感应电场加速玉米淀粉酸解及理化特性研究

利用感应电场对玉米淀粉进行酸解处理并考察了理化性质的变化,研究了感应电场辅助酸解过程中的电压频率及酸溶液浓度和淀粉乳质量浓度对酸解淀粉的影响,并采用差示扫描量热仪和多角度凝胶色谱等对其改性后的淀粉性质进行了研究。结果发现,玉米淀粉在感应电场的影响下,降解时产生的还原糖均高于不施加感应电场的对照样,并且在0.15 mol/L的酸浓度和8 g/dL淀粉乳的条件下,与对照样的差异显著(P0.05),还原糖质量浓度分别提高了52.07%和42.38%;感应电场处理的淀粉糊化温度和焓值相较于热酸处理的对照样均有所减小(P0.05),反应15 h以后,感应电场辅助处理的淀粉相对分子质量下降更快。     

酸解结合热处理对玉米淀粉性质影响

利用酸水解结合热处理对玉米淀粉进行复合改性。研究不同pH、温度对玉米淀粉性质影响。实验结果表明,酸解结合热处理会使部分改性淀粉溶胀度降低、可溶指数升高,糊化温度升高。大多酸解结合热处理玉米淀粉样品峰值粘度、谷值粘度、最终粘度、衰减值和回生值低于其原淀粉。当pH=1时,酸解结合热处理玉米淀粉没有糊化曲线。改性玉米淀粉最大凝胶硬度为76.55 g,高于原淀粉,但是其凝胶弹性和内聚性变化不大。酸解结合热处理玉米淀粉Tc–To下降了,ΔH从11.41 J/g降到9.65 J/g。改性后玉米淀粉结晶峰型仍为A型,且相对结晶度降低。     

中强电场对α-淀粉酶水解玉米淀粉的影响

本文旨在利用中强电场强化α-淀粉酶催化的玉米淀粉水解。以还原糖含量为指标,考察电场强度、频率、缓冲液浓度、酶液比等因素对淀粉酶解效率的影响,并利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、差示扫描量热仪和热重分析仪表征酶解产物的结构和热性质。结果表明,电场强度、缓冲液浓度和酶液比显著影响淀粉酶解效率,但电场频率的影响不明显。当电场强度低于5 V/cm时,淀粉的酶解程度较小,酶解产物保持淀粉原有的颗粒和结晶结构,淀粉热稳定性略有降低;但随着电场强度的进一步增加,淀粉水解程度加剧,淀粉颗粒发生破裂、结晶峰逐渐消失、相对结晶度降低,糊化温度先增加后降低、热稳定性显著降低。     

微波预处理对玉米淀粉液化的影响

以黏度和还原糖含量为指标,探讨了微波预处理对高浓度玉米淀粉液化的影响,并对其机理进行了分析。结果表明:经微波预处理后,高浓度玉米淀粉在糊化、液化过程中的粘度低于对照,而还原糖含量明显高于对照,为高浓度玉米淀粉的液化创造了更好的条件。其主要机理可能是:微波预处理使玉米淀粉颗粒表面变得粗糙,且出现孔洞,增加了颗粒的比表面积,同时颗粒结构变得疏松,结晶度下降,导致在升温糊化、液化过程中酶对淀粉颗粒的降解作用更加明显;另外,微波预处理也可能使部分淀粉链发生了一定程度的降解。     

酸解对不同链/支比含量玉米淀粉特性的影响

以4种不同链/支比含量的玉米淀粉为原料,酸解处理不同时间,以酸解玉米淀粉的形貌特性、冻融稳定性、膨胀度、溶解度、晶体性质为指标衡量不同酸解时间对玉米淀粉结构性质的影响。结果表明:4种玉米淀粉酸水解程度的顺序为:蜡质玉米普通玉米淀粉G50G80。酸解后,同品种的4种玉米淀粉的析水率随着酸解天数的增加而增加;溶解度增加,膨胀度降低。酸解并未改变淀粉的晶型,随着酸解时间的延长,蜡质玉米淀粉和普通玉米的相对结晶度先增大后保持不变,G50和G80的相对结晶度随着酸解时间的增加而增大。表明酸解对低直链淀粉(蜡质玉米淀粉和普通玉米淀粉)的结构、性能影响最大。     

