交联-羧甲基复合变性淀粉合成及结构表征

以环氧氯丙烷为交联剂,一氯乙酸为醚化剂,合成交联-羧甲基复合变性淀粉,考察交联、羧甲基化对淀粉表观及内部结构的作用.通过可见光吸收光谱,差示扫描量热、扫描电镜、X衍射、红外光谱对原淀粉、交联淀粉、羧甲基淀粉、复合变性淀粉进行结构与性质的表征及分析.结果显示:交联反应主要发生在淀粉颗粒表面的无定形区,羧甲基化反应发生在淀粉颗粒的无定形区及结晶区,交联-羧甲基复合变性淀粉兼有单一变性淀粉的性能.     

羧甲基木薯淀粉的理化性质研究

本文对木薯淀粉进行羧甲基化改性,研究了羧甲基木薯的理化性质,包括用红外光谱、电镜扫描和X-衍射分析对羧甲基木薯淀粉的化学结构、形貌特征和结晶结构进行分析,测定其透明度、冻融稳定性和乳化性。结果表明：羧甲基化反应使淀粉分子结构明显改变,羟基位置发生取代,结晶程度降低;与原淀粉相比,其透明度、冻融稳定性及乳化化性都有提高。     

机械活化固相醚化法制备羧甲基淀粉和羧甲基壳聚糖混合物及其溶解性能

羧甲基木薯淀粉和羧甲基壳聚糖混合物不仅可有效改善淀粉物化性质,还可引入抑菌性能好的羧甲基壳聚糖。以木薯淀粉、壳聚糖为原料,氯乙酸钠为醚化剂,氢氧化钠为催化剂,采用机械活化固相醚法制备羧甲基木薯淀粉和羧甲基壳聚糖混合物。以黏度为评价指标,通过单因素和正交试验设计优化确定最佳制备工艺,采用红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)、X-射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、扫描电镜(Scanning electron microscope,SEM)对羧甲基淀粉的结构进行表征,并考察混合物的取代度和溶解度。结果表明,机械活化破坏了淀粉、壳聚糖的结晶结构,降低结晶度,醚化试剂更容易渗透到内部使淀粉、壳聚糖发生羧甲基化反应。最佳工艺参数为:淀粉与壳聚糖质量比0.5:0.5、淀粉与氯乙酸钠的摩比1:0.9、氢氧化钠质量分数18.8%(占淀粉干基质量)、球磨温度50℃、球磨时间60 min、转速380 r/min、磨球体积500 m L。在该试验条件下制备得到的羧甲基木薯淀粉和羧甲基壳聚糖混合物的黏度为1025 m Pa·s,其中羧甲基木薯淀粉的取代度为0.79,羧甲基壳聚糖的总取代度为1.17,溶解度为90.87%,且随着壳聚糖比例增大,混合物溶解度不断减小。FTIR、XRD、SEM进一步证实木薯淀粉、壳聚糖均发生了羧甲基化反应。     

机械活化木薯淀粉羧甲基化产物糊性质的研究（Ⅰ）

采用搅拌球磨机对木薯淀粉进行机械活化,以活化60min 的木薯淀粉为原料,NaOH为催化剂,ClCH2COOH为醚化剂干法制备羧甲基淀粉,对羧甲基淀粉的溶解度,糊的透明度、冻融稳定性、抗老化能力、抗生物降解能力及表观黏度等性质进行研究。结果表明：机械活化木薯淀粉羧甲基化产物的溶解度大、糊的透明度好、抗生物降解能力强、黏度高,有较好的冻融稳定性及抗老化能力。     

机械活化木薯淀粉干法制备羧甲基淀粉的研究

研究了以机械活化60 min的木薯淀粉为原料,采用干法工艺制备羧甲基淀粉(CMS).探讨了机械活化时间、反应时间、反应温度、催化荆用量、醚化剂用量及体系含水量对木薯羧甲基淀粉取代度(DS)的影响.实验结果表明,机械活化对木薯淀粉的羧甲基化反应有显著的强化作用:木薯淀粉的DS随活化时间的延长而增大.活化60 min的样品在条件为反应时间120 min、ClCH2COOH与淀粉的摩尔比0.55、NaOH与淀粉的摩尔比0.55、反应温度60℃、体系含水量18%时制得的CMS的DS为0.88%,而在相同条件下,由原木薯淀粉制得的CMS的DS仅为0.23%.     

