欢迎您进入幸运飞艇淀粉有限公司官网

热门关键词:   产品

这可能是由于交联剂的多官能 团将淀粉分子通过

返回列表 来源:未知 浏览: 发布日期:2019-10-21 23:55:09【

  (河南工业大学粮油食品学院郑州450052)摘要本实验以木薯淀粉为原料,分别以环氧丙烷为醚化剂、三偏磷酸钠为交联剂制备了不同取代度 和交联度的交联羟丙基木薯淀粉,并对其透明度、冻融稳定性、抗酸性、高温稳定性及流变学特性进 行了分析,同时对其加入面条后对面条特性的影响进行了研究,结果显示糊液的透明度、冻融稳定 抗酸性、耐高温性及耐剪切性方面都有显著的提高,加入面条后对面条的最佳烹煮时间和烹煮损失方面有较大改善. 关键词木薯淀粉交联羟丙基淀粉面条 木薯淀粉年产量约16.4万吨,占我国淀粉 产量的15蜊,与其它淀粉(如玉米淀粉)相比, 在理化性能方面具有其特有的不可替代的特 性,如粘度比玉米淀粉高、渗透力强、成膜性 好,而蛋白质、灰份含量比玉米淀粉低。然而, 木薯原淀粉在糊液耐高温、耐酸性、耐剪切性 等方面存在不足,因此对木薯淀粉进行改性研 究使之应用于实际具有重要的意义12J。 交联羟丙基淀粉是淀粉经过羟丙基醚化和 交联双重变性后的产物pJ。本实验分别以环氧丙 烷为醚化剂、三偏磷酸钠为交联剂制备了不同 取代度和交联度的交联羟丙基木薯淀粉,并对 其透明度、冻融稳定性、抗酸性、高温稳定性 及流变学特性进行了分析,以便为交联羟丙基 木薯淀粉在实际应用时提供必要的理论依据。 同时本实验也对交联羟丙基木薯淀粉加入面条 时对面条性质的影响进行了研究,结果显示, 加入了交联羟丙基木薯淀粉的面条的品质得到 了较大的改善。 1材料和方法 1.1试验材料 木薯淀粉(市售),小麦粉(市售)、环氧丙烷 (CP),氢氧化钠(AR),无水硫酸钠(AR),茚 三酮(AR),丙二醇(AR),硫酸(AR),三偏磷酸 钠(CP),乙醇(AR),钒酸铵(AR),▪️•★钼酸铵(AR) 1.2仪器设备 TDL一5.A型低速离心机,FAl004型电子 秤,XMT-DA型恒温水浴锅,NDJ.79旋转粘度 仪,0一l型干燥箱,7230分光光度计,冰箱,L一90流 J.1型精密电动搅拌机,PHS.25B精 密PH计,2.5一10箱式电阻炉 1.3实验方法 834 1.3.1交联羟丙基木薯淀粉的制备: 称取一定量木薯淀粉(含水量12.07‰均匀 分散于硫酸钠溶液中,搅拌下缓慢加入一定量 氢氧化钠,再快速加入环氧丙烷,密闭容器, 置于恒温搅拌器上进行反应,反应若干小时后, 用氢氧化钠溶液(3%)调至交联反应所需pH, 加入3%的氯化钠(相对于干基)和一定量的三偏 磷酸钠,在一定温度下反应若干小时后,用稀 盐酸(3%)调节体系的pH值至6.7左右,★△◁◁▽▼终止 反应,▲●…△离心机离心脱水,水洗三次,常温干燥, 即得到交联羟丙基木薯淀粉【4j。 1.3.2淀粉含水量的测定 淀粉含水量的测定依据GBl2087.89进行 测定【51。 1.3-3羟丙基淀粉取代度的测定 羟丙基淀粉取代度的测定是依据Johnson DP的分光光度法16j。 1.3.4交联羟丙基淀粉交联度的测定 交联度以变性淀粉中含磷量来间接反映。 准确称取3.49变性淀粉样品(干基),放入一坩 埚内,用乙醇浸湿,▲★-●碳化。碳化后的样品在马 福炉中550灰化,冷却,沿壁加入10ml(1:2) 硝酸,混合均匀,盖好。在100保持30rain, 使磷变为磷酸后定量转移到100ml容量瓶中, 用蒸馏水稀释至刻度。吸取20ml上述溶液于 100ml容量瓶中,加入(1:2)硝酸,0.25%钒酸铵 和5%钼酸铵溶液各10ml,用蒸馏水稀释至刻 度,充分混合后室温放置2h。