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多孔淀粉是一种新型的变性淀粉,由于其比表面积明显高于原淀粉,因此具有较强的吸附各种物质的能力,所以它作为一种新型的高效、无毒、安全的生物材料,在许多领域都具有广阔的应用前景。本文以糯米淀粉为原料制成多孔淀粉及辛烯基琥珀酸酯化多孔淀粉,并对多孔淀粉和辛烯基琥珀酸酯化多孔淀粉的部分性质进行了研究,在一定程度上拓宽了多孔淀粉的研究范围。主要研究结果如下:
(1)用米曲霉和红曲霉淀粉酶粗酶液水解糯米原淀粉,对水解残留余物的比容积和吸油率进行测定得出,米曲霉淀粉酶粗酶液水解残物的比容积和吸油率都大于红曲霉淀粉酶粗酶液的水解留残物。因此,选用米曲霉淀粉酶粗酶液来制备糯米多孔淀粉。对酶解制备糯米多孔淀粉工艺通过正交试验进行优化,得到最优工艺条件:酶用量为105U/mL,反应温度为50℃,pH值为4.5,反应时间为24h。对最优酶解工艺条件制备的多孔淀粉用扫描电镜(SEM)观察表明,多孔淀粉呈蜂窝状,与报道中多孔淀粉的描述相同,证实已经形成多孔淀粉,其吸油率相比原淀粉提高了71%。
(2)以最优工艺条件制备的糯米多孔淀粉为原料制备辛烯基琥珀酸酯化多孔淀粉,并采用中心组合试验设计与响应面分析方法对影响酯化多孔淀粉取代度的主要因素(A:反应时间;B:淀粉乳浓度;C:反应pH值和D:反应温度)进行了研究。结果表明:取代度的回归方程为:取代度=0.024-(2.292×10-4)﹡A-(2.042×10-4)﹡B+(2.875×10-4)﹡C-(6.958×10-4)﹡D+(3.563×10-4)﹡A﹡B+(6.250×10-4)﹡A﹡C+(1.313×10-4)﹡A﹡D+(3.688×10-4)﹡B﹡C+(6.875×10-4)﹡B﹡D-(5.562×10-4)﹡C﹡D-(9.219×10-4)﹡A2-(6.469×10-4)*B2-(1.259×10-4)﹡C2.(1.759×10-4)﹡D2。各因素对取代度影响的大小顺序为:反应温度)pH)反应时间)淀粉乳浓度。通过响应面分析得到最佳工艺条件:淀粉乳浓度40%,反应时间12h,pH8.0,反应温度35℃。对最佳工艺条件制备得到的辛烯基琥珀酸酯化多孔淀粉用扫描电镜(SEM)进行观察,结果表明,多孔淀粉经过酯化以后,淀粉颗粒的变化不大,但是颗粒表面的凹槽状比多孔淀粉要明显些。相比多孔淀粉,酯化多孔淀粉的比容积降低,但吸油率和吸水率增加,在实验范围内吸油率与吸水率都随着取代度的增加而增加,但是增加幅度较小。
(3)对多孔淀粉和辛烯基琥珀酸酯化多孔淀粉的糊化特性与淀粉糊性质进行了研究。实验结果表明:①多孔淀粉的粘度低于糯米原淀粉,而辛烯基琥珀酸酯化多孔淀粉的粘度高于原淀粉与多孔淀粉,并随着取代度的增加而升高。在氯化钠溶液中,多孔淀粉的粘度受氯化钠影响较小,辛烯基琥珀酸酯化多孔淀粉的粘度会明显下降;蔗糖的添加可以增加多孔淀粉与辛烯基琥珀酸酯化多孔淀粉的粘度;而柠檬酸使多孔淀粉和辛烯基琥珀酸酯化多孔淀粉的粘度下降。②多孔淀粉的透明度较原淀粉略有提高,辛烯基琥珀酸酯化多孑L淀粉的透明度明显比原淀粉和多孔淀粉提高,且随着取代度的增加而升高。蔗糖的添加会提高多孔淀粉和辛烯基琥珀酸酯化多孔淀粉的透明度。NaCl对多孔淀粉的透明度影响不大,但是NaCl会使辛烯基琥珀酸酯化多孔淀粉的透明度明显下降;柠檬酸溶液作为介质时,多孔淀粉的透明度明显提高,而辛烯基琥珀酸酯化多孔淀粉的透明度下降很多。③辛烯基琥珀酸酯化多孔淀粉的乳化稳定性较多孔淀粉高,随着取代度的增加,乳化稳定性有较小的提高幅度。蔗糖的添加会提高辛烯基琥珀酸酯化多孔淀粉的乳化稳定性,而盐和柠檬酸会不同程度的降低酯化多孔淀粉的乳化稳定性。④多孔淀粉的溶解度较原淀粉有所提高,冻融稳定性、凝沉稳定性和溶胀性较原淀粉有所降低;辛烯基琥珀酸酯化多孔淀粉的溶解度、溶胀性、凝沉稳定性和冻融稳定性都比糯米原淀粉与多孔淀粉有不同程度的提高。