绿豆氧化淀粉的制备、性能及应用研究

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绿豆淀粉有着直链淀粉含量高,结晶度高,收率高,吸水性小,热糊粘度高等优点。可以赋予食品一定的色泽,增加食品的风味,改善食品表层的酥脆程度。还能够清热解毒,降血脂,预防癌症等。但是由于绿豆淀粉的溶解性较差,可模塑性较难,价格略高,这使其在工业生产加工中的应用受到了很大的限制。所以使用绿豆淀粉制备出一种新型的氧化淀粉,对绿豆资源的开发,和淀粉资源的研究都有一定的意义。以纯绿豆淀粉为原料,采用氧化剂(高锰酸钾、次氯酸钠、过氧化氢和过硫酸铵)分别对其进行氧化,以期得到一种更为优质的绿豆氧化淀粉。以氧化淀粉的羧基含量为影响因素,使用响应面实验优化。对每种产物的颗粒形貌、热特性、晶型结构、糊化特性、粘度特性、色度等理化性质进行研究,此外,对不同氧化剂制得的产物的透明率、溶解度、膨胀度、抗老化性、冻融稳定性和凝沉性等理化性质进行比较。在氧化淀粉制备方面:KMn O4氧化法最优氧化条件是,反应的温度为45℃、KMn O4用量为2.5%、浓H2SO4用量为4.5%、Na OH用量为0.5%,此时羧基含量为0.74%。次氯酸钠氧化法最优氧化条件:p H值为9、反应的温度为45℃、反应的时间为4 h、Na Cl O的用量为3%,此时羧基含量为0.65%。H2O2氧化法最优氧化条件:p H值为9、反应的温度为50℃、反应的时间为4 h、H2O2的用量为40%、催化剂的用量为0.1%,此时羧基含量为0.27%。(NH4)2S2O8氧化法最优氧化条件:盐酸水溶液浓度为0.8 mol/L、反应的温度为50℃、反应的时间为4 h、(NH4)2S2O8的用量为4%、此时羧基含量为0.094%。四组实验最佳单因素条件下测得的最佳羧基含量与模型的预测值都十分接近,说明运用响应面法优化得到的制备绿豆氧化淀粉的工艺条件在实践中是可行且行之有效的。在产品的颗粒形貌和官能团特征方面:经扫描电镜观察发现4种氧化剂制得的绿豆氧化淀粉在颗粒形态上相比于原绿豆淀粉有一定变化。绿豆氧化淀粉的颗粒外表被侵蚀,得出氧化反应大多发生在绿豆氧化淀粉颗粒的外表。由红外光谱图解析可知4种氧化淀粉在1730 cm-1左右有C=O产生的伸振动峰。在产品的色泽、流变和粘度方面:经DSC、快速粘度仪、流变仪、质构仪、色度仪等仪器检测发现,氧化程度越深的氧化淀粉颜色越洁白,4种氧化剂氧化之后的淀粉相比于原绿豆淀粉的粘度更小,弹性更大,开始糊化的温度变得更低。在与原绿豆淀粉的性能比较方面:4种氧化剂氧化之后的绿豆氧化淀粉与原绿豆淀粉相比粘合性大大提高,并且更容易发生糊化、粘度变低、凝沉性变弱、抗老化性变强、溶解度变大、膨胀力变小、抗冻融稳定性变好、成膜性变好、膜的透明度更高,极大的改善了绿豆原淀粉的性能。选用适当比例的3种高品质的绿豆氧化淀粉添加到小麦面团中,可以极大的优化面团的质构、粉质特性和色泽。终上所述,通过4种氧化剂制得的绿豆氧化淀粉中,高锰酸钾为氧化剂制得的绿豆氧化淀粉更容易被氧化,颜色更加洁白,粘弹性能更佳,同时氧化时间最短,制得的绿豆氧化淀粉的性能最为优质。
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