响应面试验优化挤出酶解复合法改性玉米淀粉工艺

利用挤出酶解对玉米淀粉进行改性,采用响应面法对影响改性工艺的主要因素耐高温α-淀粉酶添加量、挤出温度、玉米淀粉含量进行优化,通过高效液相色谱、扫描电子显微镜、X-射线衍射以及差示扫描量热仪对玉米淀粉挤出酶解复合改性前后的低聚糖组成、表观结构、结晶度以及热力学性质的变化进行分析。结果表明：当耐高温α-淀粉酶添加量40 U/g、挤出温度140 ℃、玉米淀粉含量70%时,挤出改性玉米淀粉葡萄糖当量值为19.55%。高效液相色谱分析表明挤出物低聚糖的组分能够得到较好的分离,低聚糖样品中各组分葡萄糖、麦芽糖、麦芽三糖、麦芽四糖、麦芽五糖的质量比为1.0∶3.4∶7.5∶6.0∶1.8。玉米淀粉经挤出酶解复合改性后颗粒表面出现孔洞,结晶度下降。     

重复韧化对普通玉米淀粉消化、理化性质和结构特性的影响

通过体外消化、快速黏度分析、X射线衍射、傅里叶红外光谱、扫描电子显微镜观察等方法,探究重复韧化处理(55℃,24 h)1～3次对普通玉米淀粉消化、糊化性质及淀粉颗粒结构等的影响。结果表明,重复韧化3次可以降低普通玉米淀粉的膨胀力、快速消化淀粉和慢速消化淀粉含量,降低衰减值和回生值,提高抗性淀粉含量和凝胶硬度,相对结晶度增加4.1%,糊化温度升高2.3℃,淀粉颗粒微观表面的孔洞和缝隙增多,但没有破坏结晶结构。重复韧化处理通过促进淀粉分子链间的相互作用,使淀粉易于形成完美晶体结构,提高淀粉颗粒的热稳定性。     

氯化钾协同脉冲电场对木薯淀粉性能的影响

试验以木薯淀粉为原料,研究脉冲电场处理以及盐离子浓度对淀粉糊化特性、热力学性质、颗粒形态以及结晶结构的影响。试验结果表明,不同浓度KCl协同脉冲处理的淀粉,其颗粒形貌也不同,脉冲电场处理过的木薯淀粉颗粒较原淀粉,其破损率增高,淀粉颗粒结构受到一定程度的破坏。随着盐离子浓度的增大,脉冲处理后淀粉颗粒表面凹陷程度越来越深,表面变得粗糙,褶皱较多。脉冲处理的淀粉的结晶结构和化学结构均未发生改变,但其相对结晶度随浓度的升高而下降,而原淀粉的短程有序结构含量最低;经小角X射线散射仪测定,随着盐离子浓度的升高,经脉冲处理后的淀粉中的散射体结构先变得疏松后又致密,淀粉半结晶层状结构厚度没有变化,但原淀粉的峰值较脉冲处理不同盐浓度的淀粉更高。脉冲处理的原淀粉较原淀粉颗粒,其结晶完整性下降;而随着KCl浓度的升高,在协同脉冲电场处理后,淀粉的结晶完整性持续下降,其结晶度也下降,当KCl浓度达到10%时,部分链段重聚形成微晶,导致焓值先降后升。     

酶解处理对糯性玉米淀粉多层次结构特性及热性质的影响

以糯性玉米淀粉为原料,采用酶解处理,通过微滤膜过滤分离获得不同酶解时间处理的玉米淀粉颗粒,进而采用扫描电镜、X-射线衍射和差示扫描量热仪等测定分析了酶解处理前后糯性玉米淀粉颗粒不同层次结构改变和热性质变化。实验结果表明:酶解处理可引起糯性玉米淀粉颗粒微观结构改变,破坏结晶层和无定形层,改变淀粉颗粒生长环结构,降低结晶度,而且酶解过程显著可降低淀粉颗粒粒径。另外,酶解处理会显著改变糯性玉米淀粉颗粒的热性质,糊化熔点、峰值温度先增大然后降低,但是焓变值随酶解时间延长而持续降低。因此,通过控制酶解处理过程可有效改变淀粉颗粒微观结构层次及其热性质,可利用酶解处理开发不同用途的变性淀粉。     

