交联羟丙基玉米淀粉性质研究

偏磷酸钠# 在一定温度下反应若干小时后# 用稀盐酸 ! 值至 左右# 终止反应# 离心机 离心脱水 # 水洗三次 # 常温干燥 # 即得到交联羟丙基玉米 淀粉 % 淀粉含水量的测定 淀粉含水量的测定依据 羟丙基淀粉取代度的测定 进行测定 % 的分光光
材料和方法
试验材料 玉米淀粉 市售 # 小 麦 粉 市 售 $ 环 氧 丙 烷 ! 氢氧化钠 ! 醇 酸铵 "# 无水硫 酸 钠 # 三偏磷酸钠 % 型电子秤# 型干燥箱# # 茚三酮 # 乙醇 # 硫酸 # 钼酸铵 仪器设备 型低速离心机# 型恒 温 水 浴 锅 # " # 钒
" !
! 粮油加工与食品机械 "!""# 年第 $ 期
精深加工 ! !
使磷变为磷酸后定量转移到 蒸馏水稀释至刻度 中 加入 吸取 上述溶液于 钒酸铵和 容量瓶中 用 面条烹煮特性的测定包括面条最佳烹煮时间的测定和 面条烹煮损失的测定 制作方法和测定方法依据行业标准 容量瓶 钼酸铵溶液各
硝酸
用蒸馏水稀释至刻度 以试剂为空白 在
表$
种类 原玉米淀粉
交联度 和
含磷量 号
分别为
号样品的交联度相同 代度的增大而增大 氢键连结
这可能是由于原淀粉糊分子间主要靠 把淀粉
玉米淀粉样品的高温稳定性
" 保持
黏度 降低率
低温下分子间易于取向排列形成氢键
"黏度
分子结合的水分排挤出来 沉
氢键结合成束状结构而发生凝 羟丙基本身具 羟丙基
淀粉经双重变性后引入了羟丙基基团
有较强的亲水性 基团含量越高 越明显
起到了保护淀粉糊中水分作用 这种影响越大
对淀粉的冻融稳定性提高
最佳样品
由表 号样品的取代度相同 交联度逐渐增大 这可能是由于 促
可以看出
原玉米淀粉的黏度在
"保持
后黏度降低率达到 定性较差 显提高 至
!
说明原玉米淀粉的高温稳
冻融稳定性随交联度的增大先增大后降低
而淀粉经交联羟丙基化后淀粉的高温稳定性明 并且随着交联度的增加 黏度降低率由
加速颗粒破裂 交联键的存在 有很大的提高
交联羟丙基淀粉由于 其耐酸性较原淀粉 耐酸性愈加稳定
最佳样品
!
!"$
糊的高温稳定性 固定醚化条件和不同交联条件制备不同交联度的交联
明原玉米淀粉的冻融稳定性较差 改性后
而经过交联羟丙基双重 其中 冻融稳定性随取
冻融稳定性得到明显的提高 取代度逐渐增大
羟丙基玉米淀粉 编号依次为
交联剂的多官能团将淀粉分子通过共价键联系在一起 使淀粉分子形成了三维空间网络结构 子内部析出 键变弱 另一方面
! 降低
这可
水分不易从淀粉分
!
说 明 改 性 后 产 品 的 高 温稳 定 性 逐 渐 增 强
基团的接入使得淀粉分子间的氢 但随交联度的增大 淀粉
能是由于交联羟丙基淀粉中交联建的存在
使得淀粉分子 形
酸性食品和需高
交联羟丙基玉米淀粉加入面条后对面条的最佳烹
图# 室温下剪切速率对交联羟丙基玉米淀粉影响
煮时间和烹煮损失方面有较大改善
参 考 文 献
刘亚伟 淀粉生产及其深加工技术 社 李志玉 交联羟丙基淀粉的研究 四川化工
丙基化后淀粉链上不但引入了羟丙基基团 分支性 而且由于交联键的存在
增加了淀粉链
交联作用相对于氢键作
要想提高交联羟丙基玉米淀粉的透光率 另外
两者的差值即可说明其耐酸性能 高温稳定性 将玉米淀粉配成 的淀粉乳 按干基计算 置于三
通过增加该双重变性淀粉的取代度来实现
应面分析所得到的最佳工艺条件制备的交联羟丙基玉米淀 粉的透光率为 糊液的冻融稳定性 分别制备了不同取代度的交联羟丙基玉米淀粉 度分别为 用蒸馏水将它们配 成 的乳液 联度 取代
羟丙基淀粉取代度的测定依据 度法 % 交联羟丙基淀粉交联度的测定
# 丙二
交联度以变性淀粉中含磷量来间接反映% 准确称取 变性淀粉样品 干基 # 放入一 坩 埚 内 # 用 乙 醇 浸 湿 # 碳化 % 碳化后的样品在马福炉中 加入 灰化 # 冷 却 # 沿 壁 保持 旋转黏度仪# 硝酸# 混合均匀# 盖好% 在
但是在实际中还要
考虑变性淀粉加入量的增加会提高产品的成本以及影响口 感等原因 因此添加量不宜过高
"
结论
玉米淀粉经交联羟丙基化后糊液的透明度 冻融 抗酸性 耐高温性及耐剪切性方面都有显著的提 抗酸性 耐高温性的改善 这些
稳定性 高
尤其是冻融稳定性
性质使交联羟丙基玉米淀粉在冷冻食品 温烹煮食品中的应用具有较强的竞争力
可以看出
原玉米淀粉的黏度降低率达到 而经过交联羟丙 降低
!
