玉米淀粉主要物理性質(zhì)的測(cè)定

玉米淀粉主要物理性質(zhì)的測(cè)定

玉米粉廣泛應(yīng)用于許多行業(yè)。目前，世界上90%以上的淀粉是玉米粉。雖然玉米淀粉有許多別的種類淀粉不能相比的優(yōu)勢(shì),但由于其不溶于冷水、淀粉糊易老化脫水、被膜性差、缺乏乳化力、耐機(jī)械性差等不足之處限制了其應(yīng)用范圍,而變性淀粉通過物理、化學(xué)或酶的手段來改變天然淀粉的性質(zhì),改善了玉米淀粉的性能,提高了對(duì)熱、酸、冷凍變化的穩(wěn)定性,使其具有更強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值。本實(shí)驗(yàn)主要研究了玉米淀粉與玉米變性淀粉之間的理化性質(zhì)差異,為玉米淀粉與玉米變性淀粉的應(yīng)用提供了依據(jù)。1材料和方法1.1實(shí)驗(yàn)材料玉米淀粉市售,產(chǎn)于黑龍江青岡;羥丙基淀粉、羧甲基淀粉、淀粉磷酸酯市售,四平帝達(dá)變性淀粉有限公司;濃硫酸、氫氧化鈉等均為分析純。1.2儀器、設(shè)備和測(cè)試器恒溫干燥箱上?？茖W(xué)儀器有限公司儀器總廠;糊化儀德國Brabender公司;722型可見分光光度計(jì)上海精密科學(xué)儀器有限公司分析儀器總廠;LXJ-64-01型離心機(jī)北京醫(yī)療儀器修理廠;THZ-82(A)型數(shù)顯水浴恒溫振蕩器江蘇金壇萊華儀器制造有限公司;PHS-25型酸度計(jì)上海精密科學(xué)儀器有限公司雷磁儀器。1.3測(cè)量1.3.1析水率的測(cè)定將絕干淀粉加水配成3%的淀粉乳,在沸水浴中加熱20min,冷卻至室溫,然后置于-20~-15℃的冰箱中冷凍,24h后取出,自然解凍,在3000r/min的離心機(jī)中離心20min,棄去上清液,稱取沉淀物的重量,計(jì)算析水率。析水率=(糊重-沉淀物重)/糊重×100%1.3.2膨脹度的測(cè)定將樣品加水配成1%的淀粉乳,取50ml放入100ml燒杯中,至于沸水浴中加熱攪拌15min,并保持原有體積,冷卻至25℃。用1cm的比色杯在620nm波長下測(cè)定糊的透光率,以蒸餾水作空白,設(shè)蒸餾水透光率為100%。分別測(cè)放置0、12、24、36、48、60、72h。(注:長時(shí)間放置,有沉淀吸出,測(cè)前需攪拌均勻。)1.3.3膨脹度的測(cè)定將淀粉樣品懸浮在水中85℃攪拌加熱30min,在2000r/min轉(zhuǎn)速下離心15min,糊下沉部分為膨脹淀粉,將上清液分離干燥,即得水溶淀粉的量,計(jì)算出溶解度,由膨脹淀粉重,計(jì)算出膨脹率。溶解度=水溶淀粉重/淀粉樣品重(干)×100%膨脹度=膨脹淀粉重/[淀粉樣品重×(100-溶解度)]×100%1.3.4凝沉現(xiàn)象的測(cè)定取1g絕干樣品于100ml燒杯中,用移液管加25ml蒸餾水,再用玻璃棒攪拌使之充分混合,然后將混合后的淀粉液在室溫下靜止于空氣中,觀察淀粉液的凝沉現(xiàn)象。1.3.5brabnder溶液粘度檢測(cè)方法本實(shí)驗(yàn)采用布拉本德(Brabender)連續(xù)粘度儀測(cè)淀粉的糊化特性。這是一種旋轉(zhuǎn)式粘度計(jì),在一定速度加熱、保溫過程中,連續(xù)測(cè)定粘度變化,自動(dòng)控制操作和記錄。操作方法:取一定量的樣品加入到450ml蒸餾水中,配成6%的淀粉乳溶液(由于羧甲基淀粉粘度過大,因此采用濃度為2%的羧甲基淀粉乳),倒入Brabender粘度杯中,按規(guī)定裝好儀器。從30℃開始加溫,升溫速率為1.5℃/min,待升至95℃后保溫5min,得到一條粘度隨時(shí)間和溫度變化的布拉本德粘度曲線。