超声波处理对木薯氧化淀粉性质的影响

将超声技术应用于木薯淀粉的氧化改性中,对制得的氧化淀粉的性质进行了考察,并将其与木薯原淀粉、非超声法制得的氧化淀粉的性质进行比较和分析。结果表明:与原淀粉相比,超声法制备的氧化淀粉的溶解度、透明度分别增加了4.55、3.38倍,白度增加了1.23%,凝沉性降低了99.05%;同时,氧化淀粉所成的膜性能良好、均匀有韧性,而原淀粉难以成膜;超声法制备的氧化淀粉的糊化焓与原淀粉相比降低了45.79%。其他条件相同时,采用超声处理可以使氧化淀粉的溶解度、透明度分别提高97.23%、33.68%,白度增加0.26%(在显著水平α=0.05具有显著差异),凝沉性最大可降低78.80%,糊化焓降低了24.13%。因此,超声技术可以有效地应用于木薯淀粉的氧化改性。     

微波辐射对木薯淀粉结构的影响

考察了不同含水量的木薯淀粉经不同形式（敞口和封口形式）微波辐射的温度变化曲线及其多层次结构.结果表明：无论以那种形式辐射,木薯淀粉样品含水量越低,样品温度升高幅度越大,且都会出现等温转换,含水量越高等温转换时间越长,敞口辐射较封口辐射的等温转换更显著; FTIR结果显示,微波辐射不破坏木薯淀粉分子的化学键,没有新的化合物产生,红外结晶指数略有降低;偏光显微镜和光学显微镜的结果显示,木薯淀粉的结晶结构有所变化,而其形态结构没有变化.这些结果表明,经微波加工的木薯淀粉食品对人或其他生物是安全的.     

木薯及木薯淀粉的开发利用

木薯是可再生农产品资源,其淀粉含量高,适用于生产淀粉。木薯淀粉性能与谷类淀粉相似,但其产量、规模、综合利用均不及玉米淀粉。培育优良品种,提高木薯产量,扩大木薯淀粉规模,拓展木薯淀粉深加工,以提高木薯的附加值,推动木薯产业的发展。     

木薯淀粉颗粒结构——功能特性：收获时间和条件对四种木薯的淀粉的影响

通过对四种具有重要经济意义的木薯品种——Rayong1Rayong60,Rayong90及Kasetsart50(KU50)的研究,我们分析了环境条件对木薯淀粉可变性的影响。收获时的根龄和环境条件会影响颗粒结构和水合特性。四个品种的木薯在条件相同的土壤中种植,并都在不同的时期内进行收获。木薯收获期不同,其淀粉的颗粒结构和功能也各不相同。实验期间,上述四种木薯的淀粉中直链淀粉的表观颗粒变化不大。但其含量却发生变化,根龄越老,含量越少。淀粉粒大小的分布受根龄的影响,当收获期很晚时,其逐渐由通常的单峰分布变成双峰分布。从热分析峰值图中的变化可以看出,淀粉颗粒的完整性和晶体结构也取决于环境条件。这就导致了淀粉吸水能力及其引起的溶胀能力和胶凝作用的差异。干旱期间,淀粉的糊化温度升高,多雨期间,糊化温度下降。环境变干旱时,淀粉的粘度峰值和终值从收获早期到中期逐渐下降,当气侯重新湿润时,又恢复到接近或大于原值。降解与回复的变化趋势与粘度一样。本研究表明,收获的时间和条件对木薯淀粉的结构和功能特性产生影响,基于此项研究,我们建议淀粉应从早收或很晚收的木薯中提取。     

酸处理和干燥过程对木薯淀粉物化性质及其功能特点的影响

本研究用酸(盐酸或有机酸)处理和干燥过程(火炉或阳光干燥)对木薯淀粉物化性质及其功能特点的影响。目的是得到有膨胀性能的改良淀粉,正如那些用传统工艺制得的,用阳光晒干的发酵木薯淀粉一样。膨胀性能用焙烤试验来衡量,用干燥法和用有机酸水解法制得的木薯淀粉得到一样的x^-射线衍射图案和特性粘度值。SEM观察到用阳光晒干的和用火炉烘干的样品颗粒表面没有差别。可是用阳光晒干的有机酸酸解的淀粉在30℃时比火炉烘干有较低的粘度值。经盐酸酸化的木薯淀粉用火炉烘干或用阳光晒干,制成的饼干比容较低(2．5-3．1ml／g),用火炉烘干的有机酸酸化的木薯淀粉得到的结果相似。而有机酸酸化过的淀粉,用阳光晒干时,制成的饼干的膨胀性能却提高了很多(5-10ml／g),用乳酸酸化过的淀粉得到的平均比容最大。     