高直链玉米III型抗性淀粉制备及其结构和特性

以高直链玉米淀粉G50和G70为原料,经酸解、糊化、脱支和重结晶步骤获得III型抗性淀粉,通过退火与压热处理以进一步提升淀粉的抗性比例。采用扫描电子显微镜、X射线衍射、差示扫描量热、快速黏度分析等方法,研究淀粉颗粒形貌、结晶结构、热特性及糊化特性,利用Englyst法测试淀粉消化特性。结果表明：高直链玉米淀粉G50和G70酸解后的得率分别为77.9%和84.5%,重结晶后的得率降为54.4%和70.2%。原G50和G70改性后,淀粉颗粒形貌被破坏,形成大小不等、颗粒形貌不规则的团聚体;淀粉结晶型由B＋V型转变为A＋V型,且结晶度升高;淀粉糊化温度升高,且加热过程中黏度几乎消失。溶解与膨胀特性结果表明,经酸解、糊化、脱支和老化处理后原G50和G70的溶解性显著升高,退火和压热处理后降低了III型抗性淀粉的溶解性和膨胀度。体外消化特性分析表明,改性后的G50和G70具备更强的抗消化性能,抗性淀粉含量最高可达80.5%（G70-RS3-压热20%）。本研究的改性处理能有效提高高直链玉米淀粉G50和G70中抗性淀粉含量,同时抗性淀粉含量与结晶度和糊化温度呈显著正相关。     

酸解时间对B型玉米微晶淀粉结构的影响

主要以普通玉米淀粉为原料,经不同天数温和酸解、糊化重结晶后制备得到系列B型玉米微晶淀粉,并采用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、便携式拉曼光谱仪(RAMAN)对不同酸解时间的B型玉米微晶淀粉进行表征。SEM结果表明随着酸解时间的增加,微晶淀粉的颗粒形貌发生极大变化,球晶颗粒表面圆滑,颗粒尺寸变小且越来越均一; XRD结果显示,随着酸解时间延长,衍射峰强度逐渐增强,微晶淀粉相对结晶度增加;红外光谱和拉曼光谱分析结果表明,特征基团峰位置没有发生明显的变化,但是随着酸解时间的增加,微晶淀粉的短程有序性增强。研究对玉米微晶淀粉的制备及其结构研究具有重要意义。     

机械活化强化玉米淀粉液化处理的研究

采用搅拌球磨机对玉米淀粉进行机械活化,以不同活化时间淀粉为原料。利用α-淀粉酶作用玉米淀粉.以葡萄糖值(dextrose equivalent,DE)为评价指标,考察反应体系pH值、糊化温度、底物浓度、反应温度、反应时间、酶用量、机械活化时间等因素对液化还原糖含量的影响。结果表明:机械活化预处理能提高玉米淀粉酶解反应液中还原糖的含量。说明机械活化能有效提高玉米淀粉的酶解反应活性,酶解速度加快。     

脉冲电场处理对玉米淀粉结构特征和消化性的影响

实验以玉米淀粉为研究对象,经过30、40、50kV·cm-1的脉冲电场处理后,利用偏光显微镜观察、差示扫描量热仪等方法,研究了脉冲电场对玉米淀粉酶解特性及消化特性的影响。结果表明,经过脉冲电场处理之后,淀粉颗粒被破坏、结晶区特征减弱,糊化的温度和焓值也减小,同时,玉米淀粉的酶解率和RDS值均有所增加,而SDS值有所降低。     

