交联酯化糯米淀粉的制备与性质研究

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本文以糯米淀粉为原料,对交联辛烯基琥珀酸淀粉酯的制备工艺、消化特性以及部分物理化学性质进行了研究。旨在拓宽变性淀粉的应用范围,提高其功能性,为实际生产提供理论依据。(1)采用Design-expert7.0中心组合试验设计与响应面分析方法对影响交联辛烯基琥珀酸糯米淀粉酯峰值黏度和取代度的主要因素:交联剂用量(A)、交联pH值(B)、交联温度(C)、交联时间(D)、酯化剂用量(E)进行了研究。结果表明:①峰值黏度的回归方程为:峰值黏度=0.011-(1.459×10-4)×A-(1.309×10-4)×B-(7.681×10-5)×C-(1.063×10-4)×D-(1.242×10-4)×E+(1.387×10-4)×A×B+(3.237×10-4)×A×C+(2.437×10-5)×A×D+(2.866×10-5)×A×E+(6.086×10-5)×B×C-(7.668×10-5)×B×D-(5.708×10-5)×B×E+(7.015×10-6)×C×D-(6.837×10-5)×C×E-(1.997×10-4)×D×E+(2.937×10-4)×A2+(3.333×10-4)×B2+(2.869×10-4)×C2+(3.168×10-4)×D2+(2.267×10-4)×E2。各因素对峰值黏度影响的大小顺序为:A>B>E>D>C。通过响应面分析得到最佳工艺条件:交联剂用量6.46%,交联pH值9.11,交联温度31.88℃,交联时间4.44h,酯化剂用量5.31%。②取代度的回归方程为:取代度=0.033-(2.526×10-3)×A+(3.020×10-4)×B+(1.455×10-3)×C-(4.942×10-4)×D+(4.777×10-3)×E-(1.029×10-3)×A×B+(2.326×10-3)×A×C+(4.401×10-3)×A×D+(4.208×10-4)×A×E-(4.227×10-3)×B×C+(3.098×10-3)×B×D-(6.649×10-3)×B×E+(2.920×10-3)×C×D-(3.177×10-3)×C×E+(2.226×10-4)×D×E-(3.037×10-3)×A2-(1.303×10-3)×B2-(1.574×10-4)×C2-(1.680×10-3)×D2-(1.499×10-3)×E2。各因素对取代度影响的大小顺序为:E>A>C>D>B。响应面分析得到最佳工艺条件:交联剂用量8.5%,交联pH值10.33,交联温度41.2℃,交联时间3.37h,酯化剂用量5.94%。③高峰值黏度、较高取代度的淀粉酯工艺条件为:交联剂用量8%,交联pH值10,交联温度37.5℃,交联时间4h,酯化剂用量5.5%。在此条件下进行实验制得的成品峰值黏度为8526cp,取代度为0.0305。(2)对影响交联辛烯基琥珀酸糯米淀粉酯消化特性的各因素进行了系统的研究,结果表明:交联作用和酯化作用能使糯米淀粉消化性降低,而交联酯化复合变性则降低得更加明显,有利于同时增加慢消化淀粉(SDS)和抗性淀粉(RS)的含量,并且随着取代度增加,消化性降低得越多;干热处理能进一步降低交联酯化糯米淀粉的消化性,适当增加热处理时间和热处理温度有利于SDS的生成,而不利于RS的生成;冷藏处理对交联酯化糯米淀粉的消化性影响不大,适当降低冷藏温度或者延长冷藏时间,可使SDS含量略有增加,而RS影响较小。(3)对制得的交联辛烯基琥珀酸糯米淀粉酯的淀粉糊性质、透明度、凝沉稳定性、冻融稳定性以及乳化稳定性进行了研究。实验结果表明:①交联辛烯基琥珀酸糯米淀粉酯的峰值粘度、热浆粘度和冷糊粘度均比原糯米淀粉提高了,糊化温度、峰值温度和出峰时间提前了;在一定范围内增加淀粉的质量能使峰值黏度增加更多;②经过交联酯化作用后,糯米淀粉透明度有明显的提高,并且随着取代度增加而增大。添加蔗糖、柠檬酸和乳酸可使交联辛烯基琥珀酸糯米淀粉酯透明度明显增加,并随着其浓度的增加而增加,但是,添加盐后,交联辛烯基琥珀酸糯米淀粉酯的透明度较大幅度的下降;③交联辛烯基琥珀酸糯米淀粉酯的冻融稳定性、凝沉稳定性较原淀粉有极大的提高。④交联酯化后,淀粉酯的乳化稳定性有明显提高,并且随着取代度的增大而略微增加。添加蔗糖可以提高交联辛烯基琥珀酸糯米淀粉酯的乳化稳定能力,而盐能使淀粉酯的乳化稳定性降低,pH值为中性时,体系的乳化稳定性最高。
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