淀粉物理性能的研究进展
玉米淀粉基改性淀粉(PSM)的制备方法研究
玉米淀粉基改性淀粉(PSM)的制备方法研究玉米淀粉基改性淀粉(PSM)的制备方法研究玉米淀粉是一种重要的天然多糖类生物聚合物,具有良好的生物可降解性和生物相容性。
为了进一步提高其性能和应用范围,科学家们通过基因工程技术对玉米淀粉进行改良,制备了玉米淀粉基改性淀粉(PSM)。
本文将重点介绍PSM的制备方法及其研究进展。
一、物理处理法物理处理法是最早用于制备PSM的方法之一。
通过将玉米淀粉与其他材料进行共混,然后利用物理性能的改变来获得改良的淀粉材料。
例如,通过添加适量的溶剂(如水、丙酮等)和表面活性剂,可以改变淀粉的溶解性能和流变性质。
此外,还可以通过冷冻干燥、热压成型等方法改变淀粉的结晶性和结构特性,从而得到具有不同性能的PSM。
二、化学改性法化学改性法是另一种常用的PSM制备方法。
常用的化学改性方法包括酯化、酰化、醚化等。
这些方法可以通过改变淀粉分子链上的官能团,使其具有不同的性质和应用特点。
例如,通过酯化反应可以引入脂肪酸酯基,从而提高PSM的疏水性和耐热性;通过醚化反应可以引入聚乙二醇等有机链,从而增加PSM的溶解性和生物降解性。
三、酶法酶法是一种绿色环保的制备PSM的方法。
通过使用适当的酶(如淀粉酶、水解酶等),可以在淀粉分子链上引入新的功能基团,从而改变淀粉的性质。
例如,通过酶催化反应可以部分降解淀粉分子链,得到具有较低粘度和较高流变性的PSM;通过引入磷酸基团可以提高PSM的磷含量,从而增加其吸附性能等。
四、微生物法微生物法是一种利用微生物代谢代谢特性来制备PSM的方法。
通过使用具有特定代谢途径的微生物,如淀粉酶产生菌、酶基因工程菌等,可以在发酵过程中直接合成PSM。
这种方法具有高效、经济的特点,并且能够在相对温和的条件下获得高品质的PSM。
总之,玉米淀粉基改性淀粉(PSM)的制备方法多种多样,可以通过物理处理、化学改性、酶法和微生物法等途径来实现。
不同的方法有不同的特点和应用领域,可以根据具体需求选择适合的制备方法。
淀粉在纺织工业中的应用与研究
淀粉在纺织工业中的应用与研究淀粉作为一种天然高分子聚合物,广泛存在于植物中,是植物储存能量的主要形式。
在纺织工业中,淀粉以其优异的成膜性、粘结性和生物降解性,被广泛应用于上浆、整理、增稠等过程。
本文将详细探讨淀粉在纺织工业中的应用及其研究进展。
淀粉的基本性质淀粉是由大量葡萄糖单元组成的高分子聚合物,根据聚合度不同,淀粉可分为直链淀粉和支链淀粉。
直链淀粉分子为线性结构,而支链淀粉分子则具有分支结构。
淀粉分子通过α-1,4-糖苷键连接,并在部分葡萄糖单元上以α-1,6-糖苷键形成支链。
淀粉的物理性质包括良好的成膜性、粘结性和增稠性,使其在纺织工业中具有广泛的用途。
此外,淀粉还具有良好的生物降解性,对环境友好,是可持续发展的材料。
淀粉在纺织工业中的应用上浆是纺织品生产过程中的一个重要环节,淀粉在上浆过程中起到增加纤维间的粘结力、提高织物强度和耐磨性的作用。
淀粉浆料通过浸渍、喷涂或浇铸的方式施加在纤维上,然后通过热处理使淀粉凝胶化,形成坚韧的薄膜。
淀粉在纺织品整理过程中也发挥着重要作用。
淀粉整理剂可提高纺织品的防水、防皱和防污性能。
通过在纺织品表面形成一层均匀的淀粉膜,减少水分、油脂和污渍的渗透,达到防水、防皱和防污的效果。
淀粉在纺织品印染过程中用作增稠剂,可提高染料的利用率、染色均匀性和染色速度。
淀粉通过与染料形成复合物,提高染料在溶液中的浓度,从而加快染料的上色速度。
此外,淀粉还具有遮盖纤维表面缺陷的作用,使纺织品表面更加光滑。
研究进展随着科技的发展,淀粉在纺织工业中的应用研究不断深入。
研究者通过改性淀粉分子结构,引入功能性基团,提高淀粉的性能,拓宽其在纺织工业中的应用范围。
例如,酯化淀粉、醚化淀粉和接枝淀粉等改性淀粉,具有更好的粘结性、成膜性和生物降解性。
此外,研究者还通过生物技术手段,利用微生物发酵生产淀粉,提高淀粉的性能。
发酵法生产的淀粉具有更高的纯度、更好的溶解性和更低的粘度,有利于其在纺织工业中的应用。
淀粉的三大物理改性技术研究进展
Ke rs:tr h h a- i r etc n lg ; xr s n tc n lg ; u e- iyp wd rtc n lg y wo d sac ; e t mos u e h oo y e t i e h oo y s p r t o e e h oo y t u o n
维普资讯
综述
食品l究 拜 与开发
28o7o o 。I. . ov.性技术研究进展
罗发兴 , 强 , 志刚 黄 罗
( 华南理工大学轻工与食 品学院, 广东 广州 50 4 ) 160
摘要 : 阐述了涉及食 品工业 中三 大具有发展潜力的淀粉物理改性技 术 , 湿热处理技术、 包括 挤压技 术、 超微粉碎技术。 介绍 了其作用原理、 方法和应用, 并对其发展前景和存在的问题进行分析 。
随着人们对健康 、环保 和食 品安全 的 日益重 视, 开发绿色食品和绿色食品加工工艺 已成为 目前 国内外的研究热点 。 淀粉是可再生和生物降解的绿 色资源 , 对淀粉进一步加工可以得到许多性质优 良 的改性淀粉产 品, 在食品中有着广泛的应用 。淀粉 的物理改性是指借助热 、 机械力 、 物理场等物理手 段对淀粉进行改性 ,通过这些方法处理的淀粉 , 不 含化学试剂的残 留, 且加工工艺及其产品的理化性 质得到 明显改善, 品应用范围和附加值也大大提 产 高。因此淀粉的物理改性备受人们 的关注 , 相关的 研究 也异 常活跃 l 1 。 1 湿热处 理技 术 11 湿 热处 理技 术原 理 . 将一定水分( 1 4%~ 7 的淀粉在 10 2 %) 0 %相对 湿度的条件下 ,于 10o 0 或更高温度下加热较长时 C 间( 一 8 ) < h 1 , 5 h 可以使淀粉 的物理性质发生很大改 变而不发生化学变化。湿热处理淀粉的晶形发生变 化而导致凝胶性质 、 糊化行为 、 膨胀行为 、 糊液透明 度等 性质 变化 。 湿热处理能保持淀粉颗粒的大小和形状。 在湿 热处理玉米 、 小麦、 燕麦 、 小扁豆和马铃薯淀粉后 , 外 部形态、 颗粒大小没有改变[ H oe等[ 。 ovr ] 人研究了 马铃薯 、 山药和扁豆淀粉湿热处理后糊化温度 的变 化情况 ,结果发现糊 化温度分别提高了约 3 = 0o、 【 1 和 2 。 e r 等[ 6 【 4C Pr a o = o e 】 人考察湿热处理的淀粉发现 9 = 5【 o 糊的粘度一般比原淀粉低,但 9 ℃保温 3 mn 5 0 i 后糊 的粘度变化较原淀粉小 , 说明其热糊稳定性高 于原淀 粉 。 剧烈条件处理使淀粉凝胶 的刚性变小 , 溶解性
高直链淀粉和物理修饰淀粉的回生特性
高直链大米淀粉和物理改性淀粉的回生特性摘要一个新的物理改性应用于防止米粉和米淀粉的回生的影响。