湿热处理对马铃薯淀粉超高压糊化的影响

目的 研究湿热处理对马铃薯淀粉超高压糊化的影响。方法 将经过不同时间湿热处理的样品进行不同压力的超高压处理, 采用偏光显微、X射线衍射、差示扫描量热、快速粘度分析等技术对马铃薯淀粉样品颗粒形貌、结晶结构、糊化特性热特性进行研究。结果 湿热处理增加了马铃薯淀粉的相对结晶度及糊化焓值, 提升了糊化温度。同时通过改变淀粉颗粒内部结构, 引起淀粉分子吸水性降低, 进而导致淀粉膨胀性变差, 粘度降低, 粘度曲线由A型向D型转变。无论湿热与否, 淀粉在400~600 MPa超高压处理过程中, 其相对结晶度、糊化焓值均降低, 但与原淀粉相比, 湿热处理后淀粉在超高压处理过程中相对结晶度和糊化焓值降低程度减小。结论 马铃薯淀粉水分含量为30%(m:m)时, 90 ℃湿热处理5~15 h导致淀粉颗粒内部结构更为致密, 增加其压力抵抗性, 延缓了超高压糊化过程。     

不同酶处理对多孔大米淀粉性能的影响

使用麦芽糖α-淀粉酶（MA）和淀粉葡糖苷酶（AMG）分别处理制备多孔大米淀粉,对其表征特性进行对比分析。通过扫描电镜可知,这两种酶均使淀粉颗粒表面产生蜂窝状多孔结构。经酶处理的大米淀粉颗粒的相对结晶度（25.54%～33.26%）均高于天然淀粉的相对结晶度（23.74%）。MA处理增加了短支链淀粉链的数量,并且随着酶处理时间的延长降低了分子质量。与对照组相比,MA和AMG处理的淀粉颗粒溶胀度、表观直链淀粉含量、峰值黏度、崩解值、最终黏度和回生值均下降。MA处理的淀粉颗粒具有更高的溶解指数（1.46%～2.57%）,AMG处理的淀粉颗粒的溶解指数均小于0.42%。与对照组相比,经酶处理的大米淀粉糊化温度会延迟0.8～6.0℃,焓变增加范围在1.0～3.8 J/g。     

冻藏处理对糯玉米淀粉微观结构和理化特性的影响

将新鲜糯玉米进行不同冻藏时间(0、10、20、30 d)的处理,通过傅里叶红外光谱仪、便携式拉曼光谱仪、X射线衍射仪、扫描电镜、差示扫描量热仪、快速黏度分析仪等研究冻藏处理对其内部淀粉微观结构和理化性能的影响规律,以期为延缓其品质劣变提供基础数据。结果表明：冻藏处理导致糯玉米淀粉的R_{1 045/1 022}减小,半峰宽增大,相对结晶度降低,淀粉颗粒表面出现凹陷和破碎,粒径变小,且随着冻藏时间的延长,冻藏对玉米淀粉微观结构的破坏更加明显;糯玉米经冻藏处理后,其淀粉的糊化温度、糊化焓值、峰值黏度、崩解值下降,最终黏度和回生值升高,表明冻藏淀粉更容易发生糊化,且糊化黏度降低,但淀粉热糊的稳定性有所提高,更容易发生老化。此外,冻藏处理还可导致玉米淀粉内的抗性淀粉和慢消化淀粉转变为快消化淀粉,表明冻藏具有提高鲜食玉米的消化速率和程度的潜力。     

脱胚玉米与加酶和不加酶挤压脱胚玉米淀粉颗粒结构和热特性研究

为研究不加酶和加酶挤压对脱胚玉米颗粒结构和热性能影响,采用扫描电镜的方法观察玉米淀粉颗粒形态,采用X-射线测定脱胚玉米淀粉颗粒晶体类型,运用差示扫描量热法分析玉米淀粉的热特性,并测定其糊化度。通过扫描电镜观察未经过挤压的脱胚玉米颗粒表面光滑完整,未加酶挤压和加酶挤压的脱胚玉米颗粒形态遭到破坏,整体结构不完整,表面出现孔洞;X-射线实验测得未挤压脱胚玉米结晶度为15.84,未加酶挤压脱胚玉米结晶度为5.63,加酶挤压脱胚玉米结晶度为7.94;DSC测试结果为未挤压脱胚玉米、未加酶挤压脱胚玉米和加酶挤压脱胚玉米的起始温度分别为46.97、43.11、48.18℃,峰值温度分别为98.63、93.61、98.25℃,结束温度分别为196.79、185.20、188.54℃,焓变分别为325.40、271.30、284.80 J/g;测得糊化度值分别为0.16、0.87、0.61。表明挤压能够破坏脱胚玉米淀粉颗粒完整度,部分微晶结构遭到破坏,结晶度降低,焓变值降低,糊化度增加;加酶挤压脱胚玉米焓变值高于未加酶挤压脱胚玉米,糊化度低于未加酶挤压脱胚玉米。     

