改性玉米多孔淀粉的制备、表征和性能研究

摘要

原淀粉的应用范畴十分有限，特别是某些结构和性能无法满足工业要求，若能利用各项技术改性既能改善原淀粉的缺陷还可以赋予淀粉一些新的特性和功能更适合不同行业的要求。制备改性淀粉时若采用两种或两种以上的复合方法能够获得多重性能产品，大大提高淀粉附加价值。本论文采用高产的玉米淀粉为原料，制备多孔淀粉（PS）、交联淀粉（CS）和经酶解和交联处理的复合改性淀粉（PS-CS和CS-PS）。采用现代仪器分析方法对制备出的不同改性淀粉的微观结构和物化性质进行测定，并比较它们的吸附性能，由此选出最佳吸附剂。主要研究结果如下：
　　1、制备多孔淀粉（PS）的最优条件为：反应体系pH为5.4，酶用量为3％，α-淀粉酶和糖化酶的酶配比为1:3（w：w），酶解时间为18h；制备交联淀粉（CSP)的最优条件为：交联pH值为10，交联剂三偏磷酸钠（STMP）质量分数2%，交联时间2h，交联温度40℃。在此基础上，更替变性顺序制备复合改性淀粉包括酶解交联复合改性淀粉（PS-CSP）和交联酶解复合改性淀粉（CSP-PS）。
　　2、通过扫描电镜（SEM）观察到不同改性淀粉的微观结构，多孔淀粉出现类似于蜂窝的结构易造成坍塌，交联淀粉的淀粉颗粒聚集成团。两种复合改性淀粉同时出现多孔和团聚结构。采用比表面积和孔径分布测定仪（ASAP)测定复合改性淀粉的比表面积是是原淀粉的1000多倍，是多孔淀粉和交联淀粉的2~4倍。五种淀粉的孔径分布都在1~50nm，说明均有微孔（<2nm）和介孔（2~50nm）存在。
　　3、差示热量扫描仪（DSC）的结果表明酶解处理使淀粉吸热焓升高，交联改性使淀粉热稳定性增强、吸热焓下降。交联淀粉和酶解交联复合改性淀粉的糊化温度较高，吸热焓按由小到大的顺序可排列成交联淀粉<酶解交联复合改性淀粉<交联酶解复合改性淀粉<原淀粉<多孔淀粉。
　　4、采用快速粘度测定仪RVA测定不同改性淀粉的粘度特性，交联酶解复合改性淀粉的峰值粘度和最终粘度的参数值最低，多孔淀粉的回生值和衰减值最高，酶解交联复合改性淀粉的崩解值和回生值最低。说明交联作用可使淀粉的热稳定性和抗老化性增强。
　　5、从淀粉流变曲线可以看出淀粉属于非牛顿流体中的假塑性流体。改性淀粉与原淀粉剪切粘度降低的速率由小到大的顺序是酶解交联复合改性淀粉<交联酶解复合改性淀粉<交联淀粉<多孔淀粉<原淀粉。剪切应力增加的速率由小到大的顺序是原淀粉<多孔淀粉<交联淀粉<交联酶解复合改性淀粉<酶解交联复合改性淀粉。这充分说明交联改性后的淀粉具有更稳定的结构和较好的机械强度来抵抗剪切作用。
　　6、通过测定不同改性淀粉吸附水、色拉油、亚甲基蓝、重金属Cu2+、Pb2+、Cd2+的量来比较这几种淀粉对不同吸附目的物的吸附性能，实验结果表明，酶解-交联复合改性淀粉是替代多孔淀粉的理想的吸附剂。

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1文献综述

1.1淀粉概述

1.2变性淀粉

1.3 多孔淀粉

1.4多孔淀粉的交联改性

2引言

2.1课题的立题依据及意义

2.2研究思路及主要内容

3材料与方法

3.1研究材料

3.2主要试剂

3.3主要仪器和设备

3.4研究方法

4结果与分析

4.1玉米多孔淀粉工艺优化

4.2交联淀粉的工艺优化

4.3淀粉颗粒的扫描电镜观察

4.4比表面积及孔径分析

4.5淀粉热力学性质测定

4.6淀粉的粘度性质

4.7淀粉的流变学性质

4.8淀粉吸附性能的测定

5主要结论

参考文献

致谢

作者简介

攻读硕士学位期间发表的论文