醇介质中不同链淀粉含量玉米淀粉微晶的制备及其性质研究

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本论文以不同直链淀粉含量的玉米淀粉(蜡质玉米淀粉、玉米淀粉、高链玉米淀粉)为原料,以乙醇作为溶剂,在较高温度对淀粉进行酸解处理,制备微晶淀粉。首先以水解率为指标,通过单因素实验研究反应温度、盐酸浓度、反应时间、乙醇浓度和淀粉乳浓度在乙醇溶液中酸处理制备淀粉微晶工艺;其次采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等分析方法对不同水解率的淀粉微晶进行结构分析,DSC进行热性质分析;最后进一步研究了其溶解度和消化性,期望为淀粉微晶的工业发展提供理论借鉴。论文得到以下四方面研究结果:1、淀粉在乙醇溶剂中的酸水解过程是一个两阶段模型。淀粉颗粒的无定型区首先被水解,然后结晶区开始水解,蜡质玉米淀粉、玉米淀粉和高链玉米淀粉无定型结构的水解速率的动力学方程分别为y = 4.427x + 1.09(0<x<8);y = 3.9875x 0.155(0<x<6); y = 5.255x + 1.59 (0<x<4)。三者在结晶度变化转折点的水解率分别为36.22%、24.09%和21.02%。2、乙醇溶剂中的酸水解制备蜡质玉米淀粉、玉米淀粉和高链玉米淀粉微晶的最优工艺分别为:蜡质玉米淀粉乳浓度为25%,乙醇浓度65%,盐酸浓度为1.72%,反应时间为6小时,温度70℃;玉米淀粉乳浓度为25%,乙醇浓度65%,盐酸浓度为1.72%,反应时间为6小时,温度70℃;高链玉米淀粉乳浓度为25%,乙醇浓度55%,盐酸浓度为1.72%,反应时间为6小时,温度75℃。此时三者的水解率分别为31.78%、26.17%和29.56%。3、对乙醇溶剂中的酸水解制备淀粉微晶的一些性质进行了研究:发现颗粒形貌发生了很大变化,溶解度大大增加,偏光十字大部分仍然明显,颗粒均保持原有晶体形态不变。与原淀粉相比,三种淀粉的凝胶范围有很大提高,吸热焓降低。所有酸醇处理样品消化产物的量增加,其消化速度先上升后下降,也表明醇介质中酸水解过程属两阶段模型。4、随直链淀粉含量增加,三种淀粉在醇介质中酸水解逐渐变难,消化速度总体上随消化时间增加而降低,相似条件下(水解率和温度)淀粉溶解度逐渐降低。
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