乙酰化羟丙基复合改性玉米淀粉物化特性研究

为揭示乙酰化、羟丙基化及复合改性对玉米淀粉物化特性的影响,通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、红外光谱及差示扫描量热仪研究淀粉的颗粒特性、结晶特性、热焓特性及糊的性质。结果表明:随着取代度的提高,改性淀粉糊的透明度、凝沉性、冻融稳定性均有不同程度的改善;红外结果表明,经过乙酰化羟丙基复合改性后,淀粉分子内引入新的基团,证实了酯化及醚化反应的发生;XRD结果表明,复合改性主要发生在淀粉颗粒的不定形区,改性后淀粉仍为A型结晶结构;从DSC参数可以看出,与原淀粉相比,改性淀粉的糊化起始温度、峰值温度、终止温度及糊化焓均有所降低,表明改性可能会部分破坏淀粉的双螺旋结构,淀粉更易糊化。

脂肪酸的链长和不饱和度对脂肪酸-普通玉米淀粉复合物理化性质的影响

为探讨脂肪酸对玉米淀粉性质的影响,采用快速黏度分析仪、差示扫描量热仪及动态流变仪研究了6种不同链长和不饱和程度的脂肪酸对普通玉米淀粉糊化性质、热学性质及流变学性质的影响。研究结果表明,添加6种脂肪酸对普通玉米淀粉的糊化温度无明显影响,可使普通玉米淀粉的峰值黏度约下降8.22%~14.71%。除棕榈酸外,其余脂肪酸均能使普通玉米淀粉的糊化焓值降低,脂肪酸碳链越短,不饱和度越低,普通玉米淀粉的糊化焓值越低。共轭亚油酸-普通玉米淀粉复合物的抗老化效果最好,添加共轭亚油酸使原淀粉长期老化率约下降28.36%。随着脂肪酸不饱和度的增加,普通玉米淀粉的表观黏度逐渐增加。添加6种脂肪酸使普通玉米淀粉的tanδ降低,有利于其弹性凝胶的形成。

韧化温度和时间对不同直链淀粉质量分数玉米淀粉物化性质的影响

为进一步探讨韧化处理对淀粉性质的作用机理,通过测定糊化性质、热特性、膨胀力、结晶特性及观察偏光十字现象和微观结构,研究了不同韧化温度和时间对不同直链淀粉质量分数玉米淀粉(普通玉米淀粉(normal corn starch,NCS)和蜡质玉米淀粉(waxy corn starch,WCS))物化性质的影响。结果表明,韧化处理主要作用于NCS和WCS淀粉颗粒的无定形区,对淀粉结晶类型没有影响;但韧化处理能够明显增强NCS和WCS的热稳定性和抗剪切能力,抑制淀粉老化和糊化,显著降低峰值黏度和膨胀力(P<0.05)。韧化温度升高至60 ℃时韧化效果更加明显,糊化焓和相对结晶度明显降低,颗粒表面被明显破坏。但延长韧化时间对NCS和WCS老化的抑制效果和对糊化焓、膨胀力、颗粒形貌等的影响不明显。

普通玉米杂交种间原淀粉与羟丙基淀粉糊化性质关系的研究

本文采用湿法在实验室的条件下提取了17种普通玉米杂交种淀粉,并制取了羟丙基淀粉。采用快速粘度测定仪(RVA)测定了所有淀粉的糊化性质参数。结果表明:羟丙基淀粉提高了所有原淀粉的峰值和破损值;降低了所有原淀粉的谷值、终粘度、回生值、出峰时间和成糊温度;原淀粉和羟丙基淀粉的糊化性质参数在普通玉米杂交种间均达到了极显著相关水平,表明了羟丙基淀粉并没有改变原淀粉在普通玉米杂交种间的糊化性质差异性。羟丙基淀粉的糊化性质参数间的相关性显著水平发生了明显的变化,表明了不同的普通玉米杂交种的羟丙基淀粉的糊化性质参数的变化幅度是不同的。但是,羟丙基和原淀粉的相同糊化性质参数间的相关性都达到极显著的正相关水平,说明了羟丙基淀粉与原淀粉的糊化性质参数间存在密切关系,二者的糊化性质又存在着一致性。

