酸解酯化复合变性大米淀粉的制备及其在淀粉膜中的应用

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食用淀粉膜具有可直接食用、可生物降解、能用做食品材料包装等特点,在食品工业中特别是食品包装领域应用非常广泛。酸解酯化复合变性淀粉兼具酸解淀粉与酯化淀粉的优点,即成膜性好,透明度高,膜抗拉强度大,热水速溶率高等特点,是制作食用淀粉膜的优质原料。本文以大米淀粉为原料,采用先酸解后酯化的工艺制备酸解酯化复合变性大米淀粉,并将其应用于食用淀粉膜的制造中,目的是为大米淀粉资源开发利用开辟一条新途径。本论文的主要研究内容与结果如下:(1)酸解酯化复合变性大米淀粉制备酸解条件的确定:以大米淀粉为原料,以粘度以及直链淀粉含量为考察指标,通过单因素试验,分别探讨了盐酸浓度、反应温度以及反应时间等酸解条件对大米淀粉粘度和直链淀粉含量大小的影响规律了进行研究,并通过正交试验确定了得到最高直链淀粉含量大米淀粉的最佳酸解条件:盐酸浓度0.15mol/L。反应温度45℃。反应时间2h。因为直链淀粉含量越高成膜性能越好。在此条件下获得的大米酸解淀粉的直链淀粉含量为39.5%。(2)酸解酯化复合变性大米淀粉制备酯化条件的确定:以制备的大米酸解淀粉为原料,以磷酸酯取代度及反应效率为考察指标,通过单因素试验,分别对磷酸盐浓度、尿素浓度、反应温度以及反应时间对磷酸酯取代度大小的影响进行研究,并通过正交试验确定了大米酸解淀粉的最佳酯化条件:酯化反应中pH5.4。反应温度140℃。反应时间1h。磷酸盐浓度10%(以淀粉干基计)。尿素浓度为6%(以淀粉干基计)。在此条件下获得的酸解酯化复合变性大米淀粉主要特性指标为:磷酸酯取代度0.242,反应效率76.07%,粘度为0.424Pa·s,析水率24.93%,透光率6.9%。(3)酸解酯化复合变性大米淀粉性质分析:将酸解酯化复合变性大米淀粉与大米原淀粉进行了流变特性、糊化特性、分子结构等进行了比较,研究结果发现:酸解酯化复合变性淀粉粘度、崩解值、消减值等明显低于大米淀粉;复合变性淀粉的直链淀粉含量明显大于大米淀粉的直链淀粉含量;复合变性淀粉的储能模量、损耗模量变化趋势与大米淀粉一致,但均比大米淀粉小。这些都表明酸解酯化复合变性淀粉兼具酸解淀粉与酯化淀粉的优点,稳定性好,冻融稳定性好等。(4)食用淀粉膜的制备:以大米淀粉、酸解酯化复合变性淀粉、海藻酸钠、甘油、明胶等为原料制备食用淀粉膜。以耐折度、抗拉强度等为考核指标,分别探讨了增塑剂、增强剂、淀粉质量分数、干燥温度对膜性质影响,然后通过正交试验确定酸解酯化复合变性淀粉制膜的制备最佳配方及工艺参数:甘油质量分数为1.0%,海藻酸钠质量分数0.5%,明胶质量分数0.7%,淀粉质量分数选择为10%,干燥温度为38℃。在此条件下制备的食用淀粉膜特性指标为:透水率为5.736%、热水速溶率为92.30%、膜厚0.041mm、抗张强度46.392Mpa、断裂延伸率4.284%,与大米淀粉膜相比性能更优异。
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