以试剂为空白, 在460nm处测定其吸光度(减去原木薯淀粉中 所含磷后的吸光度),从标准曲线得剑含磷浓 标准曲线mg/ml磷标准溶液于100ml容量瓶中, 测定同样品,得到标准曲线。 含磷量=m稀释总体积/(取样体积样 品质量) 其中:m:从标准曲线糊透明度称取一定量的样品配成的质量分数为1% 的淀粉乳,取50mL放入100mL的烧杯中,置 于沸水浴中加热,搅拌15min并保持原有体积, 然后冷却至25。C,用分光光度计进行测定,以 蒸馏水作参比(设蒸馏水的透光率为100%), 用Icm比色皿在650nm波长下测定糊的透光率。 然后将糊在25~30下静置24h,再测定其透光 1.3.6糊冻融稳定性的测定准确称取样品3.009,加蒸馏水50mL,配 成6%(w/V)的淀粉乳,•●在沸水浴中加热糊化,再 冷却至室温。取10mL倒入塑料离心管中,加盖 置于.18~.20。C冰箱内冷却,24h后取出,室温 下自然解冻,然后在3000r/min条件下离心 20min,★-●△▪️▲□△▽弃去上清液(若无水析出则反复冻融,直 至有水析出),称取沉淀物质量,计算析水率(析 水率低,冻融稳定性好)。 析水率=(糊重一沉淀物重)/糊重X 100 %18l 1.3.7抗酸性能的测定 分别将原淀粉与交联淀粉配制成质量分数 为3%的淀粉乳,在沸水浴中加热至完全糊化后, 冷却至室温,测其粘度,然后加盐酸调pH值至3.0, 搅拌5min,再测其粘度。两者的差值即可说明其 耐酸性能。 1.3.8高温稳定性 将木薯淀粉配成5%的淀粉乳(按干基计 算),置于三口烧瓶中,边加热边搅拌,用旋转 粘度计分别测定95 0C(第0min),95"C(第20min) 粘度,计算粘度的降低率。 1.3.9流变学测定 准确称取淀粉样品,用蒸馏水将它们配成5 %的乳液(按干基计算),搅拌使之充分分散, 然后在沸水浴中加热糊化5min。取适量样品在 25下用流变仪测定不同剪切速率下淀粉糊的 剪切应力,绘制曲线,计算幂指数回归方程【8】。 1.3.10面条制作与烹煮特性的测定 面条烹煮特性的测定包括面条最佳烹煮时 间的测定和面条烹煮损失的测定,制作方法和测 定方法依据行业标准S1仃1 0068—92pJ。 2结果与讨论 2.1糊的透明度 l、2、3号样品交联度相同,取代度分别为0.025、 O.049、0.067;4、5、6号样品的取代度相同, 交联度(含磷量)分别为0.091、0.178、0.25,测 得的透明度如下: 样品名称 透光率 原木薯淀粉 28% 131.7% 242.1% 348.6% 432.5% 525.4% 621% 最佳淀粉 31.2% 从上表可以看出,交联羟丙基木薯淀粉的透 光率随取代度的增加而增大,随交联度的增加 而降低(与木薯原淀粉的透光率28%相比)。这 说明羟丙基化可以提高交联羟丙基木薯淀粉的 透光率,而交联反应则使木薯淀粉的透光率显著 降低。这是因为淀粉糊的透光率直接与淀粉在 糊液中的存在状态有关。淀粉分子中引入的羟 丙基基团,阻碍了淀粉分子链间氢键的形成,口▲=○▼降 低了淀粉分子间的结合力,增加了淀粉颗粒的亲 水性和膨胀率,使淀粉分子高度水合和分散,因 此使透光率提高。交联变性使淀粉糊的透光率 降低是由于在交联键拉力的作用下,糊化后的淀 粉团粒保持较好的完整性,使淀粉团粒的紧密度 较大的缘故。 因此,要想提高交联羟丙基木薯淀粉的透 光率,可以通过增加该双重变性淀粉的取代度 来实现。另外,通过响应面分析所得到的最佳 工艺条件制备的交联羟丙基木薯淀粉的透光率 为31.2%。 