交联-羧甲基木薯淀粉的合成及性质研究

以木薯淀粉为原料,用环氧氯丙烷作交联剂,氯乙酸作羧甲基化试剂,合成交联-羧甲基复合变性淀粉并确定交联-羧甲基复合变性淀粉合成工艺的最佳条件。与原木薯淀粉相比,交联-羧甲基反应后产物黏度增大,膨胀凝固性、热稳定性、透明度得到改善。红外光谱分析发现,在1 008~1 164cm-1的吸收峰强度加强,证实在淀粉中引入了羧甲基。差示扫描量热分析表明,交联-羧甲基淀粉有较高的糊化温度,且更易糊化。     

马铃薯羟丙基羧甲基淀粉颗粒及分子结构变化

对马铃薯原淀粉、马铃薯羟丙基淀粉、马铃薯羧甲基淀粉、马铃薯羟丙基羧甲基淀粉分别利用红外光谱分析(FT-IR),证实了马铃薯羟丙基羧甲基淀粉的结构变化;利用X-射线衍射分析(X-RD),证实了马铃薯羟丙基羧甲基淀粉的结晶度变化,随着无序化程度降低,导致其结晶度增加;利用扫描电子显微镜(SEM)观察了复合变性前后淀粉的表观形貌变化,证实了淀粉羟丙基羧甲基化其反应不仅发生在淀粉颗粒表面,也发生在淀粉颗粒内部,同时该反应首先发生在淀粉颗粒中结构较薄弱的非结晶区。     

机械活化木薯淀粉微生物降解性能的研究

采用搅拌球磨机对木薯淀粉进行机械活化,以活化时间为60 min的木薯淀粉和原淀粉为原料,酒曲为降解试剂进行微生物降解反应,并以降解产物的葡萄糖值(Dextrose Equivalent,DE)为评价指标,分别研究了淀粉预处理温度、pH值、淀粉质量浓度、降解时间、降解温度、酒曲培养液用量等因素对降解产物中葡萄糖值的影响.结果表明,机械活化预处理能提高木薯淀粉微生物降解反应液中葡萄糖的含量,且机械活化淀粉未经糊化就能直接被微生物降解,降解60 min时的DE值为35.05%,与原淀粉相比,提高了26.73%.机械活化作用破坏木薯淀粉紧密的颗粒表面和结晶结构,有效地提高了微生物降解反应活性.并采用光学显微的方法对淀粉降解过程中的颗粒进行形貌观察.     

机械活化强化木薯淀粉液化的动力学研究

目的:对机械活化木薯淀粉进行液化动力学研究,探讨机械活化对淀粉降解的影响规律;方法:采用搅拌球磨机对木薯淀粉进行机械活化,以不同活化时间的木薯淀粉为原料,以α-淀粉酶为液化试剂,分别考察底物浓度、酶用量、反应温度、反应体系pH值、机械活化时间等动力学因素对液化反应速率的影响;结果:α-淀粉酶对机械活化淀粉的液化遵循Michaelis-Menten方程,原淀粉、活化30,60 min淀粉的米氏常数Km分别为1.928 2,2.550 5,5.756 1 mg/mL,最大反应初速度Vmax分别为0.096 6,0.335 6,0.747 5 mg/mL·min;结论:机械活化对木薯淀粉液化过程有显著的强化作用,主要原因是机械活化使木薯淀粉紧密的颗粒表面和结晶结构受到破坏,降低了结晶度,液化试剂更容易渗透到颗粒内部使淀粉液化.     

超声波作用对木薯淀粉化学反应性能的影响

淀粉颗粒内部具有结晶区和非结晶区,淀粉的变性化学反应主要发生在非结晶区。实验表明,超声波作用的木薯淀粉颗粒基本保持着原木薯淀粉的颗粒形状,而木薯淀粉颗粒的偏光十字特征减弱或消失;超声波作用没有破坏木薯淀粉分子的原有的结构,没有新的化合物产生,经超声波作用后的木薯淀粉的红外结晶指数下降,木薯淀粉颗粒表面不再圆滑平整,说明超声作用破坏了木薯淀粉颗粒表层结晶结构。超声波作用后的木薯淀粉与原木薯淀粉分别合成羟丙基淀粉,羟丙基淀粉的取代度分别为0.1895与0.0725,说明经超声波作用后的木薯淀粉的反应性能增强,因为超声波作用后的木薯淀粉颗粒结晶结构被破坏,反应试剂更容易进入淀粉颗粒内部进行反应,反应性能得到了提高。     

微波作用对木薯淀粉颗粒结晶的影响

利用物理场中微波对木薯淀粉颗粒进行处理,考察微波作用对木薯淀粉结晶形态的影响,通过偏光显微镜和扫描电镜观察作用后的木薯淀粉颗粒的结晶结构的变化。实验结果表明,微波作用木薯淀粉,以水为溶剂,配置木薯淀粉悬浮液的含量12.5%,微波作用时间60s,功率160W时,木薯淀粉状态最佳,此时的木薯淀粉颗粒不仅保持着原木薯淀粉的颗粒形状,无溶胀变大或者出现淀粉凝胶和糊化的现象,并且木薯淀粉颗粒的偏光十字呈现减弱或消失的状态,木薯淀粉颗粒的结晶结构减弱或消失。微波作用破坏了淀粉的结晶结构,使颗粒表面与反应试剂的接触面积增多,从而提高了反应活性。     

