微波輻照對玉米淀粉及其改性淀粉理化特性的影響

陳 鵬，黃 霜，李書藝，胡崇琳，謝筆鈞，孫智達*

(華中農業大學食品科學技術學院，湖北 武漢 430070)

微波輻照對玉米淀粉及其改性淀粉理化特性的影響

陳 鵬，黃 霜，李書藝，胡崇琳，謝筆鈞，孫智達*

(華中農業大學食品科學技術學院，湖北 武漢 430070)

微波輻照水分含量為30%的普通玉米淀粉及其辛烯基琥珀酸改性后的淀粉。結果表明：隨著輻照時間的延長，淀粉的水分含量均出現下降趨勢，4min時兩種淀粉的含水量已降至正常水平。通過掃描電子顯微鏡觀察到兩種淀粉微波輻照后，其顆粒表面出現破損，部分顆粒甚至完全破裂。而玉米淀粉及改性淀粉微波輻照前后的結晶性質都基本相似。改性前后的淀粉其糊化后都屬于假塑性非牛頓流體，冪律模型對其剪切應力與剪切速率曲線的擬合精度高。隨著輻照時間的延長，玉米淀粉的黏度有所降低，改性淀粉呈現先下降后上升的趨勢，玉米淀粉的儲能模量先增加后減小，耗能模量變化不大，損耗因子的變化趨勢則與儲能模量相反。而對于改性淀粉，除了輻照6min的樣品，其余組的黏彈性變化甚微，該處理時間的儲能模量與耗能模量都高于其他處理時間的樣品，而損耗因子也出現顯著降低。

微波輻照；辛烯基琥珀酸淀粉酯；冪律模型；掃描電子顯微鏡；X衍射；流變學行為

淀粉是一種來源豐富、價格低廉且可再生的天然多糖大分子[1]。玉米作為世界三大糧食作物之一產量已躍居糧食品種首位，我國淀粉的生產原料絕大部分都是來自于玉米，玉米淀粉在工業中應用十分廣泛[2]。作為植物體的生物聚合物，淀粉主要用于貯存碳和能量而不具備結構功能。食品加工過程使淀粉發生轉換成為一種結構性成分，其溶液經過加熱處理會發生增稠和凝膠，被認為是質構二次調制劑[3]。淀粉因其易老化和親水性強，限制了它在某些領域的利用，因此可通過諸如酯化、交聯等改性方式拓寬其應用范圍。辛烯基琥珀酸淀粉酯是可以作為乳化增稠劑的一類改性淀粉，美國FDA允許其作為乳化增稠劑加入食品中，且不限定其使用量[4-5]。我國1997批準其使用并于2001年擴大其使用范圍。

微波是300MHz～300GHz的電磁波，通過引發分子高頻運動將電磁能最終轉化為熱能，也有對反應分子直接作用的非熱效應[6]。通常可用于干燥、殺菌、解凍、催化反應等[7-8]。國內外研究表明微波可能引起淀粉結晶性質的轉變、糊化溫度的降低、溶解性的增加、黏度的減小、抗酶解能力的提高等變化，這也與淀粉的來源、水分含量、輻照能、輻照時間有關[9-11]。以上主要是在低輻照能(一般≤1W/g)條件下進行基礎性的研究，對象也僅是原淀粉，而改性淀粉方面少有涉獵。本實驗以玉米原淀粉及其辛烯基琥珀酸淀粉酯(改性淀粉)為研究對象，研究兩者在高輻照能(13W/g)及高水分含量(約30%)的條件下，隨著輻照時間的延長，其水分含量、微觀形態、結晶性質的變化，而流變學性能作為乳化增稠劑的重要指標，本實驗對其微波輻照前后的變化進行重點的研究，以期為該物理改性方式下兩種淀粉的工業化應用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

普通玉米淀粉(水分含量13%，直鏈淀粉含量25%)武漢淀粉廠；辛烯基琥珀酸淀粉酯(普通玉米淀粉濕法制備，DS 0.0156)。

1.2 儀器與設備

DK-s22電熱恒溫水浴鍋 上海精宏實驗設備有限公司；AR2000 EX動態流變儀 英國T A公司；J S M-6 3 9 0/LV掃描電子顯微鏡 日本NTC公司；EL104電子分析天平 美國梅特勒-托利多公司；GZX-9140MBE 數顯干燥箱 上海博迅實業有限公司醫療設備廠；S7A73型微波爐 三星電子有限公司；D8-ADVANCE 型X射線衍射儀 德國布魯克公司。

