动态超高压微射流技术对蜡质淀粉改性的影响及其机理初探

论文摘要

淀粉是自然界中最丰富的高分子碳水化合物之一,其广泛应用于食品、造纸、纺织、建筑、医药、石油化工等行业。淀粉在植物界分布很广,其含量可因品种、气候、土质及其它生长条件而不同。蜡质淀粉是具有特殊结构的淀粉,通常淀粉中既含有直链淀粉又含有支链淀粉,而蜡质淀粉则几乎不含直链淀粉（≤4%）。本论文选用蜡质大米淀粉和蜡质玉米淀粉为研究对象,研究动态超高压微射流技术对蜡质淀粉进行改性后蜡质淀粉的颗粒结构、分子结构和理化性质的变化规律,并对动态超高压微射流技术的改性机理进行了初步探讨,研究结果如下:（1）动态超高压微射流技术对蜡质淀粉颗粒结构的影响:随着动态超高压微射流处理压力的增加,淀粉颗粒被微细化成不规则的小颗粒;淀粉颗粒粒度有很大程度的减小,经160MPa处理后,蜡质大米淀粉平均粒度从原淀粉的3912.7nm减小到429.1nm,蜡质玉米淀粉则从11139.3nm减小到700.8nm;淀粉的比表面积增大;动态超高压微射流技术处理后,淀粉偏光十字逐渐消失,X-衍射强度有一定程度的减弱。（2）动态超高压微射流技术对蜡质淀粉分子结构的影响:随着动态超高压微射流处理压力的增加,蜡质淀粉的支链淀粉含量有所减少;平均分子量也有所降低:经红外测定得知压力达到一定程度导致吸收波数为857.7cm-1吸收峰消失,部分特殊官能团的吸收峰发生了蓝移。（3）动态超高压微射流技术对蜡质淀粉理化性质的影响:蜡质大米淀粉和蜡质玉米淀粉有较高的溶解度、膨胀度和吸湿性;属于非牛顿流体,具有假塑性流体特征。随着动态超高压微射流处理压力的增加,蜡质淀粉的膨胀度逐渐增大;溶解度和吸湿性先是快速上升,当达到一定处理压力后,上升趋势趋于平缓;淀粉糊的表观粘度减小,流变特性近似于牛顿流体,并具有很好的流动性;动态超高压微射流处理使淀粉热特性发生改变,淀粉的糊化温度、玻璃态转化温度和结晶熔融转变温度均减小;淀粉糊的透明度有所升高、沉降体积减小、冻融稳定性变化不大;淀粉碘蓝值的测定结果表明动态超高压微射流处理可以减小蜡质淀粉的碘蓝值。（4）初步探明动态超高压微射流技术对蜡质淀粉的改性机理是:动态超压微射流技术使淀粉颗粒表观结构和分子结构均发生变化。淀粉颗粒表面缺陷,粒度减小,比表面积增大,结晶结构被破坏,支链淀粉含量降低,分子量减小和官能团等结构变化导致了理化性质发生变化。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 前言
• 1.1 概述
• 1.2 蜡质淀粉的结构
• 1.2.1 颗粒结构
• 1.2.2 分子结构
• 1.3 蜡质淀粉的性质
• 1.3.1 物理性质
• 1.3.1.1 溶解性和膨胀性
• 1.3.1.2 淀粉的糊化
• 1.3.1.3 玻璃态及玻璃化转变
• 1.3.1.4 淀粉的老化
• 1.3.2 化学性质
• 1.3.2.1 淀粉与碘的显色反应
• 1.3.2.2 淀粉水解反应
• 1.4 蜡质淀粉的改性
• 1.4.1 物理改性
• 1.4.2 化学改性
• 1.4.3 酶学改性
• 1.5 动态超高压微射流技术的研究现状
• 1.6 研究的内容
• 1.7 本论文的创新点
• 1.8 研究目的与意义
• 第2章 动态超高压微射流技术对蜡质淀粉颗粒性质的影响
• 2.1 引言
• 2.2 试验部分
• 2.2.1 试验材料
• 2.2.2 试验试剂
• 2.2.3 仪器与设备
• 2.2.4 实验方法
• 2.2.4.1 蜡质淀粉成分测定
• 2.2.4.2 蜡质大米淀粉的提取工艺
• 2.2.4.3 动态超高压微射流技术处理
• 2.2.4.4 淀粉颗粒形貌观察
• 2.2.4.5 粒度分析
• 2.2.4.6 比表面积分析
• 2.2.4.7 结晶结构分析