本实验研究水稻面粉或大米在多次搅拌和加热–搅拌时淀粉糊回生特性,或无。
结果表明,高直链大米淀粉和米淀粉均不受多次搅拌的影响而修改实质。
然而,多次搅拌加热处理对延缓高直链大米淀粉回生影响显著,但没有孤立的大米淀粉的影响。
在差示扫描量热法(DSC)分析,多次搅拌加热表现出最低的回生焓值(3.04 J / g干重)相比,控制射频(5.93 J / g干物质)和多次搅拌(5.08J/克干物质)。
同时,通过X射线衍射几乎不再重结晶(XRD)。
它还通过扫描电子显微镜(SEM),发现这种改性糯米粉的颗粒结构有更多的蜂窝状结构,结晶度相比其他的是最低的。
1.绪论水稻是世界主要粮食作物,超过50%的世界人口以稻米作为主要能量源(粮农组织,2001)。
尤其是在东方国家大米是主食产品,还有大部分产品是由米粉做成的。
在即时食品市场,由新鲜米饭做成的产品有饭粒,米粉,米饼和米饭等等,面食有深刻的商业潜力。
近年来,水稻面粉已越来越多地用于新的食物如玉米饼,饮料,加工过的肉类,糕点,面包,沙拉酱和无麸质面包,由于其独特的功能特性,如低过敏性,无色乏味(Kadan & Ziegler, 1989; Kadan, Robinson, Thibodeux, & Pepperman, 2001; McCue, 1997)。
然而,米粉产品会变硬,而它们的质地和味道也会随时间下降。
这种现象通常被称为“退化”,从而通过再结晶提高抗酶解淀粉的水平(Englyst, Kingman,& Cummings, 1992)。
老化是糊化淀粉在冷却过程中的分子的重结晶,这意味着在这种情况下支链淀粉可以完全可逆的再结晶和部分不可逆的直链淀粉也可以再结晶(Bjo¨ ck, 1996)。
因此,需要研究可以延长保质期或使用米粉有效需要有效的延缓淀粉回生的技术。
淀粉结构对其性能的影响及淀粉性能的调控
淀粉结构对其性能的影响及淀粉性能的调控232001摘要:淀粉多以碳水化合物储藏于自然界中,同时也是自然界中最大生物质之一。
淀粉可为人们提供能量,且还广泛的应用在纺织、医药、食品等多个领域中,有效推动社会发展。
由于淀粉结构具有一定的局限性,因此也在一定程度上影响了其作用充分发挥,本文主要对淀粉结构对其性能的影响及淀粉性能的调控进行阐述。
关键词:淀粉结构;性能影响;性能调控引言:淀粉在自然界中存在非常广泛,且资源丰富,生产成本低,不仅可以为人们提供营养,还可以制作成各种具有价值的商品,推动社会经济不断提升。
淀粉主要由直链淀粉及支链淀粉等组成,因二者在分子结构中存在一定差异,因此也对其应用性能产生影响,通过对淀粉结构对其性能进行调控,合理控制淀粉有效成分,促使淀粉被持续广泛应用。
1.淀粉结构对其性能的影响1.淀粉分子结构对其性能的影响淀粉最主要的分子结构包括直链淀粉分子、支链淀粉分子及其他中间成分。
在原淀粉中直链淀粉分子及支链淀粉分子都通过氢键连接后,形成颗粒结构,该结构精细,因此对淀粉的性能产生影响。
据相关研究表明直链淀粉分子含量越大时,会增大流体动力学半径,进而减弱光线穿透力,降低淀粉糊透明度。
同时,在相关研究中发现直链淀粉与脂质复合可显著提高其中抗消化淀粉含量,并且支链淀粉回生后会形成双螺旋结构,该结构也具有一定的抗消化作用。
通过对直链分子及适宜大小的分子进行高压均质处理,促使分子之间发生重聚现象,随后会形成有序的结构域,进而提高大米等淀粉抗消炎性能。
在自然界中含有淀粉物质种类较多,又因支链淀粉其支点位置及分支链长度等均存在一定差异,促使淀粉结构产生不同的物理效果及作用。
在支链淀粉组成中,支链长度可直接影响淀粉的成糊温度、溶解度、透明度等特性,因此也需要淀粉加工程序及过程对淀粉进行分解与使用。
通过相关研究得知,平均链长及平均外链长较低时,会提高支链淀粉的成糊度,且会降低成糊温度。
此外,在支链淀粉中长支链所占比例越高,则会提高淀粉凝胶的内容性及硬度,也会相对降低支链淀粉的胶黏性及弹性。
淀粉基生物降解材料的研究与应用
淀粉基生物降解材料的研究与应用随着环境保护意识的提升和可持续发展的迫切需求,生物降解材料逐渐成为了材料科学领域的热门研究方向。
淀粉作为一种常见的天然高分子材料,由于其良好的生物可降解性和丰富的来源,成为了许多研究者的关注点之一。
本文将着重探讨淀粉基生物降解材料在研究与应用上的进展。
1、淀粉基生物降解材料制备技术的发展淀粉基生物降解材料的制备技术主要包括两种——化学合成和生物制备。
化学合成法是通过将淀粉与聚合物、交联剂等进行混合后进行反应,形成淀粉基复合材料。
这种方法制备的复合材料具有良好的物理性能和化学稳定性,但是却有毒性大、易污染等缺点。
生物制备法则是利用微生物酶的催化作用,将淀粉作为基质,与微生物发酵产生的高分子以及其他添加物进行混合反应,制得淀粉基生物降解材料。
这种方法由于原料来源广泛、环境影响小,针对性强等优势,因此越来越受到研究者的青睐。
2、淀粉基生物降解材料的应用领域淀粉基生物降解材料的应用领域主要包括包装材料、农用膜等多个领域。
首先,淀粉基生物降解材料在包装材料领域得到了广泛的应用。
常见的一次性餐具、外卖餐盒等都是采用淀粉基材料制作,具有良好的环保性能,同时在淀粉与其他材料复合后,还增强了材料的强度和耐热性能。
其次,淀粉基生物降解材料也在农用膜制备方面得到了广泛的应用。
生产农用膜时采用淀粉作为基质,通过添加微生物和其他助剂,制得具有优秀的降解性和生物安全性能的农用膜,可以有效减少传统农膜在土壤中的环境污染和对生态系统造成的负面影响。
3、淀粉基生物降解材料的未来发展方向虽然淀粉基生物降解材料在环境保护和可持续发展方面具有广阔的应用前景,但目前还存在一些问题需要解决。
首先,淀粉材料本身具有较低的物理性能,如强度、耐水性等,一些复合材料的添加虽然使其性能得到提升,但同时也增加了制备成本。
其次,淀粉基材料还存在与食品接触时的健康安全问题,需要进一步加强研究。
因此,淀粉基生物降解材料的未来方向应该是开发新型复合材料,以提高材料的物理性能、生物降解性和生物安全性。
油莎豆淀粉理化性质的研究
油莎豆淀粉理化性质的研究油莎豆淀粉是一种以豆类和淀粉为原料,在豆类表面覆盖淀粉的混合物。
油莎豆淀粉由豆类淀粉和水组成,有效地将豆类的营养价值和淀粉的物理性能有机地结合,具有营养价值高、水溶性好、热释电性能强等优点,被广泛应用于食品加工领域。
油莎豆淀粉理化性质研究是油莎豆淀粉使用过程中的重要工作,其目的在于深入了解油莎豆淀粉的理化性质,以便有效地控制油莎豆淀粉的运用和生产过程。
研究内容涵盖了油莎豆淀粉的成分分析、性能测试和应用前景等几个方面,展示了油莎豆淀粉的重要性和用途。
成分分析是油莎豆淀粉理化性质研究的重要环节,旨在测定油莎豆淀粉的各种含量,可以更好地了解油莎豆淀粉的性能特点及其未来商用发展情况。
常见的成分分析项目包括水分、蛋白质、脂肪、碳水化合物、粗纤维、微量元素等,以及淀粉的晶型、熔点、吸水量、润湿力、表观密度、悬浮定义和复合模糊度等。