1.3 方法

1.3.1 辛烯基琥珀酸淀粉酯的制備

淀粉與水混合配成30g/100mL的懸濁液，1.5h內分次滴加完占淀粉干樣3%的辛烯基琥珀酸酐(溶于乙醇溶液，酸酐與乙醇體積比約1:5)，反應體系pH值維持在8.0～8.5，30℃水浴磁力攪拌，3h后將pH值調至6.5結束反應，制得樣品用蒸餾水跟70%乙醇分別淋洗抽濾3次后40℃過夜烘干備用。本批次制得的辛烯基琥珀酸淀粉酯取代度(DS)為0.0156。

1.3.2 微波輻照處理[11]

在已知水分含量的淀粉樣品中加入適量的水將其水分含量調節至30%，平衡24h后取適量樣品于微波爐中微波輻照，輻照能為13W/g，時間為0、0.5、1、2、4、6min，將原淀粉與辛烯基琥珀酸淀粉酯分組記為：N0、N0.5、N1、N2、N4、N6和M0、M0.5、M1、M2、M4、 M6。將輻照后的樣品(對于水分含量較高的樣品烘干后再過篩)過100目篩備用。

輻照前后樣品的水分含量參照GB 12087ü1989《淀粉水分測定方法》進行測定。

1.3.3 掃描電子顯微鏡

將烘干過夜的樣品依次黏于涂有雙面導電膠的載物臺上，然后將載物臺置于離子濺射器中噴金20min。在10kV的掃描電子顯微鏡加速電壓條件下選擇合適放大倍數觀察淀粉的微觀形態。

1.3.4 X射線掃描

室溫條件下采用X射線衍射儀進行結晶特性分析，X射線衍射分析條件：特征射線CuKα，管壓40kV，電流20mA，掃描區域2θ為5.00e～40.00e，步寬0.02e，掃描速率10e/min。樣品測定前平衡水分過夜。

1.3.5 流變學行為測定[12]

1.3.5.1 黏度測定

配制4g/100mL的淀粉乳，攪拌均勻，于沸水浴中磁力攪拌15min，制成的淀粉糊冷卻30min后使用AR2000 EX動態流變儀測定流變學性能。

選取錐板模具(直徑 40mm，錐度 2e7″)，間距設置為61micron，在流動模式下，溫度恒定為25℃，剪切速率范圍1～1000s—1，觀察隨著剪切速率的增加，所測樣品應變力及黏度的變化。

1.3.5.2 黏彈性測定

淀粉糊的配制及模具的選擇、間距的設置同上，選擇振蕩模式，溫度恒定為25℃，應力為0.5968Pa，在AR2000 EX動態流變儀上進行頻率掃描，范圍為0.1～100Hz。觀察隨著頻率的增加，淀粉儲能模量、耗能模量及損耗因子的變化。

2 結果與分析

2.1 微波輻射后的水分含量

表 1 原淀粉和辛烯基琥珀酸淀粉酯輻照后的含水量Table 1 Moisture content of native starch and octenyl succinate modif i ed starch before and after microwave radiation

淀粉作為一種碳水化合物，除水外僅含有少量的其他雜質。而其水分含量隨著自然狀態的改變而變化。商品淀粉的水分含量一般在12%左右[13]。為了了解在高水分介質中，高輻射能條件下，不同照射時間對其淀粉中含水量的影響，觀察了輻照前后，原淀粉和辛烯基琥珀酸淀粉酯水分含量的變化。結果如表1所示。可以看出，在 13W/g微波輻照功率照射下，隨著輻照時間的增加，原淀粉及辛烯基琥珀酸淀粉酯淀粉中的水分含量均呈下降趨勢。輻照4min后的水分含量與商用淀粉的相近，6min后水分含量已經降到較低的水平。在輻照的前0.5min內，與原淀粉相比辛烯基琥珀酸淀粉酯水分含量降低較多，可能主要是由于在淀粉中引入了疏水基團而降低了淀粉與水的親和力的原因。另外，輻照后引起的表明浸蝕也有利于電磁能轉變為熱能。因此，在同樣的輻照條件下，辛烯基琥珀酸淀粉酯中部分結合不緊密的水分更易損失。兩類淀粉在2～6min階段水分損失最多，可能是因為隨著輻照時間的延長，淀粉的溫度逐漸增加，使之淀粉中的自由水損失加劇。當水分降到一定程度后鍵合緊密的結合水使得水分損失的難度加大。以上研究表明，高能微波短時輻照，不失為干燥高濕淀粉的主選方法之一。