说明原玉米淀粉的抗酸性较差
说明玉米淀粉经过交联羟丙基化后老化黏度明显 抗老化明显增强 这是由于玉米淀粉链上经交联羟
基化后淀粉的抗酸性有显著的增强
并且随着交联度的增
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糊化温度低 膨胀性大 黏附性强 与变性凝固的面筋蛋 白一起形成细密的网格结构 颗粒膨胀时 难以溶出 从而使后来糊化的小麦淀粉
编号依次为 结果如下 从表中可以看出
速率下淀粉糊的剪切应力 程
原玉米淀粉经过
次冻融循环
析 说
面条制作与烹煮特性的测定
水率达到
次冻融循环后析水率达到
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种类
玉米淀粉样品的冻融稳定性
冻融次数 种类 原玉米淀粉
表#
玉米淀粉样品的抗酸性
充分混合后室温下放置 减去原玉米
处测定其吸光度
结果与讨论
糊的透明度
表 玉米淀粉样品的透光率
透光率
淀粉中所含磷后的吸光度 标准曲线 分别吸取
从标准曲线得到含磷浓度
磷标准溶液于 得到标准曲线 含磷量 其中 稀释总体积
容量瓶中
测定同样品
样品名称 原玉米淀粉
取样体积 样品质量
为从标准曲线上求得的待测样品中磷的含量
口烧瓶中 第
边加热边搅拌 第
用旋转黏度计分别测定 黏度 计算黏度的降低率
流变学测定 准确称取淀粉样品 按干基计算 糊化
样品号依次为 制备了不同 交 联 度 的 交联 羟 丙 基 玉 米 淀 粉 交
搅拌使之充分分散
然后在沸水浴中加热
含磷量
分别为 以析水率表示样品冻融稳定性
取适量样品在
下用流变仪测定不同剪切 绘制曲线 计算幂指数回归方
! 关键词 " 玉米淀粉 % 交联羟丙基淀粉 % 面条 中图分类号 # 文献标识码 # 文章编号 #
玉米淀粉是世界淀粉产量最高的淀粉品种 # 约占淀粉 总产量的 # 加之玉米淀粉具有加工性能好 $ 质地优 良 $ 可变性强的特点 # 选择以玉米淀粉为原料 # 研究交联 羟丙基淀粉的性质具有重要理论意义和实际应用价值 % 交联羟丙基淀粉是淀粉经过羟丙基醚化和交联双重变 性后的产物 % 本试验分别以环氧丙烷为醚化剂 $ 三偏磷酸 钠为交联剂制备了不同取代度和交联度的交联羟丙基玉米 淀粉 # 并对其透明度 $ 冻融稳定性 $ 抗酸性 $ 高温稳定性 及流变学特性进行了分析 # 以便为交联羟丙基玉米淀粉在 实际应用时提供必要的理论依据 % 同时本试验也对交联羟 丙基玉米淀粉加入面条时对面条性质的影响进行了研 究 # 结果显示 # 加入了交联羟丙基玉米淀粉的面条的品质得到 了较大的改善 %
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交联羟丙基玉米淀粉性质研究
邹 建 李 磊 ! 河南商业高等专科学校旅游管理系 "
! 摘要 " 本 试 验 以 玉 米 淀 粉 为 原 料 ! 分 别 以 环 氧 丙 烷 为 醚 化 剂 " 三 偏 磷 酸 钠 为 交 联 剂 制 备 了 不 同
取代度和交联度的交联羟丙基玉米淀粉 ! 并对其透明度 " 冻 融 稳 定 性 " 抗 酸 性 " 高 温 稳 定 性 及 流 变 学 特性进行了分析 ! 同时对其 加入面条后对面条特性的影响进 行 了 研 究 # 结 果 显 示 ! 黏 液 的 透 明 度 " 冻 融稳定性 " 抗酸性 " 耐高温性及耐剪切性方面都有显著 的提 高 ! 加 入 面 条 后 对 面 条 的 最 佳 烹 煮 时 间 和 烹煮损失方面有较大改善 $
糊冻融稳定性的测定 准确称取样品 的淀粉乳 加蒸馏水
测得的透明度如下 交联羟丙基玉米淀粉的透光率随取 随交联度的增加而降低 与玉米原淀
在沸水浴中加热糊化 加盖置于
倒入塑料离心管中 却 后取出
冰箱内冷 条
相比
这说明羟丙基化可以提高交联羟 而交联反应则使玉米淀粉的透光
室温下自然解冻 弃去上清液
然后在
丙基玉米淀粉的透光率 率显著降低
不易将水分排挤出来
被交联剂三偏磷酸钠的双官能团连接而成了一个整体 成了更为严密的结构 在糊化过程中
分子的密度分布越来越不均匀 域 低 因此 淀粉分子又易形成氢键
在淀粉分子密度大的区 使得淀粉糊的保水能力降
由于这种交联作用
相对于氢键作用的强度大得多 坏交联键作用
需要更多的水分子才能破
这使得改性后淀粉承受高温的 能 力增 强 高温稳定性越强 要提高其高温
用强度大得多 加
冷却至室温后分子形成有序排列的难度增 比 原 玉 米 淀 粉 的 黏度 改性后 说明 这同
"北 京
中国轻工业出版
使得改性后淀粉的 室 温黏 度 明显降低 变性前
加酸后黏度
" 黏度
黏度
降低率
原玉米淀粉
! ! ! ! ! ! ! ! !