油莎豆淀粉的性能测试,旨在测定油莎豆淀粉的物理性能,以便了解油莎豆淀粉的特殊特性,满足其应用需求。
油莎豆淀粉性能测试主要包括粉质、凝聚性、溶解性、焦角度、熔点、发芽率、粘结力和吸水量等。
如粉质实验旨在测试油莎豆淀粉的大小形态;凝聚性测试可以检测油莎豆淀粉的粉体团聚性和稠状性;溶性测试可以检测油莎豆淀粉的溶解性和溶出性;焦角度测试能够测试油莎豆淀粉的色泽、气味和口感;熔点测试可以检测油莎豆淀粉的熔点变化;发芽率实验可以检测油莎豆淀粉的发芽性;粘结力和吸水量实验可以测试油莎豆淀粉的粘结力和吸水量。
油莎豆淀粉的应用前景也是理化性质研究的重要内容。
当前,油莎豆淀粉的应用主要以食品领域为重点,其应用前景包括:(1)作为添加剂,油莎豆淀粉可以改善食品的质量和口感;(2)作为稳定剂和润湿剂,油莎豆淀粉可以增强食品的保存性和口感;(3)作为膨胀剂,油莎豆淀粉可以改善食品的口感和质量;(4)作为乳状体稳定剂,油莎豆淀粉可以改善乳制品的口感、流动性和稳定性。
总之,油莎豆淀粉理化性质研究是深入了解油莎豆淀粉的必要支撑,从而确保油莎豆淀粉的商用发展潜力。
淀粉基高分子材料的研究进展
淀粉基高分子材料的研究进展一、本文概述随着科技的进步和人们对绿色可持续发展理念的日益重视,淀粉基高分子材料作为一种天然可降解材料,在各个领域的应用日益广泛。
本文旨在深入探讨淀粉基高分子材料的研究进展,全面概述其制备技术、性能优化以及应用领域的最新发展。
我们将从淀粉基高分子材料的定义和特性出发,概述其作为环保材料的优势,分析其在塑料工业、包装材料、生物医学以及农业等领域的应用前景。
本文还将关注淀粉基高分子材料面临的挑战,如如何提高其机械性能、热稳定性等,以期推动该领域的进一步发展和应用。
二、淀粉基高分子材料的结构与性质淀粉基高分子材料,作为一种重要的生物基高分子材料,其独特的结构与性质使其在多个领域具有广泛的应用前景。
淀粉是一种天然多糖,由α-D-葡萄糖单元通过α-1,4-糖苷键连接而成,其分子链上含有大量的羟基,为化学改性提供了丰富的反应位点。
淀粉基高分子材料的结构特点主要体现在其分子链的多样性和可修饰性。
通过化学改性,可以引入不同的官能团,如羧基、氨基、酯基等,从而调控其溶解性、热稳定性、机械性能等。
淀粉分子中的结晶区和无定形区的存在也对其性能产生重要影响。
结晶区具有较高的机械强度和热稳定性,而无定形区则具有较好的柔韧性和加工性能。
在性质方面,淀粉基高分子材料具有良好的生物相容性和可降解性,这使其在医用材料、包装材料等领域具有独特的优势。
同时,其独特的流变性能使其在粘合剂、增稠剂等领域也有广泛的应用。
通过改性,淀粉基高分子材料还可以具备优异的热稳定性、阻燃性、导电性等特性,从而满足不同领域的需求。
然而,淀粉基高分子材料也存在一些局限性,如耐水性差、机械性能不足等。
为了解决这些问题,研究者们通过共混、交联、纳米增强等手段对淀粉基高分子材料进行改性,以提高其综合性能。
淀粉基高分子材料作为一种具有广泛应用前景的生物基高分子材料,其结构与性质的深入研究对于推动其在不同领域的应用具有重要意义。
未来,随着科学技术的不断发展,淀粉基高分子材料的研究将更加注重其结构与性能的调控和优化,以满足更多领域的需求。
淀粉的改性与功能性开发
淀粉的改性与功能性开发淀粉作为地球上最丰富的生物大分子之一,不仅在自然界中扮演着重要的角色,而且在人类社会中也具有广泛的应用。
本文将重点探讨淀粉的改性以及功能性开发,以期为淀粉的进一步研究和应用提供参考。
淀粉的改性淀粉的改性是指通过物理、化学或生物方法对淀粉的结构和性质进行改变,从而赋予其新的功能。
淀粉改性的目的是提高淀粉的溶解性、稳定性和生物降解性,增强其与其他材料的相互作用,以及改善其加工性能。
物理改性物理改性主要包括热处理、机械研磨和射线辐射等方法。
这些方法可以破坏淀粉颗粒的结构,增加其溶解性,提高其稳定性和生物降解性。
例如,热处理可以分解淀粉颗粒中的部分支链,从而增加其溶解性和粘度。
机械研磨可以将淀粉颗粒细化,增加其表面积,提高其与其他材料的相互作用。
射线辐射可以破坏淀粉颗粒中的部分氢键,从而增加其溶解性和粘度。
化学改性化学改性主要包括酯化、醚化、酰化等方法。
这些方法可以引入不同的官能团到淀粉分子中,从而赋予其新的功能。
例如,酯化可以引入脂肪酸官能团,从而提高淀粉的稳定性和生物降解性。
醚化可以引入羟基官能团,从而提高淀粉的溶解性和与其他材料的相互作用。
酰化可以引入酰胺官能团,从而改善淀粉的加工性能和生物降解性。
生物改性生物改性是指利用酶、微生物或其他生物催化剂对淀粉进行改性的方法。
这种方法可以特异性地改变淀粉分子的结构,从而赋予其新的功能。
例如,使用酶可以分解淀粉颗粒中的部分支链,从而增加其溶解性和粘度。
利用微生物可以合成淀粉分子中的不同官能团,从而提高其稳定性和生物降解性。
淀粉的功能性开发淀粉的功能性开发是指利用淀粉的改性产物开发出具有特定功能的材料和产品。
淀粉的功能性开发可以拓宽淀粉的应用领域,提高淀粉的附加值,为人类社会带来更多的利益。
作为食品添加剂淀粉的改性产物可以作为食品添加剂应用到食品工业中。
例如,改性淀粉可以作为增稠剂、稳定剂和乳化剂等,用于改善食品的质地、口感和稳定性。
此外,改性淀粉还可以作为甜味剂和脂肪替代剂等,用于降低食品的热量和脂肪含量。
物理法改变淀粉物化性质研究进展
2 淀粉成分和结构
2 1 不同来源淀粉 成分 . 不同植物 中淀粉 的成分和 结构随着其来源 不同而不 同。
由大量氢键联系起 来构成的颗粒状物 质。由于淀粉颗粒内部
的 直 链 和 支链 淀粉 含有 大 量 的羟 基 , 形 成 大量 的 分 子 内 和 分
衍射角,0 2
图 卜2 玉 米 淀 粉 X 射 线 衍 射 图 一
32 微波法 . 微 波 法 , 即 利 用 频 率 在 3 0 H 一 0 G z的 电磁 波 作 用于 0M z 3 0 H
物体 中的极性分子 ,使其在高频 电场下从原来 的无序运动转 变 为有序 运动 ,在此运动过程 中不断 的相互碰撞 、摩擦和挤 压 ,产 生大量热能 ,并且此能量于物质 内部产生 ,达到无梯
一
种 农作物,由于其种植地域和 当地 的气 候环境不 同,其结
构和 性质 也会 不同。由于天 然淀 粉的结构和性质 的不同,其
使用性能在一定程度上受到限制,因而为了更好的扩大 淀粉 的应 用领 域和 提高其使用性 能,很多的研 究者使用物理 、化 学、生物的方法或 以上方法进行耦合来处理淀粉,加工成变 性淀粉 ,如预糊化淀粉 、交联淀粉、醚化淀粉、酯化淀粉、 接枝淀粉、生物可降解材料“ ,其可应用于如食品、材料、 能源 、医药等众多行业之中 。 提高淀粉 的化学变性程度就必须改变淀粉 的颗粒结构 ,
淀粉在物理方法处理 的过程 中,性能发生改变,在一定
程度上反应活性增 强。因而 在不较大程度 ( 下转第 3 0页 )
5 8.