超临界CO2处理对木薯淀粉结构和性质的影响

采用超临界二氧化碳萃取技术在不同条件下处理木薯淀粉,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、布拉班德(Brabender)黏度仪等分析手段,考察超临界处理对木薯淀粉颗粒形貌、膨胀度、结晶结构以及淀粉糊黏度、凝沉性、冻融稳定性等的影响。结果表明,随超临界压力、温度、处理时间的变化,样品颗粒外貌无明显改变,但膨胀度降低,结晶度增大;淀粉糊的凝抗性增强,淀粉凝胶冻融稳定性却降低;Brabender黏度分析显示经超临界处理后的淀粉样品糊化温度小幅度升高,糊峰值黏度降低、热稳定性变化不明显。以上结果说明:木薯淀粉经超临界CO₂处理,存在淀粉分子部分降解,直链淀粉与支链淀粉比例增大等现象,从而导致淀粉的微观结构及凝胶特性等发生改变。     

机械活化对木薯淀粉的直链淀粉含量及抗性淀粉形成的影响

采用搅拌球磨机对木薯淀粉进行机械活化,研究了机械活化对木薯淀粉中直链淀粉含量的影响,并以抗性淀粉含量作为评价指标,分别考察了活化时间、储存时间、淀粉糊浓度、糊化温度和储存温度对抗性淀粉形成的影响.结果表明,直链淀粉含量随活化时间的延长而增加.适度的机械活化有利于淀粉分子重结晶,抗性淀粉含量显著提高,其它因素对抗性淀粉形成也有较大的影响,且与淀粉的活化时间密切相关.活化时间1 h的样品在制备条件为淀粉糊浓度140 g·L-1、沸水浴糊化20 min、4℃储存36 h时,抗性淀粉含量达到13.81%,而在相同条件下,由原淀粉制备的抗性淀粉含量仅为6.75%.XRD的分析表明,所制备的抗性淀粉属于B型结晶结构.     

超声波作用下VAc接枝木薯淀粉制备淀粉基木材胶粘剂的研究

以过氧化氢(H_2O_2)为氧化剂、乙酸乙烯酯(VAc)为单体和过硫酸铵(APS)为引发剂,在超声波作用下采用接枝共聚法制得木薯淀粉基木材胶粘剂。研究结果表明:适宜的超声时间和超声功率可有效提高聚合物的接枝率和接枝效率;当超声功率为总功率的75%或25%时,前者所得胶粘剂的干、湿压缩剪切强度比后者分别提高了71.2%、133.7%。超声处理前后,后者所得胶粘剂的稳定性更好、胶膜表面平整光滑度更佳;当超声时间为3h时,后者所得胶粘剂的干、湿剪切强度比前者分别提高了36.1%、18.0%。     

不同木薯品种及收获时间对其淀粉影响的比较

木薯是淀粉的主要来源,是泰国重要的经济作物,年产量约为1,800万吨。为满足商业需求,人们已开发了许多高产或淀粉含量高的木薯品种。遗憾的是,尽管鲜薯根中的生化组分对淀粉的提取过程和质量产生不利的影响,但人们培育木薯品种时很少考虑这一因素。     

超声作用下辛烯基琥珀酸淀粉酯合成工艺及反应机理研究

以木薯淀粉为原料,辛烯基琥珀酸酐为变性剂,采用湿法工艺,在超声作用下制备辛烯基琥珀酸淀粉酯.用单因素实验探索最佳制备工艺条件及酯化反应机理.结果表明,超声作用制备辛烯基琥珀酸淀粉酯的最佳工艺条件为：超声作用时间30 min,超声功率250 W,酯化pH 8.5,反应温度35℃,在最佳工艺条件下制备所得辛烯基琥珀酸淀粉酯取代度达0.0181,比未施加超声作用所制得的产品取代度提高了28.4％.超声波强化淀粉变性反应机理是超声波的空化效应对木薯淀粉的颗粒结构有一定影响,使淀粉颗粒表面变粗糙,增加了反应物之间的接触面积,强化了酯化反应的发生.     

机械活化对木薯淀粉的溶解度及流变学特性的影响

对机械活化法制备冷水可溶性木薯淀粉及其淀粉糊的流变学特性进行了实验研究,分别考察了机械活化时间、温度对淀粉溶解度和活化淀粉糊流变学特性的影响.实验结果表明,机械活化使得木薯淀粉颗粒结晶结构受到破坏,糊化变易,可以在2 h内使淀粉的冷水溶解度达95%以上,同时所有的机械活化淀粉均呈现假塑性流体特征,符合幂定律τ=K γm,在本研究中,m值由未经机械活化时的0.172随着机械活化的进行可逐渐变到0.8022.这表明机械活化作用使木薯淀粉偏近牛顿流体,且活化时间越长、活化温度越高的样品,其糊的表观粘度越低,触变性和剪切稀化也越低.研究结果可为开发高反应活性的木薯淀粉产品提供理论依据和基础数据.     

