、卡拉胶都不适合用于干热变性马铃薯淀粉的制备。
　　 变性淀粉的红外光谱图谱与原淀粉的相同，没有新的基团峰出现，说明在本研究中食用胶干法制备的马铃薯变性淀粉没有发生化学变化，应为物理变性。食用胶干热变性马铃薯淀粉变性程度的表征参数及方法，即定量的方法，还需进一步研究。

目录

摘要

1 淀粉概述

1．1 淀粉分类

1．2 淀粉分子

1．3 淀粉颗粒

1．3．1 淀粉颗粒形态

1．3．2 淀粉颗粒的生长环结构

1．3．3 淀粉颗粒的结晶性质

1．4 马铃薯淀粉

1．5 食用胶干法变性淀粉

1．5．1 淀粉干法变性与湿法变性的比较

1．5．2 干法变性淀粉的分类

1．5．3 食用胶干法变性淀粉的制备

1．5．4 食用胶干法变性淀粉的性质

1．5．5 食用胶干热变性淀粉的应用

1．6 本课题的主要目的、意义和研究内容

1．6．1 研究目的和意义

1．6．2 研究内容

2 实验材料与方法

2．1 材料与仪器

2．1．1 原料与试剂

2．1．2 主要仪器与设备

2．2 实验方法

2．2．1 pH缓冲溶液的制备

2．2．2 食用胶干热变性淀粉样品的制备

2．2．3 粒径分析

2．2．4 淀粉颗粒的形态观察

2．2．5 X-射线衍射测定

2．2．6 黏度性质的测定

2．2．7 红外光谱测定

3 结果与讨论

3．1 6种食用胶干热变性淀粉样品的黏度性质

3．2 pH和离子强度对马铃薯原淀粉、3种食用胶黏度性质的影响

3．3 粒径分布

3．4 食用胶干热变性淀粉颗粒形态

3．4．1 偏光显微镜观察结果

3．4．2 扫描电镜观察结果

3．5 食用胶干热变性淀粉颗粒结晶特性

3．6 食用胶干热变性淀粉的黏度性质

3．6．1 博力飞流变仪测定的黏度性质

3．6．2 快速黏度分析仪测定的黏度性质

3．6．3 博力飞流变仪与快速黏度分析仪的比较

3．7 食用胶干热变性机理

4 结论

5 论文创新点

致谢

参考文献

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