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量 将 O U设置在用 户家里,避免安装在 门 口或楼道 内。在用 N 户 家 内,可将 O U 设置在用 户端多媒体箱 内提供保 护,或者 N
马铃薯淀粉特性及其利用研究
未来的研究方向可以包括:深入探究马铃薯淀粉的分子结构和性质之间的关系; 发掘新型的马铃薯淀粉改性方法;拓展马铃薯淀粉在生物医学、环境保护和能 源等领域的应用等。
参考内容
马铃薯淀粉是一种重要的农业产品,在食品、工业和医药等领域有着广泛的应 用。近年来,随着人们对马铃薯淀粉物理化学特性的深入了解,其在各领域的 应用潜力不断被挖掘。本次演示将综述马铃薯淀粉物理化学特性的研究现状, 以期为相关领域的研究提供参考。
二、材料与方法
1、材料
Hale Waihona Puke 验所用的马铃薯淀粉购自当地市场,选用无霉变、无杂质的高质量马铃薯淀 粉。
2、方法
(1)糊化特性实验:将马铃薯淀粉与去离子水按照一定比例混合,在恒温水 浴中加热并搅拌,观察并记录糊化的过程。
(2)凝胶特性实验:将马铃薯淀粉与去离子水混合制成一定浓度的淀粉乳液, 然后加热并搅拌,观察并记录凝胶的形成过程。
4、通过研究马铃薯淀粉与其他成分的相互作用,为其在工业和医药等领域的 应用提供新的思路。
参考内容二
一、引言
马铃薯淀粉是一种重要的食品原料,广泛应用于各种食品制作中。其独特的物 理和化学性质,如糊化及凝胶特性,对于食品的质地和口感具有重要影响。因 此,对马铃薯淀粉糊化及凝胶特性的深入研究,对于理解其应用在食品工业中 的行为,以及优化其使用具有重要意义。
四、结论
通过对马铃薯淀粉的糊化及凝胶特性的研究,我们可以深入了解其在食品工业 中的行为和作用。马铃薯淀粉的糊化特性使其在烹饪过程中具有良好的粘稠性 和稳定性,而其凝胶特性则使其在食品中具有良好的结构性和口感。这些特性 使得马铃薯淀粉成为食品工业中重要的原料和添加剂。
五、展望与建议
尽管我们已经对马铃薯淀粉的糊化及凝胶特性有了深入的了解,但仍有一些方 面值得进一步研究和探讨。例如,不同种类的马铃薯淀粉在糊化及凝胶特性上 可能存在差异;环境因素如温度、湿度等也可能对淀粉的糊化及凝胶特性产生 影响。因此,我们建议未来的研究工作可以进一步拓展和深化对马铃薯淀粉糊 化及凝胶特性的研究。
大米淀粉的性质及开发前景
大米淀粉的性质及开发前景一、大米淀粉理化性质及功能特性大米淀粉颗粒较小,在3~8μm之间,颗粒度均一,呈多角形。
由于大米淀粉颗粒和均质后的脂肪球具有几乎相同的尺寸,质构非常柔滑似奶油,具有脂肪的口感,且容易涂抹开。
蜡质米淀粉除了有类似脂肪的性质外,还具有极好的冷冻--解冻稳定性,可防止冷冻过程中的脱水收缩。
此外,大米淀粉还具有低过敏的特性以及很好的可消化性,消化率高达98%~100%,可应用于婴儿食品和其它一些特殊食品中。
大米淀粉为高结晶性淀粉,属于A型衍射图谱;当大米淀粉在偏振光下观察,具有双折射现象,淀粉颗粒在光学显微镜图示偏光十字;大米淀粉颗粒具有渗透性,水和溶液能够自由渗入颗粒部。
淀粉颗粒部有结晶和无定形区域,后者有较高的渗透性,化学反应主要发生在此区域;大米淀粉的水吸收率和溶解度在60~80℃间缓缓上升,在90~95℃间急剧上升;大米淀粉粒不溶于一般有机溶剂,能溶于二甲亚砜和二甲亚酰胺,淀粉结构之紧密程度与酶之溶解度呈负相关;水结合力的强弱与淀粉颗粒结构的致密程度有关。
籼米和粳米水结合力一般为107%~120%,而糯米则较高,可达128%~129%;米粒外层部分的淀粉粒径较中心部分淀粉的小0.5~1.5um。
直链淀粉含量比中心部分低20%~30%。
外层部分的淀粉含有较多的络合蛋白质,而含结合脂类较少。
外层淀粉含油酸、亚油酸较多,而含十四烷酸、棕榈酸则较少。
大米淀粉中直链淀粉含量分布较广,能生产出不同直链淀粉含量的普通大米淀粉和直链淀粉含量相当低(小于2%)的蜡质大米淀粉。
普通大米淀粉和蜡质大米淀粉的主要区别在于淀粉胶的特性和温度稳定性(包括热稳定性和冻熔稳定性) 。
蜡质大米淀粉具有优于其它非蜡质和蜡质淀粉的冻熔稳定性。
在一项研究中发现,干基含量5%的蜡质大米淀粉糊经过20个冻熔周期不会发生脱水收缩,相比之下,蜡质玉米淀粉或蜡质高粱淀粉仅在3个冻熔周期表现稳定,玉米淀粉在一个冻熔周期后会出现脱水收缩。
淀粉的改性和性能研究
致 谢本论文是在我的导师台立民教授的细心指导下完成的。
台老师严谨的治学精神,严肃的工作态度,丰富的理论知识,活跃的科研思想和对我循循善诱的教导,让我受益匪浅。
从课题的选择,实验方案的制定,工艺条件的完善到论文最后的完成,台老师都给予了我耐心的指导和不懈的支持,在实验遇到困难的时候,帮助我找到失败的原因,鼓励我渡过难关。
在此谨向台老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。
我的实验能够顺利的完成,如期参加答辩与大家的帮助是分不开的。
在此我还要感谢实验室的各位老师以及张建斌、宋建平和李晓东等同学,还要特别感谢我的表哥,在实验最关键的时候是在他的帮助下我才得以顺利完成实验。
感谢答辩组各位专家和评审,由于实验室条件和我的水平都有限,所以难免出现一些问题,谢谢各位老师指正。
摘 要合成高分子塑料产品的广泛应用给人们的生活带来了极大的方便,但废弃的塑料制品也给环境带来了极大的危害。
淀粉作为天然高分子化合物成本低廉、无毒无害、可完全降解,而且淀粉资源可以循环产生,所以塑化改性淀粉是代替合成高分子塑料产品的理想产品。
本课题以淀粉为基体材料,采用低密度聚乙烯、EVA对淀粉进行共混物理改性,采用甘油与淀粉共混挤出对淀粉进行热塑性改性,采用丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯接枝淀粉的方法和马来酸酐酯化淀粉的方法对淀粉进行化学改性,并确定较优的改性条件,对各种改性淀粉的力学性能进行测试。
通过测试表明,化学改性以后的淀粉再经过加工制备而成的热塑性淀粉的力学性能要好于传统的共混物理改性和热塑性改性原淀粉制备而成的热塑性淀粉。