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最佳样品
加 至
产品的抗酸性逐渐增强
黏度的降低率由
! 降低
酸会
!
这可能是由于原淀粉糊液对酸非常敏感 引起黏度显著下降 淀粉的结构更为严密 随着交联度的增大
抗酸性能的测定 分别将原淀粉与交联淀粉配制成质量分数 为 粉乳 黏度 度 在沸水浴中加热至完全糊化后 然后加盐酸调 值至 冷却至室温 的淀 测其
水合和分散
交联变性使淀粉糊的透 糊化后的淀粉团
光率降低是由于在交联键拉力的作用下 粒保持较好的完整性 因此
使淀粉团粒的紧密度较大的缘故 可以 通过响
搅拌
再测其黏
件下离心 直至 有 水 析 出 低
若无水析出则反复冻融 计算析水率 析水率
这是因为淀粉糊的透光率直接与淀粉在糊液 淀粉分子中引入的羟丙基基团 阻碍
称 取 沉 淀 物质 量
中的存在状态有关
冻融稳定性好 析水率 糊重 沉淀物重 糊重
了淀粉分子链间氢键的形成 力
降低了淀粉分子间的结合 使淀粉分子高度
增加了淀粉颗粒的亲水性和膨胀率 因此使透光率提高
交联度对该双重变性淀粉冻融稳定性的提高是 单从提高产品的冻融稳定性方面 可以提
而且随交联度的增大 因此 稳定性
正反两方面的
对于交联羟丙基玉米淀粉来说 可以通过提高其交联度来实现
高该双重变性淀粉的取代度和合适的交联度
利用响应面 经
分析得到的交联羟丙基玉米淀粉的冻融稳定性更高 次冻融循环后仅有
!"%
糊液流变学特性 通过一元非线性回归 在图中分别列出原淀粉和交联
分光光度计 # 冰箱 # 搅拌机 # 试验方法 精密 计#
流变仪 #
型精 密 电 动
箱式电阻炉 %
交联羟丙基玉米淀粉的制备 称取一定量玉米淀粉 含水量 均匀分散于硫
酸钠溶液中 # 搅拌下缓慢加入一定量氢氧化钠 # 再快速加 入环氧丙烷 # 密闭容器 # 置于恒温搅拌器上进行反应 # 反 应若 干 小 时 后 # 用 氢 氧 化 钠溶 液 ! 需 值 # 加入 " 调节体系的 " 调至交联反应所 的氯化钠 相对于干基 和一定量的三
糊的透明度 称取一定量的样品配成的质量分数为 取 放入 的烧杯中 的淀粉乳 搅拌
最佳样品
置于沸水浴中加热
并保持原有体积 进行测定 用 然后将糊在
然后冷却至
用分光光度计
以蒸馏水作参比 比色皿在 下静置
设蒸馏水的透光率为 波长下测定糊的 透 光 率 再测定其透光率 磷量 分别为 配成 再冷却至室温 取 从上表可以看出 代度的增加而增大 粉的透光率 号样品交联度相同 取代度分别为 交联度 含 号样品的取代度相同
因而溶出率降低 变性淀粉的添加量对面条特性的
从表中还可以看出 影响比较大
对于添加了交联羟丙基玉米淀粉的面条随变
性淀粉加入量从 缩短到
! 增加到 !
最佳烹煮时间由
烹煮损失由
! 降低到
!
因此
单
从减小面条最佳烹煮时间和烹煮损失方面来讲添加交联羟
图$ 室温下剪切速率对原玉米淀粉影响
丙基玉米淀粉的量越高对其影响越大
! 的水析出
数
!"#
糊的抗酸性 固定醚化条件和不同交联条件制备不同交联度的交联
羟丙基玉米淀粉剪切应力和剪切速率的关系的幂方程的常 幂指数 和相关系数 可以看出 各样品的流变 交联度 和 含磷量 号 分别为
羟丙基玉米淀粉 编号依次为 由表
方程均达到显著水平 加
其剪切应力随剪切速率的增加而增
表明所有的淀粉糊样品都为非牛顿流体 对于玉米淀粉来说 变性前 改性后