非晶顆粒態(tài)稻米淀粉的高效制備、聚集態(tài)結(jié)構(gòu)及性質(zhì)研究.pdf

1、淀粉顆粒結(jié)構(gòu)及其結(jié)晶性是淀粉糊化、老化、塑化等應(yīng)用的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，也是淀粉科學(xué)研究的熱點(diǎn)理論問題之一。通過外在的物理或化學(xué)手段，改變顆粒狀淀粉的結(jié)晶性，使結(jié)晶結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為非晶結(jié)構(gòu)，從而改善其溶解性、流變性、生物利用性及反應(yīng)活性，具有十分重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。本研究以來源廣泛的稻米淀粉為原料，采用高頻振動(dòng)式冷凍球磨處理，高效制備得到非晶顆粒態(tài)的稻米淀粉，采用ESCA、SEM、DSC、IR、XRD等現(xiàn)代儀器分析及高分子科學(xué)方法表征了其表面形貌、粒

2、度分布；研究了機(jī)械力化學(xué)效應(yīng)對(duì)稻米淀粉聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的影響；檢測(cè)了稻米淀粉的晶體性質(zhì)的改變對(duì)其理化特性和反應(yīng)活性的作用。
　　 主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下：
　　 1、非晶顆粒態(tài)稻米淀粉的冷凍球磨高效制備。
　　 稻米淀粉于高頻振動(dòng)式冷凍球磨機(jī)中處理不同時(shí)間的樣品，采用SEM觀察其表面形貌、激光粒度分析儀測(cè)定粒度分布，X-射線衍射分析晶態(tài)結(jié)構(gòu)及結(jié)晶度。結(jié)果表明采用高頻振動(dòng)式冷凍球磨機(jī)對(duì)大米淀粉進(jìn)行機(jī)械粉碎，可高效制備非晶

3、顆粒態(tài)大米淀粉，20h球磨即可將結(jié)晶度降為10.78％；經(jīng)過冷凍球磨作用后，淀粉產(chǎn)生裂縫和崩裂，顆粒的粒徑明顯增大，球磨20h，粒度增加約1倍，形狀變得不規(guī)則，顆粒表面變粗糙，球磨時(shí)間進(jìn)一步延長，淀粉粒容易發(fā)生團(tuán)聚，粒度進(jìn)一步增加。
　　 2、機(jī)械力化學(xué)效應(yīng)對(duì)非晶顆粒態(tài)稻米淀粉一級(jí)結(jié)構(gòu)及熱特性的影響。
　　 冷凍球磨作用可使原淀粉以及其組分支鏈淀粉和直鏈淀粉的特性粘度值減小，表明各試樣中的淀粉分子在空間所占的體積變小，分

4、子量下降；以支鏈淀粉分子量下降較為明顯。因淀粉粒的結(jié)晶結(jié)構(gòu)主要存在于支鏈淀粉，故冷凍球磨對(duì)淀粉顆粒的結(jié)晶結(jié)構(gòu)破壞較大。FT-IR表明，經(jīng)過冷凍球磨作用得到的非晶顆粒態(tài)淀粉與原淀粉相比，并無分子結(jié)構(gòu)和官能團(tuán)上的變化，ESCA測(cè)試結(jié)果經(jīng)過冷凍球磨作用，淀粉顆粒表面原子組成和成分以及結(jié)合能均沒有明顯改變，冷凍球磨處理對(duì)于淀粉的分子基團(tuán)沒有影響，但會(huì)顯著地提高樣品表面的粗糙程度。DSC分析結(jié)果表明，對(duì)稻米淀粉的冷凍球磨作用使淀粉分子中鏈水微晶被

5、破壞而減少；淀粉分子中鏈鏈微晶熔融溫度和熱分解溫度則變化不明顯，但熱分解的吸熱焓明顯下降。
　　 3、非晶顆粒態(tài)稻米淀粉理化性質(zhì)、反應(yīng)活性及結(jié)構(gòu)解釋。
　　 淀粉的吸附能力以及與水的結(jié)合能力增強(qiáng)，吸濕性、溶解度和膨潤度提高；淀粉的反應(yīng)活性增強(qiáng)，酶解速度加快；淀粉碘結(jié)合能力下降，藍(lán)值逐漸變小。該處理后的淀粉對(duì)制備高消化性的嬰兒米粉制品等具有重要的意義，這些均與淀粉非晶化處理，分子量下降有關(guān)。而高頻冷凍振動(dòng)式球磨為一種制備非