2.2糊液的冻融稳定性 分别制备了不同取代度的交联羟丙基木薯 淀粉,取代度分别为0.026、☆△◆▲■0.0375、0.058、★◇▽▼•0.067, 样品号依次为1、2、3、4;制备了不同交联度 的交联羟丙基木薯淀粉,交联度(含磷量)分别为 O.09159、0.1789、0.25529、0.3279,编号依次 为5、6、7、8,以析水率表示样品冻融稳定性, 结果如下: 种类 冻融次数 23456原木薯淀粉 10.6% 21.7% 29% 34.6% 41.2% l1.7% 3.2% 5.3% 7.0% 14.5% 21.2% 2.7% 4.2% 6.2% 12.0% 30.9% 2.1% 3.9% 4.6% 10.7% 40.8% 1.8% 3.3% 4.1% 9.8% 5O.6% 3.7% 6.3% 14.6% 20.7% 60% 0% 1.1% 4.8% 12.3% 71.4% 4.6% 7.6% 17.O% 27.6% 81.9% 5.4% 7.9% 18.1% 31.3% 最佳样品 0% 0% 0% 0% 0% 从表中可以看出,原木薯淀粉经过2次 冻融循环,析水率达到10.6%,6次冻融循 环后析水率达到41.2%,说明原木薯淀粉的 冻融稳定性较差,而经过交联羟丙基双重改 性后,冻融稳定性得到明显的提高,其中l、 2、3、4号样品的交联度相同,取代度逐渐 增大,冻融稳定性随取代度的增大而增大。 这可能是由于原淀粉糊分子间主要靠氢键 连结,低温下分子间易于取向排列形成氢 键,把淀粉分子结合的水分排挤出来,氢键 结合成束状结构而发生凝沉。淀粉经双重变 性后引入了羟丙基基团,羟丙基本身具有较 强的亲水性,起到了保护淀粉糊中水分作 用,羟丙基基团含量越高,这种影响越大, 对淀粉的冻融稳定性提高越明显。 4、5、△6、7号样品的取代度相同,交联 度逐渐增大,冻融稳定性随交联度的增大先 增大后降低。这可能是由于交联剂的多官能 团将淀粉分子通过共价键联系在~起,△▪️▲□△促使 淀粉分子形成了三维空间网络结构,水分不 易从淀粉分子内部析出;另一方面,基团的 接入使得淀粉分子间的氢键变弱,不易将水 分排挤出来。但随交联度的增大,淀粉分子 的密度分布越来越不均匀,在淀粉分子密度 大的区域,淀粉分子又易形成氢键,使得淀 粉糊的保水能力降低。 因此,交联度对该双重变性淀粉冻融稳 定性的提高是正反两方面的。单从提高产品 的冻融稳定性方面,可以提高该双重变性淀 粉的取代度和合适的交联度。利用响应面分 析得到的交联羟丙基木薯淀粉的冻融稳定 性更高,经6次冻融循环后仍未发现有水析 2.3糊的抗酸性固定醚化条件和不同交联条件制备不同 交联度的交联羟丙基木薯淀粉,交联度(含磷 量)分别为O.0919、O.1789、0.259,编号依次 种类92粘 加酸后 粘度降低 度(CP) 粘度(CP) 盔原木薯淀粉 243 128 473% l217 17l 21.2% 2174 15l 13.2% 3167 155 7.1% 从图中可以看出,原木薯淀粉的粘度降低 率达到47.3%,说明原木薯淀粉的抗酸性较 差,而经过交联羟丙基化后淀粉的抗酸性有显 著的增强,并且随着交联度的增加,产品的抗 酸性逐渐增强,粘度的降低率由47.3%降低至 7.1%。这可能是由于原淀粉糊液对酸非常敏 感,酸会加速颗粒破裂,引起粘度显著下降。 交联羟丙基淀粉由于交联键的存在,淀粉的结 构更为严密,其耐酸性较原淀粉有很大的提 高,随着交联度的增大,耐酸性愈加稳定。 