关键词:淀粉;热塑性;改性;力学性能AbstractSynthetic plastic was used widely and that it made people’s life more convenience. But the plastic abandoning had brought about large damage for environment. As a kind of natural polymer,starch is very cheap, non-toxic,harmless,and completely biodegradable. Starch can be produced circularly. The thermoplastic starch is the best product to replace synthetic plastics.This project by using starch as the base material,made starch physical blending modification by use LDPE and EVA,used starch and glycerol blending extrusion to make starch plasticizing modification,used acrylic acid,methyl methacrylate to make grafting starch and used maleic anhydride to make esterifing starch.And made sure the better modification conditions,made modification starch to take mechanical properties tests.From the test we could know that,the starch which taked chemical modification,and made the chemical modification starch by thermoplastic process,the mechanical properties of chemical modification starch by thermoplastic process was better than physical blending modification starch and plasticizing modification starch.Key Words:starch;thermoplastic;modification;mechanical property目 录摘要Abstract1 绪论 (1)1.1 可降解塑料的概述 (1)1.1.1 可降解塑料的发展背景 (1)1.1.2 可降解塑料的定义、评价方法及分类 (1)1.2 淀粉基可降解塑料 (7)1.2.1 淀粉的概述 (7)1.2.2 淀粉基可降解塑料的优势 (9)1.2.3 淀粉基可降解塑料的应用 (10)1.3 淀粉增塑方法及研究进展 (10)1.3.1 淀粉的化学增塑机理及研究进展 (11)1.3.2 淀粉的物理增塑机理及研究进展 (13)1.3.3 淀粉的热塑性增塑机理及研究进展 (14)1.4 本文的工作内容 (16)2 物理法改性淀粉的制备和性能 (17)2.1 实验材料及设备 (17)2.1.1 实验材料 (17)2.1.2 实验设备 (17)2.2 物理法改性淀粉的制备 (18)2.3 力学性能检测 (18)2.4 结果与分析 (19)2.4.1 淀粉含量对淀粉/LDPE共混体系力学性能的影响 (19)2.4.2 EVA加入量对淀粉/LDPE共混体系力学性能的影响 (20)2.5 本章小结 (22)3 热塑性增塑法改性淀粉的制备和性能 (23)3.1 实验材料及设备 (23)3.1.1 实验材料 (23)3.1.2 实验设备 (23)3.2 热塑性改性淀粉的制备 (24)3.3 检测方法 (24)3.3.1 红外光谱检测 (24)3.3.2 X射线衍射检测 (24)3.3.3 力学性能检测 (24)3.4 结果与分析 (25)3.4.1 红外光谱分析 (25)3.4.2 X射线衍射分析 (27)3.4.3 力学性能分析 (28)3.5 本章小结 (32)4 化学法改性淀粉的制备和性能 (33)4.1 实验材料及设备 (33)4.1.1 实验材料 (33)4.1.2 实验设备 (34)4.2 化学法改性淀粉的制备 (34)4.2.1 丙烯酸接枝淀粉的制备 (34)4.2.2 甲基丙烯酸甲酯接枝淀粉的制备 (35)4.2.3 马来酸酐酯化淀粉的制备 (36)4.3 检测方法 (36)4.3.1 接枝率的测定 (36)4.3.2 红外光谱检测 (36)4.3.3 X射线衍射检测 (37)4.3.4 力学性能检测 (37)4.4 结果与分析 (37)4.4.1 接枝率的影响因素和配比的选择 (37)4.4.2 红外光谱分析 (49)4.4.3 X射线衍射分析 (51)4.4.4 力学性能分析 (53)4.5 本章小结 (54)结论 (56)参考文献 (57)作者简历 (61)学位论文数据集 (63)1 绪论1.1 可降解塑料的概述1.1.1 可降解塑料的发展背景塑料自问世以来已有一百多年的发展历史,其高强度、轻质量、耐锈蚀、有一定绝热和绝缘性、以及具有与金属材料某些相似的性能,所以塑料制品在很多场合已经成为金属、水泥、陶瓷、木材等的代用品[1-2]。
淀粉在高分子材料中的应用研究进展
淀粉在高分子材料中的应用研究进展淀粉是一种天然生物高分子材料,广泛存在于植物中,是植物的重要能量储备物质。
在加工过程中,淀粉可以被改性,成为一种功能性高分子材料。
由于淀粉具有生物可降解性、可再生性以及低毒性等特点,近年来逐渐成为研究的热点之一。
本文将对近年来淀粉在高分子材料中的应用研究进展进行总结和阐述。
一、淀粉改性淀粉作为生物高分子材料,其应用受到淀粉自身性质的限制,如水溶性差,缺乏力学性能等。
因此,为了拓展淀粉在高分子材料中的应用范围,必须对其进行改性。
