机械活化淀粉属于物理变性淀粉,是指淀粉在机械活化过程中,由于碰撞、剪切、挤压、摩擦等机械力作用,紧密的颗粒晶体结构被破坏,结晶度下降,由多晶态转变成非晶态,冷水可溶。然而机械活化淀粉复水时难以分散、极易成团,冻融稳定性差,乳化性能较弱。因此本研究采用两种方法对机械活化木薯淀粉进行修饰,一是采用添加辅料制粒的方法对机械活化淀粉进行物理修饰;二是以搅拌球磨机为机械活化设备,以硬脂酸为酯化剂,采用边活化边反应的方法对淀粉进行化学修饰,以期达到提高机械活化淀粉的分散性、润湿性、冻融稳定性、乳化性能的目的。主要研究内容和结论如下:(1)采用搅拌球磨机制备机械活化木薯淀粉,以蔗糖、麦芽糊精、蔗糖酯为分散剂和润湿剂,对机械活化淀粉进行物理修饰。以结块重和透光率比值为评价指标,考察粒径大小、蔗糖、麦芽糊精、蔗糖酯添加量对机械活化淀粉分散性和润湿性的影响。结果表明,制粒后粒径在40-60目,分散性和润湿性较优;蔗糖、麦芽糊精、蔗糖酯均能提高机械活化淀粉的分散性;蔗糖、麦芽糊精提高产品的润湿性而蔗糖酯降低产品润湿性。通过正交实验研究复合添加蔗糖、麦芽糊精、蔗糖酯对产品冲调性影响,实验结果表明,添加质量分数为7.5%蔗糖,10%麦芽糊精,0.15%蔗糖酯,产品冲调性得分高达94.90。(2)蔗糖、麦芽糊精提高产品透明度、降低粘度、降低冻融稳定性,增加乳化性能;蔗糖酯的添加,减小产品透明度、降低粘度、降低冻融稳定性,增加乳化性能。扫描电镜(SEM)研究表明,机械活化后淀粉完整的颗粒形态被破坏,机械活化淀粉制粒后,主要依靠淀粉颗粒之间粘结组成骨架,辅料与淀粉颗粒形成“固定桥”,复水后首先溶解,进而促进改性淀粉分散性的提高。(3)以木薯淀粉为原料,NaOH为催化剂,硬脂酸为酯化剂,采用自制搅拌球磨机为固相反应器,以边活化边反应的方式对淀粉进行化学修饰。以取代度为评价指标,通过单因素实验,研究反应时间、反应温度、酯化剂用量、催化剂用量等各因素对淀粉酯化反应的影响。结果表明,应时间1.0 h,反应温度50℃,硬脂酸占淀粉质量3.0%,催化剂用量占淀粉质量3.33%条件下,产品的取代度为0.0161。(4)应用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(FTIR)等手段对硬脂酸淀粉酯的颗粒形貌、结晶结构、官能团等进行分析;对硬脂酸淀粉酯的分散性和润湿性、冻融稳定性、乳化性能进行了研究。研究结果表明,酯化反应后,在红外光谱图中于1730cm-1出现酯基的吸收峰,表明淀粉酯化产物已成功制备;XRD研究表明在机械活化反应过程中,淀粉紧密晶格遭到破坏,淀粉由结晶结构逐渐转向非晶结构。SEM结果表明淀粉颗粒在机械力撞击下,中部凹陷,随后从中间破碎,这说明酯化反应不仅能在颗粒表面进行,而且能够深入淀粉颗粒内部;分子中引入长链疏水基团,淀粉分散性、冻融稳定性和乳化性能得到明显提高。