论文部分内容阅读
淀粉的来源丰富是廉价的可再生有机原料,但淀粉有自身的不足之处如淀粉糊易老化、乳化能力低、冷水可溶性差、热稳定性不强等,因此需要对淀粉进行淀粉改性,改性方法有物理改性、化学改性、生物改性、复合改性等。超声技术作为物理改性之一,有其优点如处理时间短、能耗低、安全、高效和环保等。本文以玉米淀粉（A型结晶）、马铃薯淀粉（B型结晶）和豌豆淀粉（C型结晶）三种不同晶型的淀粉为原料,采用傅里叶红外、差示扫描量热仪、流变仪等现代分析仪器,系统研究不同超声功率、超声频率、超声时间和超声温度处理对淀粉的结构及理化性能的影响,进而探究超声调控淀粉理化性能的变化规律,最后对超声调控后淀粉的消化性能与结构进行相关性分析,以期为淀粉资源的综合利用提供一种新的方法和思路,同时为淀粉的超声物理改性提供理论依据。本论文主要结果如下:（1）不同超声处理使玉米淀粉和豌豆淀粉的直链淀粉含量减少,马铃薯淀粉的直链淀粉含量上升。偏光显微镜结果表明,经过不同超声处理后,3种淀粉颗粒大部分仍旧保持完整,与原淀粉相比无明显差异,少部分淀粉颗粒因超声作用的增强,颗粒出现破裂,表面有较明显的凹坑,偏光十字变得模糊甚至消失。微米粒度仪测定结果显示,经不同超声处理后玉米淀粉平均粒径从14.37 μm增加至15.37 μm,马铃薯淀粉平均粒径从37.67μm增加至59.76 μm,豌豆淀粉平均粒径从26.05μm增加至39.18 μm。红外光谱结果表明,经不同超声处理后3种淀粉均未出现新的吸收峰,特征基团吸收峰的位置未发生变化,没有改变淀粉的化学结构,并且玉米淀粉的1047/1022 cm-1和995/1022 cm-1值分别最大增加至1.66和2.76,马铃薯淀粉和豌豆淀粉的1047/1022 cm-1分别最大下降至0.54和0.29,995/1022 cm-1值分别最大下降至0.90和0.70。（2）热力学测定结果显示,不同超声处理使玉米淀粉、马铃薯淀粉和豌豆淀粉所需要的糊化温度降低,热稳定性降低,晶体差异性减小,△H降低。动态流变结果表明,不同超声处理使3种淀粉糊的储能模量和损耗模量增加使凝胶强度增加。静态流变结果显示,不同超声处理后3种淀粉糊均有剪切稀化现象,属于假塑性流体,且玉米淀粉糊滞后面积降低,回复性及稳定性提高,而马铃薯淀粉糊和豌豆淀粉糊的滞后面积上升,恢复性下降,凝胶的三维网络结构刚性化。溶解度和膨胀度实验结果表明,不同超声处理使3种淀粉的溶解度和膨胀度增加。糊化度和老化度测定结果表明,不同超声处理使3种淀粉的糊化度上升,玉米淀粉的老化度增加后减小,马铃薯淀粉和豌豆淀粉的老化度降低。（3）消化性能结果表明:超声处理增加了玉米淀粉抗性淀粉含量1.95%～10.79%,降低了淀粉消化程度,提高玉米淀粉的抗消化性能;增加了马铃薯淀粉的快消化淀粉含量1.24%～12.98%,降低了抗性淀粉含量3.22%～19.26%,降低了马铃薯淀粉的抗消化性能;豌豆淀粉经过超声处理慢消化淀粉含量上升0.73%～8.34%,降低淀粉抗消化性能。利用Pearson相关性分析发现:不同超声时间处理下,玉米淀粉的抗性淀粉含量与直链淀粉含量呈显著负相关（p<0.05）,马铃薯淀粉的抗性淀粉含量与直链淀粉含量呈显著正相关（p<0.05）,豌豆淀粉的抗性淀粉含量与直链淀粉含量呈极显著正相关（p<0.01）;不同超声频率处理下,豌豆淀粉快消化淀粉含量与平均粒径呈显著负相关（p<0.05）。不同超声功率处理下,马铃薯淀粉快消化淀粉含量与995/1022 cm-1呈极显著正相关（p<0.01）,豌豆淀粉快消化淀粉含量与1047/1022 cm-1呈极显著负相关（p<0.01）;不同超声温度处理下,玉米淀粉快消化淀粉含量与1047/1022 cm-1呈显著正相关（p<0.05）,马铃薯淀粉的慢消化淀粉含量与粒径大小呈显著正相关（p<0.05）,抗性淀粉含量与平均粒径呈显著负相关（p<0.05）,豌豆淀粉的慢消化淀粉含量与1047/1022 cm-1呈显著正相关（p<0.05）,抗性淀粉含量与粒径大小呈极显著负相关（p<0.01）。