淀粉改性的方法主要包括物理改性、化学改性和生物改性等。
1. 物理改性物理改性是一种不改变淀粉分子结构的改性方法,主要通过机械方法和冲击方法等加工工艺,改善淀粉的物理性质。
通过加工方法,能使淀粉成为胶状物质或发生凝胶化、透明化、黏滞度增大,提高淀粉的加工性能。
常见的物理改性方法包括高温处理、干燥、破碎、磨粉等。
2. 化学改性化学改性是通过改变淀粉的分子结构来改善其性质的一种方法。
在淀粉分子中引入一些化学基团来改变淀粉的溶解性、黏度、糊化性以及热稳定性等性质。
常见的化学改性方法包括酯化、醚化、交联、羧甲基化、磷酸化等。
3. 生物改性生物改性是利用微生物酶、细胞培养等方法,通过非高温、非高压、非有毒的手段对淀粉进行改性。
这种改性方法不会改变淀粉的化学结构,对人体无毒害,属于一种生态友好型材料。
目前,利用微生物酶对淀粉进行的改性有微生物发酵法、微生物芽胞粉含氮酶法、微生物淀粉酶法等。
二、淀粉在高分子材料中的应用淀粉因其生物可降解、可再生等特性,在高分子材料中的应用愈发广泛。
应用领域包括食品包装、医药方面、环境保护等。
1. 食品包装材料食品包装材料中淀粉的应用,主要是替代传统塑料为食品包装材料,具有可生物降解、环保、可再生等优点。
同时,棉花包装材料还具有可降解性,保障了人们的生态环境,还能回收利用作为农用肥料。
目前国内外已有淀粉塑料袋用于超市购物袋、垃圾袋、餐具等。
莲子淀粉性质的研究进展
莲子淀粉性质的研究进展摘要淀粉是莲子的主要成分,决定着莲子制品的性质和加工要求。
着力于阐述近年来有关莲子淀粉分子特性、颗粒特性、糊化特性和加工改性等的研究进展,为今后莲子加工提供理论依据,并为促进莲子资源的更加合理利用奠定基础。
关键词莲子;淀粉;糊化;性质莲子是一种特种挺水宿根经济植物[1]。
经国家商品检验局测定,净莲肉淀粉含量高达62%。
最近几年,我国莲子种植越来越多,在其淀粉品质特性研究方面也取得一定的进展,但在莲子淀粉的加工方面仍很欠缺。
1 莲子淀粉的分子特性目前,很多学者对莲子淀粉的分子特性进行了研究,发现了莲子淀粉的组成、分子量、分子结构。
卓晓红等研究结果表明,天然的莲子淀粉中包括直链淀粉和支链淀粉,其中直链淀粉的含量达42%[2]。
曾绍校等对莲子淀粉进行了分离提纯,测定出其重均分子量为1.7×106,聚合度为10 450,其中直链淀粉的重均分子量为6.4×105,聚合度为3 970;支链淀粉的重均分子量为2.8×106,聚合度为17 470。
莲子支链淀粉有A、B1、B2、B3、B4 5级分支[3-6],且分支度较低;主链上有2级分支,其他支链上有1~2个分支;莲子淀粉的A链、B1链、B2链、B3链、B4链的平均聚合度分别为8、33、35、86、1 116。
2 莲子淀粉的颗粒特性淀粉的颗粒特性包括其形态、大小、轮纹、偏光十字和晶体结构等。
曾绍校等研究结果表明,莲子淀粉颗粒多呈椭圆形,表明光滑,且无裂纹和破损;其粒径为3~25 μm,平均粒径为12 μm。
根据淀粉颗粒X-射线衍射图样,知道莲子淀粉颗粒具有结晶性结构。
根据X-射线衍射图样将淀粉分别划分为A、B和C 3种类型,人们普遍认为C型是A型和B型的混合物。
当通过计算机图谱比对分析,结果证明莲子淀粉颗粒的结晶结构是C型,也就是说是A与B的混合型。
杨彬等对莲子淀粉的微观结构和膨胀特性进行了初步分析,结果表明:淀粉颗粒的粒径受热增大,100 ℃时的淀粉颗粒的膨胀率为0 ℃的9.93倍。
淀粉的改性方法和原理
淀粉的改性方法和原理淀粉是一种多聚糖,由葡萄糖分子经α-D-1,4-糖苷键连接形成分支链状的结构。
它在食品、纺织、造纸等工业中拥有广泛的应用。
然而,由于淀粉本身的性质限制了其在一些特定工业领域中的应用,因此对淀粉进行改性成为一个重要的课题。
淀粉的改性方法大致可以分为物理改性、化学改性和酶改性三种主要类型。
物理改性主要通过改变淀粉颗粒大小、结构和形态来改善其性质;化学改性主要通过化学反应引入新的化学结构或取代一些官能团来改变淀粉的性质;酶改性主要利用酶催化反应改变淀粉分子结构。
一、物理改性方法:1. 过滤技术:通过机械过滤将颗粒较大的淀粉去除,从而获得更细小的淀粉颗粒。
细小的颗粒有更大的比表面积,增加了淀粉的溶解度和黏度。
2. 研磨技术:通过研磨将淀粉颗粒细化,从而提高其溶解性和吸水性。
3. 膨化技术:利用高温和高压使淀粉颗粒膨胀,形成膨化淀粉。
膨化淀粉在食品加工中能够增加产品的体积和口感。
4. 乳化技术:将淀粉与油脂等低极性物质乳化后干燥,使淀粉成为微细粒子,从而改善其流动性和溶解性。
二、化学改性方法:1. 酯化反应:通过与酸酐或酸酐的混合物反应,将酸基或酸酐基固定在淀粉分子上。
这种改性方法可以提高淀粉的疏水性、耐热性和耐酸性。
2. 氧化反应:通过使用氧化剂,如过氧化氢或次氯酸钠,引入羧酸基或醛基到淀粉分子上。
这种改性方法可以提高淀粉的胶凝性和黏性。
3. 磷酸化反应:通过使用磷酸酯化合物,将磷酸基引入淀粉分子上。
这种改性方法可以提高淀粉的抗湿性和增粘性。
4. 硝化反应:通过使用硝酸和硫酸的混合物,将硝基引入淀粉分子上。
这种改性方法可以提高淀粉的爆破性能。
三、酶改性方法:1. 分支酶改性:利用α-1,6-葡萄糖苷酶将淀粉分子内的α-1,4-糖苷键切割,形成更多的分支点。
这能提高淀粉的溶液稳定性和黏度。
2. 转移酶改性:利用α-1,4-葡萄糖苷酶将淀粉分子内的葡萄糖残基从一个分子转移到另一个分子上,形成更长的链。
变性淀粉的制备及应用研究进展
虽然变性淀粉的制备及应用已经取得了显著进展,但仍存在一些不足之处。首 先,化学改性虽然能够有效改善淀粉的性能,但副产物问题仍需进一步解决。 其次,物理改性和生物改性的生产效率还有待提高,规模化生产仍面临挑战。
此外,变性淀粉在某些领域的应用还需进一步拓展和完善,例如在医药、环保 等领域的应用尚处于研究阶段。
1、探索新的制备方法:目前变性淀粉的制备方法仍存在一定的局限性,例如 化学改性可能会引入有害物质,物理改性和生物改性可能受限于特定的设备和 条件。因此,探索新的制备方法以提高变性淀粉的性能和降低成本是未来的研 究方向。
