濕熱處理對(duì)玉米淀粉結(jié)構(gòu)和性能的影響

濕熱處理對(duì)玉米淀粉結(jié)構(gòu)和性能的影響

對(duì)淀粉的過(guò)濾有很多種方法。根據(jù)處理方法，它主要包括三種方法：化學(xué)變質(zhì)、物理變質(zhì)和酶消化系統(tǒng)。其中物理變性方法在淀粉的生產(chǎn)過(guò)程中不使用化學(xué)試劑,不對(duì)環(huán)境造成污染,符合人們對(duì)環(huán)境友好生產(chǎn)方法的追求。濕熱處理淀粉是一種物理變性淀粉,它指的是在有限水分含量時(shí)(質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于35%)在高于糊化溫度的條件下對(duì)淀粉進(jìn)行處理,從而使淀粉的性質(zhì)發(fā)生改變。國(guó)外研究濕熱處理變性淀粉的研究工作較多,國(guó)內(nèi)近幾年來(lái)開(kāi)始關(guān)注濕熱處理對(duì)淀粉性質(zhì)影響。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn),濕熱處理確實(shí)會(huì)對(duì)淀粉的物理化學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生明顯的影響。本研究利用高壓滅菌鍋對(duì)水分含量為10%、18%、25%、30%的淀粉進(jìn)行濕熱處理,考察濕熱處理對(duì)不同水分含量玉米淀粉的性質(zhì)影響。1材料和方法1.1檢測(cè)儀器及儀器722型分光光度計(jì):山東高密分析儀器公司;Brabender黏度計(jì):德國(guó)Brabender公司;X-射線衍射儀:德國(guó)Philips公司;環(huán)境掃描電子顯微鏡:美國(guó)FEI公司;阿貝折射儀:上海精密科學(xué)儀器公司。玉米淀粉:長(zhǎng)春大城玉米開(kāi)發(fā)有限公司。1.2測(cè)試方法1.2.1玉米淀粉的制備分別將玉米淀粉的水分含量調(diào)節(jié)至10%、18%、25%、30%,密閉過(guò)夜,使水分平衡。將調(diào)節(jié)好水分的玉米淀粉密封好后放入高壓滅菌鍋中,溫度控制在121℃濕熱處理5h。濕熱淀粉制備出來(lái)之后自然干燥3d,使淀粉干燥并使水分趨于平衡。在水分平衡后,將淀粉粉碎后過(guò)100目篩,進(jìn)行測(cè)定。1.2.2例如，食用昆蟲(chóng)將玉米淀粉表面噴涂鉑金后,用電子掃描顯微鏡拍攝玉米原淀粉及濕熱處理后淀粉顆粒的照片。1.2.3升溫速率的確定取10g淀粉加入105mL蒸餾水中,搖勻,從室溫開(kāi)始以7.5℃/min的升溫速率加熱至95℃,在95℃下保溫15min,然后以同樣速率降溫至50℃,保溫5min。1.2.4加熱、離心、沉淀取5g濕熱處理淀粉加入100mL蒸餾水中,在50℃水浴中攪拌加熱30min,加熱后,于3000r/min離心15min,膨脹淀粉下沉,傾出上清夜,將沉淀的顆粒稱重。膨脹能力=沉淀顆粒質(zhì)量/沉淀物中絕干淀粉質(zhì)量1.2.5溶解度的測(cè)定稱取5g左右淀粉樣品加入100mL蒸餾水調(diào)乳,50℃水浴30min,加熱后濾出上清液,利用阿貝折射儀測(cè)質(zhì)量百分比,得到溶解的淀粉質(zhì)量,從而求出溶解度。溶解度=質(zhì)量分?jǐn)?shù)×清夜體積/樣品質(zhì)量×100%2結(jié)果與討論2.1水分含量出現(xiàn)凹坑的淀粉玉米原淀粉與濕熱處理玉米淀粉的顆粒形貌如圖1所示。玉米淀粉的顆粒形狀不規(guī)則,經(jīng)濕熱處理后淀粉仍保持原有的顆粒外觀,但部分淀粉顆粒中心出現(xiàn)很大的凹坑。隨著濕熱處理淀粉時(shí)水分含量的增加,出現(xiàn)凹坑的淀粉顆粒數(shù)量增加,淀粉顆粒間發(fā)生黏結(jié)的情況也有所增加。原因是玉米淀粉水分含量多時(shí),水分進(jìn)入淀粉顆粒的無(wú)定形區(qū)域,受到熱力作用時(shí)淀粉顆粒發(fā)生膨脹,冷卻后在淀粉顆粒表面形成塌陷;過(guò)剩的水分凝結(jié)在淀粉顆粒表面,受熱后淀粉顆粒間發(fā)生黏結(jié)現(xiàn)象。2.2糊化溫度的變化利用Brabender黏度計(jì)測(cè)定淀粉的黏度,結(jié)果如圖2和表1所示。玉米淀粉經(jīng)濕熱處理之后,成糊溫度和糊化終止溫度均有所升高,峰值黏度降低。隨著濕熱處理前淀粉中水分含量的增加,糊化溫度逐漸升高。處理前水分含量由10%增至30%時(shí),淀粉的成糊溫度由67.8℃升高至79.3℃,而糊化終止溫度由76.9℃升高至95.3℃,升高了近20℃。有報(bào)道表明,淀粉經(jīng)濕熱處理后糊化溫度升高是由于淀粉的結(jié)晶化度增加引起的。濕熱處理淀粉峰值黏度的下降則是由于經(jīng)濕熱處理后淀粉的結(jié)晶度增加和淀粉分子質(zhì)量降低的原因所致。2.3淀粉含水量的確定濕熱處理淀粉的膨脹能力如圖3所示。淀粉經(jīng)濕熱處理之后,隨著處理之前淀粉中含水量的增加,淀粉的膨脹能力上升。這是由于淀粉經(jīng)濕熱處理后,淀粉顆粒發(fā)生膨脹,各部分間連接變得酥松,水分更容易進(jìn)入到淀粉顆粒內(nèi)部。2.4淀粉溶解度的測(cè)定淀粉經(jīng)濕熱處理后溶解度如圖4所示,隨著淀粉水分含量的增加,淀粉的溶解度下降。淀粉經(jīng)過(guò)濕熱處理之后,淀粉的結(jié)晶度增加,淀粉分子間氫鍵形成更多,水分子難與淀粉中的羥基形成氫鍵,所以溶解度降低。3水分含量對(duì)淀粉黏度的影響玉米淀粉經(jīng)濕熱處理后,淀粉顆粒中心出現(xiàn)凹坑,隨濕熱處理時(shí)淀粉水分含量的增加,淀粉顆粒出現(xiàn)凹坑的數(shù)量增加;淀粉的糊化溫度隨