普通玉米杂交种间淀粉糊化过程中热力学性质的差异研究

采用湿法在试验室条件下提取了52种普通玉米杂交种淀粉。采用差示扫描量热仪（DSC）分析了这些玉米杂交种淀粉的糊化过程中的热力学性质。结果表明：52种普通玉米杂交种间淀粉糊化过程中的热力学性质存在明显区别：热焓值变化范围为8.95-15.54 J/g,起始糊化温度、峰值糊化温度、终止糊化温度及温度变幅的变化范围分别为64.72-70.28℃、70.37-75.03℃、77.16-84.16℃及9.49-17.43℃;52种普通玉米杂交种淀粉平均热焓值、起始糊化温度、峰值糊化温度、终止糊化温度及温度变幅分别为10.87 J/g、68.17℃、72.68℃、81.01℃和12.85℃;某些热力学性质参数间存在显著的相关性;依据热焓值大小,可以将52种普通玉米杂交种分为5个组别。

反应程序和淀粉浓度对糯玉米和普通玉米淀粉快速黏度测定谱特征值的影响

以糯玉米品种渝糯7号和普通玉米品种农大108为材料,研究了不同的反应程序和淀粉浓度对其快速黏度测定(RVA)谱特征值的影响,同时比较了糯玉米和普通玉米淀粉在不同反应程序和淀粉浓度条件下的差异。结果表明:(1)玉米淀粉的RVA特征值在不同反应程序下发生了改变,但其没有改变糯玉米和普通玉米之间的差异,在不同反应程序下,相对于普通玉米淀粉,糯玉米淀粉的峰值黏度和沉降值较高,而谷值黏度、终值黏度、回复值、峰值时间和糊化温度较低。(2)糯玉米和普通玉米淀粉的RVA特征值受到浓度影响,随着淀粉浓度的增加,峰值黏度、谷值黏度、沉降值、终值黏度和回复值随之增加,峰值时间略有降低,浓度太低时淀粉不能糊化,在能糊化条件下则随着浓度的增加而降低。在低浓度条件下,糯玉米淀粉的峰值黏度高于普通玉米,而在较高浓度(11%)条件下,糯玉米淀粉的峰值黏度则低于普通玉米淀粉。

循环湿热处理对海藻酸钠-普通玉米淀粉复合体系流变和老化性质的影响

分别以普通玉米淀粉和海藻酸钠-普通玉米淀粉为研究对象,采用动态流变仪、差示扫描量热仪和红外光谱分析仪等,探讨了3种不同循环湿热处理方式对普通玉米淀粉(Normal Corn Starch,NCS)和海藻酸钠-普通玉米淀粉(Sodium Alginate-Normal Corn Starch,AG-NCS)流变性质、老化性质及结构的影响。结果表明,3种循环湿热处理均有利于AG-NCS黏弹性凝胶的形成,表现为tanδ减小。经过3种循环湿热处理,AG-NCS的增稠性减弱,表现为稠度系数k减小。老化性质表明,3种循环湿热处理能够抑制AG-NCS的短期回生,而只有经过25℃和4℃放置后再次进行湿热处理能够抑制AG-NCS的长期回生。经过3种循环湿热处理,AG-NCS中的结晶结构增加,表现在1047/1022cm-1的比值增大;AG-NCS分子内、分子间水合羟基数增多,表现为AG-NCS的O-H伸缩振动峰、O-H弯曲振动峰波数降低。