机械活化协同微波法制备高取代度柠檬酸酯淀粉

在微波辐射条件下,以不同机械活化时间的木薯淀粉为原料,柠檬酸为酯化剂,氢氧化钠为催化剂制备柠檬酸酯淀粉。以取代度和反应效率为指标,分别探讨机械活化时间、微波功率、微波辐射时间、淀粉含水量、柠檬酸用量及氢氧化钠用量对木薯淀粉柠檬酸酯化反应的影响,并对影响因素进行了正交优化。结果表明,木薯淀粉经机械活化后,对微波功率、微波辐射时间、酯化剂用量、催化剂用量、淀粉含水量的依赖性明显降低,取代度和反应效率均为原木薯淀粉的2倍多。通过正交试验确定了制备柠檬酸酯淀粉的最佳工艺条件:微波功率800 W、微波辐射5.0 min、淀粉含水量35%、柠檬酸质量分数50%、氢氧化钠质量分数6%,所得产品的取代度为0.399 8,反应效率为88.84%。并采用红外光谱和X-射线衍射对木薯淀粉、活化淀粉及高取代度柠檬酸酯淀粉进行了表征。     

超声波辅助复合酶法酶解木薯淀粉工艺优化

以木薯淀粉为原料,采用超声波协同复合酶解技术研究其糖化工艺。在单因素实验(超声时间、超声功率、糖化时间、糖化温度、糖化酶添加量、糖化pH、料液比)基础上,选取糖化时间、糖化温度、糖化酶添加量、糖化pH四因素,以糖化率(DE值)为指标,通过4因素3水平的Box-Behnken实验设计,优化了木薯淀粉的糖化工艺参数,结果表明:超声时间15 min,超声功率900 W,糖化时间100 min,糖化温度65 ℃,糖化酶用量5 g/L,糖化pH4.7,料液比9:20 (g/mL)时,DE值达到98.98%。SEM结果显示木薯淀粉超声前后形貌有差异,FT/IR检测显示,木薯淀粉主要组成单糖为葡萄糖,且经GC-MS对木薯淀粉水解后糖化液分析得出其成分只有葡萄糖,这可为木薯淀粉糖化工艺提供一定的理论依据。     

机械活化对木薯淀粉冻融稳定性的影响

采用搅拌球磨机对木薯淀粉进行机械活化,以析水率作为评价指标,研究了机械活化时间、冷冻时间、冷冻方式及糊化温度对其糊冻融稳定性的影响。结果表明,机械活化作用对木薯淀粉的冻融稳定性有显著的影响,机械活化时间越长,析水率越大,冻融稳定性越差;采用冻融循环方式比连续冷冻更容易引起淀粉的老化,析水率高;糊化温度的影响则是糊化温度越高,机械活化淀粉的析水率反而略有下降。     

机械活化木薯淀粉干法制备氧化淀粉的工艺优化

采用搅拌球磨机对木薯淀粉进行机械活化,以活化60min的木薯淀粉为原料,CuSO4为催化剂,H2O2为氧化剂干法制备氧化淀粉,采用正交实验法对由活化60min的木薯淀粉干法制备氧化淀粉进行工艺优化,并与原木薯淀粉制备氧化淀粉的工艺条件进行比较。实验结果表明,活化60min的木薯淀粉制备氧化淀粉的最优工艺条件为:反应时间120min、pH值5、反应温度50℃、硫酸铜在淀粉中的质量分数0.03%、双氧水与淀粉的摩尔比0.527、体系水的含量27.37%。在此条件下制得的氧化淀粉羧基含量为0.89%,明显比最优条件下由原木薯淀粉制得的氧化淀粉羧基含量高。     

机械活化预处理对木薯淀粉氧化产物理化性质的影响

研究机械活化预处理对木薯淀粉氧化产物理化性质的影响。采用搅拌球磨机对木薯淀粉进行机械活化,以不同活化时间的木薯淀粉为原料,CuSO4为催化剂,H2O2为氧化剂干法制备氧化淀粉,对由不同活化时间木薯淀粉制备的氧化淀粉的溶解度、表观黏度、透明度、冻融稳定性、凝沉性等性质进行研究。试验结果表明：机械活化预处理对木薯淀粉氧化产物的理化性质产生显著的影响,随着机械活化时间的延长,氧化淀粉的溶解度、透明度增大,表观黏度降低,冻融稳定性减弱,凝沉性增强。     

酶催化木薯淀粉表面松香酸酯化改性及表征

以木薯淀粉为原料,松香酸为酯化剂,氯仿为溶剂,以液态脂肪酶为催化剂,在两相体系中直接在原木薯淀粉表面进行酯化修饰合成松香淀粉酯(RAS),并利用傅里叶红外光谱(FT-IR)、电子扫描显微镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)、热重差分析(TGA)、接触角、乳化能力及乳化稳定性等对RAS的结构及理化性能进行分析。结果表明:与原淀粉相比,FT-IR谱图中RAS在1728 cm-1附近出现羰基特征峰,SEM图中RAS表面的酯化斑点表明木薯淀粉表面成功接上了松香酸基团;XRD和TGA结果显示木薯淀粉经松香酸修饰后结晶度下降;对比原木薯淀粉,RAS(DS=0.0502)的接触角提高了63.40%,乳化能力、乳化稳定性分别由原木薯淀粉的1.53%、1.50%,提高至31.91%、23.08%。且随着DS的升高,RAS疏水性能及乳化性能也随之提高。