2.4糊的高温稳定性 固定醚化条件和不同交联条件制备不同 交联度的交联羟丙基木薯淀粉,交联度(含磷 量)分别为O.0919、O.1789、0.259,编号依次 836种类 95粘 95保持 粘度降 度(CP) 20minCCP) 原木薯淀375 256 31.7% 粉l467 448 4.1% 2480 468 2.5% 3495 487 1.6% 从图中可以看出,原木薯淀粉的粘度在 95保持20min后粘度降低率达到3 1.7%, 说明原木薯淀粉的高温稳定性较差,◇▲=○▼=△▲而淀粉 经交联羟丙基化后淀粉的高温稳定性明显 提高,并且随着交联度的增加,粘度降低率 由31.7%降低至1.6%,说明改性后产品的 高温稳定性逐渐增强。这可能是由于交联羟 丙基淀粉中交联建的存在,使得淀粉分子被 交联剂三偏磷酸钠的双官能团连接而成了 一个整体,形成了更为严密的结构。在糊化 过程中,由于这种交联作用相对于氢键作用 的强度大得多,需要更多的水分子才能破坏 交联键作用,这使得改性后淀粉承受高温的 能力增强,而且随交联度的增大,高温稳定 性越强。 因此,对于交联羟丙基木薯淀粉来 说,要提高其高温稳定性,•☆■▲可以通过提高其交 联度来实现。 2.5糊液流变学特性 R蘧尽器剪切速率/S-1 室温下剪切速率对原木薯淀粉影响 837 54 1.5lO 0O150lOO 150 200 剪切速率/s-1 室温下剪切速率对交联羟丙基木薯淀粉影响 通过一元非线性回归,在图中分别列出原 淀粉和交联羟丙基木薯淀粉剪切应力和剪切 速率的关系的幂方程的常数a,幂指数b和相 关系数R2。可以看出,各样品的流变方程均 达到显著水平,其剪切应力随剪切速率的增加 而增加,表明所有的淀粉糊样品都为非牛顿流 对于木薯淀粉来说,变性前a=O.2536,改性后a=O.1957,说明木薯淀粉经过交联羟 丙基化后老化粘度明显降低、抗老化明显增 强,这是由于木薯淀粉链上经交联羟丙基化后 淀粉链上不但引入了羟丙基基团,增加了淀粉 链分支性,而且由于交联键的存在,交联作用 相对于氢键作用强度大得多,冷却至室温后分 子形成有序排列的难度增加,●使得改性后淀粉 的室温粘度比原木薯淀粉的粘度明显降低; 变性前b=O.7911,改性后b=O.6151,◆◁•说明木 薯淀粉经过交联羟丙基化后抗剪切能力有所 增加,这同样是由于交联羟丙基淀粉中交联建 的存在,使得淀粉分子被交联剂三偏磷酸钠的 双官能团连接而成了一个整体,形成了更为严 密的结构,抗剪切能力增加。 3应用试验——交联羟丙基木薯淀粉在 面条中的应用 测定结果: 名称 最佳烹煮时 烹煮损失/% 间/min 面粉+0.5%交联 76.97% 羟丙基木薯淀粉 面粉+l%交联羟 6.5 6.11% 丙基木薯淀粉 面粉+2%交联羟 65.22% 丙基木薯淀粉 面粉 87.8% 从表中可以看出,添加变性淀粉的 面条与空白相比,最佳烹煮时间缩短、烹煮 损失明显降低。这一结果说明,添加变性淀粉 对改善面条的烹煮特性和烹煮损失有显著 作用。最佳烹煮时间缩短,可能是由于交联羟 丙基淀粉分子中的羟丙基基团的亲水性大 于小麦淀粉中羟基造成的。添加变性淀粉的 面条溶出率降低,可能是因为交联羟丙基淀 粉在烹煮时与面筋形成了较为致密的网络. 阻碍了小麦淀粉颗粒的溶出。当面条受热时。 由于交联羟丙基淀粉淀粉糊化温度低、膨胀 性大、粘附性强,与变性凝固的面筋蛋白一起 形成细密的网格结构。从而使后来糊化的小 麦淀粉颗粒膨胀时,难以溶出,因而溶出率降 从表中还可以看出,变性淀粉的添加量对面条特性的影响比较大。对于添加了交联羟 丙基木薯淀粉的面条随变性淀粉加入量从O.5 %增加到2%,最佳烹煮时间由7min缩短到 6min.烹煮损失由6.97%降低到5.22%。因此, 单从减小面条最佳烹煮时间和烹煮损失方面 来讲添加交联羟丙基木薯淀粉的量越高对其 影响越大。但是在实际中还要考虑变性淀粉加 入量的增加会提高产品的成本以及影响口感 等原因,因此添加量不宜过高。 