机械活化对木薯淀粉醋酸酯化反应的强化作用

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,以醋酸酐为酯化试剂、甲磺酸为催化剂制备淀粉醋酸酯,并以取代度为评价指标,分别研究了机械活化时间、反应时间、反应温度、催化剂用量及醋酸酐用量对木薯淀粉醋酸酯化反应的影响. 结果表明,机械活化对木薯淀粉酯化反应有显著的强化作用,活化时间越长,取代度越高. 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,酯化试剂更容易渗透到颗粒内部使淀粉醋酸酯化. 其他因素对淀粉酯化反应的影响规律受活化时间的制约,活化时间越长,酯化反应对反应温度、催化剂及醋酸酐浓度的依赖性越低. 并利用红外光谱对木薯淀粉、活化淀粉及高取代度淀粉醋酸酯的结构进行了表征.     

超声波对泡沫铁结构的影响

探讨了在高熔点泡沫铁制备过程中,采用超声波搅拌对泡沫铁产品结构性能的影响.采用SEM分析样品表面形态以及测试样品的抗拉强度等参数,论证了采用超声波搅拌能有效提升泡沫铁的结构致密性与抗拉强度,同时有效地分散了铁在泡沫基体表面的沉积,改善了金属沉积的均匀性.     

木薯淀粉与醋酸乙烯酯的接枝共聚研究

以木薯淀粉为接枝骨架,过硫酸铵为引发剂,醋酸乙烯酯(VAC)为接枝单体,进行接枝共聚。研究了单体浓度、引发剂浓度、反应时间、反应温度对淀粉醋酸乙烯酯接枝共聚反应的影响,并通过正交试验,确定了最佳反应条件。结果表明:当单体浓度为1.1mol/L、引发剂浓度为18.3×10-3mol/L,反应温度60℃、反应时间3~3.5h时,可得到高的单体转化率、接枝效率和接枝率,并用SrectrumOne红外光谱对接枝物的化学结构进行了分析。     

利用机械活化木薯淀粉制备淀粉磷酸酯的工艺研究

由于淀粉是一种多晶高聚物,其颗粒中一部分分子排列成疏松的非晶区,另一部分分子则排列成高度有序的结晶区,磷酸盐不易深入到颗粒内部,反应往往只能发生在颗粒表面,导致淀粉反应活性和反应效率较低,难以得到高取代度的产物.今利用自制的搅拌球磨机将普通木薯淀粉进行机械活化预处理,正磷酸盐为酯化剂,尿素为催化剂,干法制备淀粉磷酸酯.探讨了活化时间、磷酸盐用量、pH值、反应温度、反应时间和尿素用量对取代度(DS)和反应效率(RE)的影响,确定了最佳反应条件:活化时间1.5 h,磷酸盐用量12%,pH4.5,反应温度150℃,反应时间2 h,尿素用量2%.研究结果表明:机械活化预处理方法能显著提高木薯淀粉磷酸酯的DS和RE,表明机械活化能有效地提高木薯淀粉的化学反应活性.最佳工艺条件下木薯淀粉磷酸酯的DS和RE为0.0900和0.933.     

机械活化木薯淀粉氧化产物的分散性能

采用机械活化木薯淀粉为原料,CuSO4为催化剂,H2O2为氧化剂干法制备氧化淀粉,以分散力为评价指标,分别考察羧基含量、氧化淀粉浓度、体系pH和温度等因素对氧化淀粉分散二氧化锰能力的影响。结果表明,机械活化对木薯氧化淀粉分散力有显著的影响。由活化60 min的木薯淀粉制得的氧化淀粉当羧基含量为0.49%及0.84%时,在氧化淀粉浓度0.4%、体系pH10、温度30°C、分散时间2.5 h的条件下分散二氧化锰的量分别为151.50 mg/100 mL及206.80 mg/100 mL,而在相同条件下,由原木薯淀粉制得的氧化淀粉当羧基含为0.49%时,分散二氧化锰的量仅为71.30 mg/100 mL。     

超声辅助制高取代度羧甲基淀粉钠的研究

采用异丙醇溶剂二次加碱法.水浴加热,并分别在碱化前、碱化中和醚化中施加超声辅助作用,制备羧甲基淀粉钠.研究了超声辅助作用对淀粉颗粒形貌和产品取代度的影响.结果表明:随超声辅助作用时间增加,玉米淀粉颗粒变得光滑,大小也变得均匀;与无超声作用比较,碱化前超声辅助分散1h,取代度可提高50%;碱化和醚化反应中,超声作用有碍反...