2結(jié)果與分析2.1沉淀、抗冷凍能力析水率的高低反映了淀粉凍融穩(wěn)定性的好壞,析水率低則凍融穩(wěn)定性好。淀粉糊的凝沉現(xiàn)象也稱為老化現(xiàn)象,是由于在溫度逐漸降低的情況下,溶液中的淀粉分子運(yùn)動(dòng)減弱,分子鏈趨向于平行排列。直鏈淀粉分子相互間生成氫鍵,重新排列和締合成結(jié)晶度較高的結(jié)構(gòu)發(fā)生沉淀,或是相互形成局部緊密集聚狀的不溶于水的非結(jié)晶狀凝膠,破壞了溶液的膠體性質(zhì)。玉米淀粉分子在冷卻、冷藏期間,分子之間易于取向排列,形成氫鍵,這樣就把淀粉分子結(jié)合的水分排擠出來,導(dǎo)致持水能力和抗冷凍能力差。變性淀粉在由于引進(jìn)羥丙基、羧甲基、磷酸基團(tuán)等親水性基團(tuán),使淀粉極性增強(qiáng),親水能力增大;另一方面,基團(tuán)空間位阻大,使糊在水中的分散體系穩(wěn)定。冷凍不易破壞其結(jié)構(gòu),具有較強(qiáng)的凍融穩(wěn)定性。因此,變性淀粉的凍融穩(wěn)定性則大大提高。從表1中可看出四種淀粉中羧甲基淀粉的凍融穩(wěn)定性最好。這是由于羧甲基淀粉經(jīng)羧甲基化后,由于引進(jìn)了羧甲基基團(tuán),一方面與水分子更好的水合,另一方面與鏈淀粉的脫水葡萄糖羥基形成分子內(nèi)氫鍵,阻礙了鏈淀粉分子間氫鍵的形成,使其不易重新排列和締合,使淀粉糊在冷凍條件下也不易發(fā)生凝沉,從而提高了凍融穩(wěn)定性。2.2羧甲基淀粉透光率透光率的高低反應(yīng)的是透明度的高低,透光率高則透明度高。從表2中可以看出透光率隨著時(shí)間延長而不斷的降低;其中羧甲基淀粉的透光率最高;淀粉磷酸酯具有較高的溶解度及膨潤力,光透過淀粉糊時(shí)產(chǎn)生的折射減小,因此透光率較高。2.3用的大小所示淀粉的溶解特性和膨脹特性是十分重要的理化性質(zhì)。膨脹度與溶解度反映的是淀粉與水之間相互作用的大小。膨脹度是指每克干淀粉在一定溫度下吸水的質(zhì)量數(shù),溶解度是指在一定溫度下,淀粉樣品分子的溶解質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。變性淀粉經(jīng)變性處理引入其它基團(tuán),這些基團(tuán)空間位阻較大,使一部分不溶性大分子降解成可溶性小分子,故極性增強(qiáng)、親水能力增大,溶解度、膨脹率較玉米淀粉高。2.4變性淀粉與玉米淀粉的結(jié)合性從表4中可以看出隨著靜置時(shí)間的延長,淀粉糊的凝沉性逐漸增大,淀粉的這種凝沉現(xiàn)象主要是淀粉分子鏈間經(jīng)氫鍵結(jié)合成束狀結(jié)構(gòu),而使其溶解度降低的結(jié)果。變性淀粉與水分子的結(jié)合能力增強(qiáng),與玉米淀粉相比較,凝沉值較小,抗凝沉性較強(qiáng)。表4中淀粉磷酸酯凝沉性最小,抗凝沉性最強(qiáng)。2.5淀粉糊化溫度的影響圖1~4為四種淀粉的糊化曲線。由糊化曲線圖可得到以下數(shù)據(jù):(1)開始糊化溫度(℃)生淀粉起始粘度值很低,粘度曲線不變,隨溫度升高,淀粉開始糊化,這時(shí)稱為開始糊化溫度。(2)粘度峰值(BU)粘度顯著升高后阻力增加,曲線發(fā)生突變,形成峰值,稱頂峰粘度或最高粘度,又稱麥芽指數(shù)。(3)峰值溫度(℃)淀粉粘度達(dá)到最高粘度時(shí)的溫度。(4)95℃的粘度(BU)淀粉糊化溫度達(dá)到95℃時(shí)所對(duì)應(yīng)的粘度。從粘度曲線和曲線上的特征點(diǎn)可以看出:四種淀粉的流變學(xué)性質(zhì)存在很大差別。3變性淀粉的制備玉米淀