湿热处理对不同淀粉理化特性的影响

以普通玉米淀粉、高直链玉米淀粉、马铃薯淀粉和绿豆淀粉为试验材料,研究湿热处理对不同淀粉颗粒形貌、颗粒大小、糊化特性以及抗消化特性的影响。结果表明,在淀粉乳水分含量为30%,在120℃处理湿热处理10h,不同来源的淀粉,其颗粒形貌变化不同,其中普通玉米淀粉和高直链玉米淀粉的部分颗粒间发生粘结,少许淀粉颗粒中出现了较小的颗粒,淀粉表面有较大的凹坑;马铃薯淀粉和绿豆淀粉部分颗粒形态发生变化,颗粒的脐点处出现凹坑、部分淀粉颗粒有破碎;但湿热处理前后淀粉的偏光十字没有明显变化。与原淀粉相比,不同来源淀粉经过湿热处理后淀粉糊的溶解度、膨胀度和透明度均降低,降低幅度因淀粉种类的不同而有差异。湿热处理能够提高抗性淀粉含量。湿热处理后淀粉的糊化特性发生变化,糊化温度升高,峰值黏度、低谷黏度和破损值降低。普通玉米淀粉和绿豆淀粉的最终黏度和回生值下降,马铃薯淀粉的最终黏度和回生值增大。     

过热蒸汽改性典型晶型淀粉的理化性质研究

以玉米淀粉(A型)、马铃薯淀粉(B型)和豌豆淀粉(C型)等3种典型晶型淀粉为对象,分析比较过热蒸汽短时间处理改性淀粉的颗粒形貌、粒径、热焓特性、糊化特性及结晶特性。结果表明,通过改性处理,3种晶型淀粉相对结晶度均极显著降低(P0.01),玉米淀粉晶型由A型转变为A+V型,马铃薯淀粉、豌豆淀粉的晶型分别由B型、C型转变为A型;改性的玉米、马铃薯、豌豆淀粉颗粒发生膨胀,粒径极显著增大(P0.01),糊化温度升高,糊化焓极显著减小(P0.01),淀粉糊化的稳定性和抗剪切性能明显增强。3种改性淀粉的理化性质存在较大差异。相对结晶度和晶型是导致改性淀粉性质差异的主要原因。     

挤压剪切活化对添加耐高温α-淀粉酶脱胚玉米淀粉结构和理化特性的影响

本研究通过偏光显微镜、扫描电子显微镜、热台显微镜、X射线衍射、差示扫描量热分析、傅里叶变换红 外光谱分析等手段,研究原脱胚玉米、挤压脱胚玉米和添加耐高温α-淀粉酶挤压脱胚玉米的淀粉结构及性质变化, 并探究其相互关系,揭示挤压剪切活化对脱胚玉米的淀粉颗粒机械力化学效应。研究表明：与原脱胚玉米和挤压脱 胚玉米相比较,挤压处理对添加耐高温α-淀粉酶脱胚玉米的淀粉结构及性质产生显著影响,酶解力和糊化度增大,碘 蓝值、直链淀粉含量减小。添加耐高温α-淀粉酶挤压脱胚玉米淀粉颗粒形貌破坏,偏光十字破坏,结晶度变小;升温糊 化过程中,焓变降低;挤压使淀粉颗粒的结晶结构破坏,淀粉颗粒发生聚集,破损淀粉颗粒易糊化和裂解。