发芽对普通玉米和糯玉米淀粉理化特性的影响

以普通玉米和糯玉米种子为材料,进行不同发芽时间处理,分析发芽对其淀粉理化特性的影响。结果表明,与未发芽处理(CK)相比,两种类型玉米发芽后淀粉溶解度和淀粉糊透光率增大,且随着发芽时间的延长而升高;蓝值、碘结合力和膨润力减小,且随着发芽时间的延长而降低。普通玉米发芽36 h时淀粉胶凝化和回生参数最高;发芽后糯玉米淀粉的胶凝化温度降低,胶凝化焓值、回生焓值和回生值随发芽时间的延长先升高后降低,在发芽48 h时最高。发芽提高了两种类型玉米淀粉的结晶度,普通玉米淀粉结晶度和尖峰强度在发芽60 h时最高,糯玉米在48 h最高。因此,发芽可以作为改变淀粉理化特性的手段,为玉米的加工利用提供参考。

脂肪酸碳链长度与不饱和度对脂肪酸-普通玉米淀粉包合物体外消化性质的影响

采用HCl/KOH法制备了脂肪酸-普通玉米淀粉包合物,并采用水解度曲线法测定了包合物的体外消化性质,利用X-射线衍射仪、红外变换光谱分析仪分析了包合物的结晶结构。研究表明,7种脂肪酸均在结晶温度为60℃时与玉米淀粉的复合能力最强。除亚麻酸外,玉米淀粉与其余6种脂肪酸的最佳复合比例均为10:1。不同脂肪酸与玉米淀粉形成包合物所需时间不同。脂肪酸与普通玉米淀粉的复合能力随脂肪酸链长及不饱和度的增加逐渐减弱。随着脂肪酸链长及不饱和度的增加,脂肪酸-玉米淀粉包合物的缓慢消化淀粉含量增加,水解率、相对消化率和血糖指数均降低。普通玉米淀粉与脂肪酸复合之后,晶型由A型转变为VI型,结晶度随脂肪酸链长及不饱和度增加而逐渐降低。红外光谱分析结果也表明普通玉米淀粉与脂肪酸形成了络合物。

普通玉米杂交种间淀粉的糊化热力学性质的分析

采用湿磨法在实验室条件下提取了31种玉米杂交种(普通玉米杂交种29种、糯玉米和高直链玉米杂交种各1种)淀粉,并采用差示扫描量热仪(DSC)分折了玉米杂交种淀粉的糊化热力学性质。结果表明:普通玉米杂交种淀粉的热焓值(ΔH)介于糯玉米和高直链玉米杂交种淀粉之间,且具有最低的起始糊化温度(To)、峰值糊化温度(Tp)、终止糊化温度(Tc)。普通玉米杂交种淀粉间峰值糊化温度(Tp)与起始糊化温度(To)和热焓值(ΔH)相关性达到极显著水平;根据热焓值(ΔH)的大小对供试的普通玉米杂交种进行分类。

3种玉米淀粉的羧甲基改性产物浆料性能对比

以高直链玉米、蜡质玉米和普通玉米淀粉为原料,分别制备了各自的羧甲基淀粉浆料,并对其浆液黏度、浆膜和浆纱性能进行对比研究。结果表明:相近取代度的3种羧甲基改性玉米淀粉中,羧甲基高直链玉米淀粉的浆液黏度最小,黏度热稳定性最好;羧甲基高直链玉米淀粉的浆膜断裂强力和断裂伸长率最好,而羧甲基蜡质玉米淀粉的浆膜性能较差;羧甲基蜡质玉米淀粉浆料的黏附力最大,羧甲基高直链淀粉的黏附力最小。浆纱结果表明:羧甲基高直链玉米淀粉浆纱的力学性能显著提高,其浆纱的断裂增强率、耐磨增强率和伸长减少率均好于羧甲基蜡质玉米淀粉和羧甲基普通玉米淀粉。认为:在相近取代度的3种玉米淀粉羧甲基改性产物中,羧甲基高直链玉米淀粉的浆纱性能最优。