湿热处理对玉米淀粉结构和性能的影响

湿热处理对玉米淀粉结构和性能的影响

对淀粉的过滤有很多种方法。根据处理方法，它主要包括三种方法：化学变质、物理变质和酶消化系统。其中物理变性方法在淀粉的生产过程中不使用化学试剂,不对环境造成污染,符合人们对环境友好生产方法的追求。湿热处理淀粉是一种物理变性淀粉,它指的是在有限水分含量时(质量分数小于35%)在高于糊化温度的条件下对淀粉进行处理,从而使淀粉的性质发生改变。国外研究湿热处理变性淀粉的研究工作较多,国内近几年来开始关注湿热处理对淀粉性质影响。通过研究发现,湿热处理确实会对淀粉的物理化学性质产生明显的影响。本研究利用高压灭菌锅对水分含量为10%、18%、25%、30%的淀粉进行湿热处理,考察湿热处理对不同水分含量玉米淀粉的性质影响。1材料和方法1.1检测仪器及仪器722型分光光度计:山东高密分析仪器公司;Brabender黏度计:德国Brabender公司;X-射线衍射仪:德国Philips公司;环境扫描电子显微镜:美国FEI公司;阿贝折射仪:上海精密科学仪器公司。玉米淀粉:长春大城玉米开发有限公司。1.2测试方法1.2.1玉米淀粉的制备分别将玉米淀粉的水分含量调节至10%、18%、25%、30%,密闭过夜,使水分平衡。将调节好水分的玉米淀粉密封好后放入高压灭菌锅中,温度控制在121℃湿热处理5h。湿热淀粉制备出来之后自然干燥3d,使淀粉干燥并使水分趋于平衡。在水分平衡后,将淀粉粉碎后过100目筛,进行测定。1.2.2例如，食用昆虫将玉米淀粉表面喷涂铂金后,用电子扫描显微镜拍摄玉米原淀粉及湿热处理后淀粉颗粒的照片。1.2.3升温速率的确定取10g淀粉加入105mL蒸馏水中,摇匀,从室温开始以7.5℃/min的升温速率加热至95℃,在95℃下保温15min,然后以同样速率降温至50℃,保温5min。1.2.4加热、离心、沉淀取5g湿热处理淀粉加入100mL蒸馏水中,在50℃水浴中搅拌加热30min,加热后,于3000r/min离心15min,膨胀淀粉下沉,倾出上清夜,将沉淀的颗粒称重。膨胀能力=沉淀颗粒质量/沉淀物中绝干淀粉质量1.2.5溶解度的测定称取5g左右淀粉样品加入100mL蒸馏水调乳,50℃水浴30min,加热后滤出上清液,利用阿贝折射仪测质量百分比,得到溶解的淀粉质量,从而求出溶解度。溶解度=质量分数×清夜体积/样品质量×100%2结果与讨论2.1水分含量出现凹坑的淀粉玉米原淀粉与湿热处理玉米淀粉的颗粒形貌如图1所示。玉米淀粉的颗粒形状不规则,经湿热处理后淀粉仍保持原有的颗粒外观,但部分淀粉颗粒中心出现很大的凹坑。随着湿热处理淀粉时水分含量的增加,出现凹坑的淀粉颗粒数量增加,淀粉颗粒间发生黏结的情况也有所增加。原因是玉米淀粉水分含量多时,水分进入淀粉颗粒的无定形区域,受到热力作用时淀粉颗粒发生膨胀,冷却后在淀粉颗粒表面形成塌陷;过剩的水分凝结在淀粉颗粒表面,受热后淀粉颗粒间发生黏结现象。2.2糊化温度的变化利用Brabender黏度计测定淀粉的黏度,结果如图2和表1所示。玉米淀粉经湿热处理之后,成糊温度和糊化终止温度均有所升高,峰值黏度降低。随着湿热处理前淀粉中水分含量的增加,糊化温度逐渐升高。处理前水分含量由10%增至30%时,淀粉的成糊温度由67.8℃升高至79.3℃,而糊化终止温度由76.9℃升高至95.3℃,升高了近20℃。有报道表明,淀粉经湿热处理后糊化温度升高是由于淀粉的结晶化度增加引起的。湿热处理淀粉峰值黏度的下降则是由于经湿热处理后淀粉的结晶度增加和淀粉分子质量降低的原因所致。2.3淀粉含水量的确定湿热处理淀粉的膨胀能力如图3所示。淀粉经湿热处理之后,随着处理之前淀粉中含水量的增加,淀粉的膨胀能力上升。这是由于淀粉经湿热处理后,淀粉颗粒发生膨胀,各部分间连接变得酥松,水分更容易进入到淀粉颗粒内部。2.4淀粉溶解度的测定淀粉经湿热处理后溶解度如图4所示,随着淀粉水分含量的增加,淀粉的溶解度下降。淀粉经过湿热处理之后,淀粉的结晶度增加,淀粉分子间氢键形成更多,水分子难与淀粉中的羟基形成氢键,所以溶解度降低。3水分含量对淀粉黏度的影响玉米淀粉经湿热处理后,淀粉颗粒中心出现凹坑,随湿热处理时淀粉水分含量的增加,淀粉颗粒出现凹坑的数量增加;淀粉的糊化温度随