4结论 4.1木薯淀粉经交联羟丙基化后糊液的透明 度、冻融稳定性、抗酸性、耐高温性及耐剪切 性方面都有显著的提高,尤其是冻融稳定性、 抗酸性、耐高温性的改善,这些性质使交联羟 丙基木薯淀粉在冷冻食品、酸性食品和需高温 烹煮食品中的应用具有较强的竞争力。 4.2交联羟丙基木薯淀粉加入面条后对面条 的最佳烹煮时间和烹煮损失方面有较大改善。 参考文献 1.唐联坤,薯类淀粉生产技术的发展趋势(J),粮食与饲料工业,1994,(5):27—32 2.二国二郎,淀粉科学手册(M).轻工业出版社,1990. 3.李志玉,交联羟丙基淀粉的研究(J).四川化工,1994,(1):25.27。 4.Kyungsoo WOO PaulA.Seib,Cross-linking wheatstarch hydroxypropylatedwheat starch alkalineslurry sodiumtrimetaphossphate,1 997,Carbohydrate Polymers 33(1 997)263-27 5.GBl2087-89,淀粉水分测定(S).6.Johnson DP.Spectrophotometric Determination HydroxypropylGroup StarchEthers(J).Anal Chem,◆●△▼●1969,41(6):859 860. 7.Julie B.Hirsch JozefL.Kokini.Understanding Cross-LinkingAgents(POCIs,STMP EPllThrough Swelling Behavior PastingProperties Cross-LinkedWaxy Maize Starches(1). Cereal Chem,2002,79(1):1 02-1 07. 8.张燕萍.变性淀粉制造与应用(M).北京,化学工业出版社,1996. 9.ST/T10068----92,面条制作与烹煮特性的测定(S). STUDIES oN THE PROPERTIES oF CRoSS.LINKED HYDRoXYPRoPYLATED TAPIoCA STARCH Abstract In cross.1inkedhydroxypropylated starch synthesizedfrom tapioca starch through larolayleneoxide STMP.The transparencyfreeze-thaw stability,anti-acid,high temperature stability,theology characteristic were investigated.And cross.1inkedhydroxypropylated tapioca starch alsoresearched.The results showed transparency,◆▼freeze-thawstabilityanti acid,high temperature-stability rheologycharacteristic distinctly improved.The optimum cooking.time noodleafter being added modifiedstarch distinctly reduced. Keywords tapioca starch cross-linked hydroxypropylated starch noodle 838

  交联羟丙基木薯淀粉性质的研究,羟丙基二淀粉磷酸酯,羟丙基淀粉,羟丙基淀粉厂家,羟丙基淀粉的价格,羟丙基淀粉醚,羟丙基淀粉的厂家,羟丙基淀粉价格,羟丙基淀粉醚厂家,羟丙基淀粉醚价格