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 蜡质大米淀粉的提取结果
• 2.3.2 动态超高压微射流技术对蜡质淀粉颗粒形貌的影响
• 2.3.3 动态超高压微射流技术对蜡质淀粉颗粒粒度的影响
• 2.3.4 动态超高压微射流技术对蜡质淀粉比表面积的影响
• 2.3.5 动态超高压微射流技术对蜡质淀粉结晶结构的影响
• 2.3.5.1 动态超高压微射流技术对蜡质淀粉偏光显微的影响研究
• 2.3.5.2 动态超高压微射流技术对蜡质淀粉X-射线的影响研究
• 2.4 本章小结
• 第3章 动态超高压微射流技术对蜡质淀粉分子结构的影响
• 3.1 引言
• 3.2 试验部分
• 3.2.1 试验材料
• 3.2.2 试验试剂
• 3.2.3 仪器与设备
• 3.2.4 实验方法
• 3.2.4.1 支链淀粉含量的测定
• 3.2.4.2 蜡质淀粉分子量分布的测定
• 3.2.4.3 蜡质淀粉红外光谱测定
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 动态超高压微射流技术对支链淀粉含量的影响
• 3.3.2 动态超高压微射流技术对蜡质淀粉分子量的影响
• 3.3.3 动态超高压微射流技术对蜡质淀粉红外光谱的影响
• 3.4 本章小结
• 第4章 动态超高压微射流技术对蜡质淀粉理化性质的影响
• 4.1 引言
• 4.2 试验部分
• 4.2.1 试验材料
• 4.2.2 试验试剂
• 4.2.3 仪器与设备
• 4.2.4 实验方法
• 4.2.4.1 溶解度和膨胀度的测定
• 4.2.4.2 吸湿性能的测定
• 4.2.4.3 淀粉糊的热特性
• 4.2.4.4 淀粉糊化的流变性质
• 4.2.4.5 淀粉糊的透明度的测定
• 4.2.4.6 淀粉糊的凝沉性的测定
• 4.2.4.7 淀粉糊的冻融稳定性的测定
• 4.2.4.8 淀粉碘蓝值的测定
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 动态超高压微射流技术对溶解度的影响
• 4.3.2 动态超高压微射流技术对蜡质淀粉膨胀度的影响
• 4.3.3 动态超高压微射流技术对蜡质淀粉吸湿性的影响
• 4.3.4 动态超高压微射流技术对蜡质淀粉糊的热特性的影响
• 4.3.5 动态超高压微射流技术对蜡质淀粉流变性的影响
• 4.3.6 动态超高压微射流技术对蜡质淀粉透明度的影响
• 4.3.7 动态超高压微射流技术对蜡质淀粉凝沉性的影响
• 4.3.8 动态超高压微射流技术对蜡质淀粉冻融稳定性的影响
• 4.3.9 动态超高压微射流技术对蜡质淀粉碘蓝值的影响
• 4.4 本章小结
• 第5章 动态超高压微射流技术对蜡质淀粉改性的机理初探
• 5.1 引言
• 5.2 动态超高压微射流技术对蜡质淀粉改性的机理研究
• 5.2.1 动态超高压微射流技术的作用机理
• 5.2.2 动态超高压微射流技术对溶解度、膨胀度和吸湿性变化的机理研究
• 5.2.3 动态超高压微射流技术对热变性变化的机理研究
• 5.2.4 动态超高压微射流技术对流变性变化的机理研究
• 5.2.5 动态超高压微射流技术对淀粉糊性质变化的机理研究
• 5.3 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 引言
• 6.2 实验结论
• 6.2.1 动态超高压微射流技术对蜡质淀粉颗粒结构的影响
• 6.2.2 动态超高压微射流技术对蜡质淀粉分子结构的影响
• 6.2.3 动态超高压微射流技术对蜡质淀粉理化性质的影响
• 6.2.4 动态超高压微射流技术对蜡质淀粉改性的机理研究
• 6.3 对本课题以后研究方向的建议
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间的研究成果