2、优化应用领域:虽然变性淀粉已应用于纺织、造纸、塑料等领域,但仍有 许多领域值得探索。例如,变性淀粉在食品工业、医药、化妆品等领域的应用 研究尚不多见,未来可以进一步拓展其应用领域。
一、变性淀粉的制备方法
变性淀粉的制备方法包括化学改性、物理改性、生物改性等方法。
1、化学改性
化学改性是通过在淀粉分子上引入化学基团,改变其化学性质的一种方法。常 见的化学改性方法包括氧化、还原、酯化、醚化等。化学改性后的淀粉具有较 好的热稳定性、防水性、抗老化性等特性。
2、物理改性
物理改性是通过物理手段改变淀粉的颗粒大小、淀粉链结构等,以改善其性能 的方法。常见的物理改性方法包括机械粉碎、物理吸附、超高压处理等。物理 改性后的淀粉具有较好的透明度、韧性、强度等特性。
2、纺织领域:在纺织浆料中作为添加剂,提高织物的平滑度、柔软性、抗皱 性等。如棉布、丝绸、羊毛等。
3、造纸领域:在造纸过程中作为添加剂,提高纸张的强度、防水性、抗腐蚀 性等。如印刷纸、包装纸等。
3、造纸领域:在造纸过程中作 为添加剂,提高纸张的强度、防 水性、抗腐蚀性等
1、绿色化学与工艺的发展趋势和前景:随着环保意识的不断提高和可持续发 展的不断推进,绿色化学与工艺将成为未来化学工业发展的主要方向。以原子 经济性反应、绿色溶剂、绿色催化剂等为代表的绿色化学与工艺技术将更加受 到和应用。
淀粉制造及应用研究方向
淀粉制造及应用研究方向淀粉是一种重要的生物大分子,广泛存在于植物体内,包括谷物、豆类、根茎类等许多植物种类中。
淀粉具有许多优良的物理化学性质,如可溶性、吸湿性、多孔性等,这些特性使得淀粉在食品工业、纺织工业、纸浆工业等领域具有广泛的应用潜力。
淀粉制造及应用研究方向主要包括淀粉的制备、改性及其应用研究。
就淀粉的制备而言,目前主要采用的方法是从植物材料中提取淀粉,在此基础上进行精细研磨、沉淀、洗涤等过程,最终得到纯度较高的淀粉。
然而,传统的淀粉制备方法存在着工艺复杂、污染环境、产品纯度低等问题。
因此,淀粉制备的研究方向之一是开发新的淀粉提取技术,例如利用酶法、微波技术、超声波技术等提高淀粉提取的效率和纯度。
淀粉的改性研究是淀粉领域的重要方向之一。
传统淀粉在应用过程中存在一些问题,如易退火、不耐热、不耐酸等。
因此,通过物理、化学、酶法等手段对淀粉进行改性,可以增强其稳定性、增加其溶解性、调节其吸湿性,提高其使用性能。
目前,对淀粉的改性研究主要集中在化学改性(如酯化、醚化、交联)、物理改性(如淀粉糊化、软化、纳米化)等领域。
淀粉在食品工业中的应用研究是一个广泛而重要的课题。
淀粉作为食品的主要成分之一,具有增稠、保湿、稳定等功能,被广泛应用于面粉、调味品、果冻、甜点等食品中。
此外,淀粉还可以用作食品添加剂,如抗结剂、乳化剂、安定剂等。
随着消费者对食品品质的要求不断提高,对淀粉的研究将更加注重其在食品中的功能性应用。
此外,在纺织工业领域,淀粉也有着广泛的应用。
淀粉可以作为纺织品的整理剂,改善纺织品的手感、外观和易打理性,提高纺织品的附着力和耐水洗性。
在纸浆工业领域,淀粉可以用作纸浆的增稠剂、胶粘剂、纸张强度增强剂等,提高纸张的质量和性能。
总结来看,淀粉制造及应用研究方向主要包括淀粉的制备、改性及其在食品工业、纺织工业、纸浆工业等领域的应用。
随着科技的发展,人们对淀粉的研究也将更加深入和广泛,不仅可以提高淀粉的提取和应用效率,还可以开发出更多新颖的淀粉制品,满足人们对食品、纺织品和纸张等能源和材料的需求。
玉米淀粉研究报告
玉米淀粉研究报告玉米淀粉是一种植物存在的常见淀粉形式,它可以在多种玉米品种中找到,最常见的是玉蜀黍。
玉米淀粉具有独特的物理和化学特征,在食品和工业上都有重要的应用。
因此,研究玉米淀粉的成份和性质,有助于对玉米淀粉的功能和应用的更好理解。
玉米淀粉的组成有两部分:仁籽粉和糊化剂粉。
仁籽粉主要由木质素和水溶性多糖组成,包括伯乙糖、半乳糖、木糖、果糖和糊精等,其中最主要的是糊精,占总重量的90%以上。
糊化剂粉是由一系列碳水化合物构成,主要是粗粒淀粉,其中90%左右为α-淀粉,质地柔软,可以易于吸收和消化。
玉米淀粉的物理特性有它的粒度,表面形状,溶解特性和湿粘度,这些都是影响应用的主要特性。
玉米淀粉的粒度是其物理性质之一,其微细粒度标准为90%以上的筛50网,它的表面形状是圆形,有助于它在调和剂中适当稀释,有助于其溶解特性。
湿粘度也可以表明玉米淀粉的流变性,一般情况下,湿粘度越高,淀粉的流动性也越好,有助于玉米淀粉应用在食品中。
玉米淀粉的化学性质主要受到仁籽粉和糊化剂粉的影响,其中,仁籽粉的化学成分质量比高达90%以上,主要是α-淀粉、糊精、木质素、水溶性多糖等,并且它也可以提供色素、气体和抗氧化剂。
另一部分,糊化剂粉也具有一定的化学成分,主要是碳水化合物,糊化剂粉具有一定的水溶能力,对淀粉的溶液有一定的抗凝性。
玉米淀粉在食品工业中有重要的应用。
它可以用于制作多种食物,如蛋糕、面包、薯片、糕点、豆腐等,因为它具有延展性、凝固性和保湿性等特性,还可以用于添加糖果的硬度和改善味道,以及用于生产牛奶、蔬菜汁、乳酪、酱汁等产品。
另外,在面食制作中,玉米淀粉也可以增加口感和润滑性,还可以增加口感和保湿饼干抗氧化性性能。
玉米淀粉在工业领域也有重要应用,可以用来制造建筑材料,如聚氨酯泡沫和纤维板,还可以制造纸板、胶粘剂等。
此外,它还可以用于制作润滑剂,可以改善液体的流变性,减少磨损和缓冲流体的压力波动,从而提高设备的使用寿命。
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淀粉物理性能的研究进展
摘要:本文介绍了淀粉的分类、淀粉的组成、淀粉颗粒的性质以及淀粉的凝沉性和粘度等性质。
比较了玉米淀粉、马铃薯淀粉、木薯淀粉以及小麦淀粉之间等各种淀粉的各组分组成含量及其目前各淀粉的发展研究情况。
关键词:淀粉组分含量性质影响因素
正随着国民经济的高速发展,我国淀粉工业也得到了相应的发展。
我国拥有丰富的淀粉工业原料,玉米产量9000多万吨,居世界第二,薯类居第一,这些是我国发展点淀粉工业的基础[1]。
淀粉是植物的重要储藏物质,随着淀粉工业的发展,淀粉深加工产品的数量不断增加,淀粉的应用范围不断扩大,对淀粉品质的要求也越来越高。
一、淀粉的分类
