以辛烯基琥珀酸淀粉酯(OS-Starch)為研究對(duì)象,針對(duì)目前淀粉疏水改性反應(yīng)效率低、取代基團(tuán)在淀粉顆粒中分布不均等問(wèn)題。研究了相轉(zhuǎn)移催化劑和高速剪切攪拌強(qiáng)化淀粉疏水改性。利用激光共聚焦顯微鏡(CLSM),紅外光譜(FT-IR),表面糊化和酶解等方法考查變性淀粉取代基團(tuán)分布情況,對(duì)淀粉酯的糊化特性,乳化性及流動(dòng)性進(jìn)行研究,并推導(dǎo)出了結(jié)構(gòu)和性質(zhì)之間的構(gòu)效關(guān)系。為了研究OS基團(tuán)在A-,B-晶型淀粉中的分布情況,制備了取代度相近的玉米及馬鈴薯淀粉酯。通過(guò)CLSM觀察可知,OS基團(tuán)在整個(gè)顆粒均有分布,且集中在外圍,但OS基團(tuán)在玉米淀粉酯顆粒中分布更均勻。對(duì)表面糊化后剩余顆粒進(jìn)行取代度(DS)及FT-IR檢測(cè)發(fā)現(xiàn),相同糊化程度下,玉米淀粉酯的取代度變化小于馬鈴薯淀粉酯。經(jīng)過(guò)50%糊化后,玉米淀粉酯剩余顆粒的紅外吸收峰強(qiáng)度明顯高于馬鈴薯淀粉酯剩余顆粒。上述結(jié)果說(shuō)明,OS基團(tuán)在玉米淀粉顆粒中分布較為均勻。研究相轉(zhuǎn)移催化劑對(duì)淀粉疏水改性的影響,選取了四種不同的催化劑。研究表明:與對(duì)照樣相比,加入不同催化劑均能提高反應(yīng)效率。當(dāng)反應(yīng)體系中加入脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)時(shí),疏水性淀粉的取代度(DS)和反應(yīng)效率(RE)達(dá)到最大值,分別為0.0195和84.05%。進(jìn)一步研究表明,AEO可以與金屬陽(yáng)離子絡(luò)合,在反應(yīng)過(guò)程中,一部分Na OH與淀粉反應(yīng)形成淀粉氧負(fù)離子,另一部分與AEO結(jié)合形成絡(luò)合物。絡(luò)合物與淀粉氧負(fù)離子結(jié)合后,一起進(jìn)入到油相與OSA發(fā)生反應(yīng)后,釋放到水相中,從而繼續(xù)催化酯化反應(yīng)。將馬鈴薯淀粉分成三種顆粒大小不同的組份:大于30μm;30-15μm;小于15μm,研究其結(jié)構(gòu)差異以及對(duì)淀粉疏水改性和流動(dòng)性的影響。結(jié)果表明,原馬鈴薯淀粉,大顆粒,小顆粒的表面積平均粒徑分別是37.62μm、42.37μm、11.46μm。大顆粒馬鈴薯淀粉表面光滑,結(jié)構(gòu)致密,雙折射強(qiáng)度較強(qiáng),結(jié)晶度高,且呈B型結(jié)晶型;而小顆粒淀粉出現(xiàn)了破損了,結(jié)構(gòu)較疏松,雙折射強(qiáng)度減弱,結(jié)晶度低,屬于A型結(jié)晶。由于小顆粒淀粉的比表面積大,同一反應(yīng)體系中,與OSA反應(yīng)的效率更高,且基團(tuán)分布更加均勻。大顆粒淀粉呈橢圓片狀,顆粒間接觸面積大,流動(dòng)性比小顆粒馬鈴薯淀粉差。以高速剪切攪拌用于強(qiáng)化OS淀粉的制備。研究高速剪切強(qiáng)化對(duì)淀粉和OS淀粉的理化性質(zhì)的影響。結(jié)果表明,隨著轉(zhuǎn)速的增加,淀粉的熱穩(wěn)定性和凝沉性都得到改善,結(jié)晶結(jié)構(gòu)有所破壞,吸熱焓值降低。高速剪切攪拌能提高淀粉疏水酯化改性的反應(yīng)效率,3當(dāng)轉(zhuǎn)速為10000 r/min,DS從0.0182提高到0.0202,RE從78.45%升高至87.07%。高速剪切攪拌提高了淀粉酯糊化后的透明度及凍融穩(wěn)定性。通過(guò)CLSM和β-淀粉酶酶解結(jié)合色譜、核磁共振光譜分析了OS基團(tuán)在顆粒水平和分子水平的分布。結(jié)果表明,經(jīng)高速剪切制備的樣品基團(tuán)分布較均勻,且在支鏈淀粉的支叉部位和非還原性尾端均有分布。與對(duì)照樣,高速剪切制備的樣品糊的透明及保水性好,老化率低,且制備的乳液穩(wěn)定性好。
【學(xué)位單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類(lèi)】：TS235

【參考文獻(xiàn)】

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1 黃強(qiáng);羅發(fā)興;高淑儀;;辛烯基琥珀酸淀粉的干法制備及其黏度性質(zhì)[J];糧食與飼料工業(yè);2008年11期

本文編號(hào)：2823972