淀粉根据其分子形状可分为直链淀粉和支链淀粉,支链淀粉是由α-1,4 葡萄糖苷键连接的线性葡聚糖,二支链淀粉是由α-1,4 和α-1,6 糖苷键连接的具有分支结构的葡聚糖。
直链淀粉在水溶液中并不是线性分子,而在分子内氢键的作用下分子链卷曲成螺旋状,每个螺旋含有6个葡萄糖残基。
在显微镜下,淀粉都是形状和大小不同的透明颗粒,其形状有圆形、卵形(椭圆形)、多角形等三种[2]。
不同淀粉粒平均颗粒大小不同:马铃薯淀粉粒65μm,小麦淀粉粒20μm,甘薯淀粉粒15μm,玉米淀粉粒16μm,稻米淀粉粒5μm。
就同一种淀粉而言,淀粉粒的大小也不均匀,如玉米淀粉粒中最大的为26μm,最小的为5μm。
在常见的淀粉中马拉松淀粉的颗粒最大,稻米淀粉的颗粒最小。
支链淀粉易分散在冰水中,而直链淀粉不易分散在冰水中。
天然淀粉粒完全不溶于冷水。
在68-80℃时,直链淀粉在水中溶胀而形成胶体,支链淀粉则仍为颗粒,但是,一旦支链淀粉溶解后冷却则不易析出。
二、淀粉的组成
1.水分
淀粉中的含水量取决于储存环境的温度和相对湿度,一般在10-20%范围内。
在相同条件下,马铃薯淀粉的含量较高。
淀粉的含水量随环境条件的变化而变化,环境的相对湿度越大,淀粉的含水量越高。
在饱和湿度条件下,吸水量多,并引起淀粉颗粒膨胀。
玉米,马铃薯,木薯淀粉的吸水量分别为39.9%、50.9%、47.9%(干基淀粉计)颗粒直径分别增大9.1%、12.7%、28.4%。
淀粉的这种吸水性表明淀粉颗粒具有渗透性,水及水溶液能自由渗入颗粒内部,淀粉与稀碘溶液很快变蓝,再与硫代硫酸钠溶液蓝色消失就说明这点。
2.脂类化合物
谷类淀粉(如玉米、小麦、高粱等)中的脂类化合物含量较高(0.8-0.9%)薯类化合物含量较低(<0.1%)。
脂类化合物分子可以和直链淀粉分子交联形成一种螺旋形结构的络合物。
由于谷类淀粉中存在较高的这种脂类络合物,会抑制谷类淀粉颗粒的膨胀和溶解,使糊化温度升高;此外还会产生异味,蒸煮时会产生泡沫等。
3.蛋白质
蛋白质含量实际是指的是蛋白质、缩氨酸、酰胺、氨基酸、核酸和酶等含氨物质的总量。
其大小是通过实测含氮量乘以6.25来计算的。
由于谷类淀粉和蛋白质的结合较紧密,因此谷类淀粉中蛋白质的含量高于薯类淀粉[3]。
蛋白质的含量高会产生许多不利影响,如淀粉加工时会产生异味,水解时易产生颜色,蒸煮时会产生泡沫等。
4.灰分
淀粉产品在特定温度条件下完全燃烧后残余物称为灰分。
各类淀粉中马铃薯淀粉的灰分含量相对较高,其灰分主要成分是磷酸盐,有磷酸钾、铜、钙和镁盐,磷酸盐的存在也是马铃薯淀粉具有低糊化温度,快速润胀,淀粉糊的粘结性好,膜的透明度高等特点。
三、淀粉颗粒的性质
淀粉的来源不同,颗粒的大小和形状也不同,通过显微镜或电镜扫描都可以看出玉米和糯玉米淀粉呈圆形和多边形;大米淀粉成多边形;高粱淀粉呈圆形或多边形;小麦淀粉成圆形或扁豆形;马铃薯淀粉呈为椭圆形;木薯淀粉为圆形,截头椭圆形;甘薯淀粉为多边形。
颗粒直径大多分布在5-25um范围内,较小的如大米淀粉是2-5um,较大的有马铃薯淀粉在15-100um范围内。
1.淀粉膨胀特性
淀粉膨胀特性反映的是淀粉悬浮液在糊化过程中的吸水特性和在一定条件下离心后的持水能力。
表示淀粉膨胀特性的参数有膨胀势和膨胀体积等。
面粉膨胀体积是指少量的面粉与水混合,然后加热,最后测量淀粉胶的体积。
淀粉膨胀势则指淀粉样品加水调和后在特定温度和时间内形成胶状,在离心并校准可溶性干物质后,每克干淀粉所回收的淀粉膨胀沉淀物的重量。
2.淀粉的粘度特性
由于淀粉颗粒外围包着一层支链淀粉,在加热至糊化温度时,淀粉悬浮液就逐渐变成高粘度糊浆。
破裂的支链淀粉在糊浆中形成凝胶,而流释出来的直链淀粉在糊浆中形成溶胶。
凝胶的粘度比溶胶高得多。
张立彦等[4]测定了小麦淀粉的粘度特性,在糊化温度以上时,粘度直线上升,到95℃时达到峰值,当温度在95℃上持续时,淀粉分子间距离拉大,溶液由凝胶态变为溶胶,出
现稀懈现象,粘度急剧下降。
当温度逐渐下降并重新保持50℃时,淀粉分子重新聚合,溶液又从溶胶态变为凝胶态,粘度再次快速上升,出现大幅度反弹,达到一定值时便保持稳定。
3.淀粉的凝沉性
淀粉悬浮液不稳定,静置一段时间后会出现白色沉淀,这种现象称为淀粉的凝沉,也称老化或回生。
淀粉的凝沉特性受淀粉分子量的大小和排列、溶液浓度、温度和pH值以及盐类作用的影响。
直链淀粉分子量较小,排列较紧密,比支链淀粉更易凝沉;悬浮液浓度大,分子间碰撞机会多,易凝沉;温度在2-4 ℃易凝沉,大于50℃或小于20℃不易凝沉;pH值大于10或小于2不易凝沉,为7左右易凝沉;不同盐类对淀粉凝沉有不同影响,有的起促进作用,有的起抑制作用。
四、淀粉的发展前景
随着国民经济的快速发展,我国淀粉工业也得到了相应的发展。
1994年淀粉生产在1993年年产152万吨的基础上,又取得了新的进展,而且一改过去的销售不畅的局面,成为供不应求,更可喜的是过去淀粉因为缺乏竞争力,只能内销为主,而1994年海关统计出口淀粉大10.9万吨,其中玉米淀粉8.5万吨。
我国拥有丰富的淀粉工业原料,玉米产量9000多万吨,居世界第二,薯类占据第二,这些是我国发展淀粉工业的基础,但是我国人均淀粉消耗水平低,主要原因是淀粉下游发展不快,而且淀粉用户在中国和发达国家。
五、结论
1.淀粉根据分子形状可以分为不同的类别,如直链淀粉和支链淀粉等。
2.淀粉的组成包含各种物质,有水分,脂类化合物,蛋白质,以及灰分等。
3.淀粉颗粒具有膨胀特性、糊化现象、黏度特性、以及具有凝沉性等。
并且水分、酸碱度以及直链淀粉含量和其他物质也会影响到淀粉的糊化现象。
4.分析了各种淀粉种各组分的不同含量,了解各种淀粉在国民经济中的发展情况以及它们各自的发展前景。
参考文献:
[1] 赵安庆,张晓宇;淀粉粘度的测定方法综述[J];甘肃联合大学学报(自然科学版);2005年02期.
[2] 胡飞,陈玲,李琳;马铃薯淀粉在微细化过程中结晶结构的变化[J],精细化工;2002年02期.
[3] 阎俊,张勇,何中虎. 小麦品质糊化特性研究. 中国农业科学,2001,34(1):9-13.
[4] 张立彦,汉明,李作伟;淀粉的种类及性质对微波膨化的影响[J];食品与发酵工业,2001年03期.。