2.2 微觀形態分析

圖 1 原淀粉和辛烯基琥珀酸淀粉酯微波處理前后電鏡圖(×2000)Fig.1 SEM images of native strach and octenyl succinate modif i ed starch before and after microwave radiation (×2000)

由圖1可知，原淀粉顆粒呈多邊形，表面較光滑部分有輕微的褶皺，顆粒大小分布符合高斯定律。辛烯基琥珀酸改性后的淀粉顆粒與原淀粉相比，沒有觀察到形狀及表面的明顯變化，它們之間的微觀形貌相似。這與該改性淀粉為低取代度的事實相吻合，其反應條件較溫和且取代度低不會對形貌產生影響。上述結論與Olivia等[14]的研究相符。

Lewandowicz等[10]在0.4W/g的輻照能條件下對馬鈴薯淀粉和木薯淀粉微波輻射2.5h后的研究表明，低水分含量時輻射后其顆粒表面僅出現裂縫，但當含水量達到35%時，整個顆粒發生變形。羅志剛等[15]對30%水分含量的蠟質玉米淀粉在1W/g輻照能下進行微波輻照研究，僅觀察到顆粒表面出現小孔和凹坑。圖1中，微波輻照6min后的原淀粉與改性淀粉的顆粒表面出現破損，部分顆粒完全破裂。微波輻照即是將電磁能轉變為熱能，而物質吸收的輻照能隨著介質損耗的增加而增加。淀粉的含水量越高其介質損耗越大，有利于提高加熱效率。因此在較高的輻照能及水分含量下產生劇烈的熱效應，較短的時間內即會對淀粉的顆粒結構產生較大影響。Lewandowicz等[10]在低輻射能高水分含量條件下，隨著輻照時間的延長，同樣會對顆粒產生較大破壞，而羅志剛等[15]的輻照時間較短，對顆粒形貌影響較小。

2.3 結晶性分析

圖 2 原淀粉和辛烯基琥珀酸淀粉酯微波處理前后的X衍射圖譜Fig.2X-ray patterns of native starch and octenyl succinate modif i ed starch before and after microwave radiation

依據晶體結構，淀粉可以分為A型、B型和C型，主要從X射線衍射圖中出峰情況來辨別。玉米淀粉是A型結晶體結構，從圖2中可以看出，玉米原淀粉在15e、17e、18e和23e處分別有較強的衍射峰，表現出典型的A型晶體特征。Aniko等[9]對淀粉微波處理的結果表明，B型淀粉微波輻照可能會轉變為A型，而A型淀粉保持晶型不變，但其結晶度可能會有一定程度的降低。原淀粉與改性淀粉相比，晶型保持一致，主要還是在于改性的低取代度及溫和的反應條件，可以保持其完整的顆粒性質，至于結合緊密的結晶區更難產生影響。對原淀粉及改性淀粉進行微波輻照后，雖然置于高輻照能條件下，但是并未對結晶性造成顯著的影響[16]。淀粉的含水量處于較高水平，但這是相對干淀粉而言，30%的水分條件在本實驗條件下不會引起淀粉的糊化，水分難以進入結合緊密的結晶區進而無法對結晶性能造成較大影響，輻照時間較短也可能是決定因素之一。從上述的分析表明，原淀粉及改性淀粉在本實驗的微波輻照條件下，對結構的影響主要在于直鏈淀粉占主導地位的無定形區，而Randan等[17]研究顯示辛烯基琥珀酸淀粉酯的基團取代區域也分布于該區，因此微波輻照可能會對辛烯基琥珀酸淀粉酯流變學性質產生積極性影響。

2.4 流變學行為分析

2.4.1 黏性分析

2.4.1.1 原淀粉及改性淀粉的黏性分析

阻礙流體流動的性質稱為黏性，是表現流體流動性質的指標。流體流動垂直于流動方向的液體內部會形成速度梯度，層與層之間存在著黏性阻力。單位面內的黏性阻力即為剪切應力(σ)，黏度是流體流動時分子間摩擦產生的，是物質的固有性質。以下是原淀粉及改性淀粉不同剪切速率(ε’)下的剪切應力及其擬合冪律模型[18]。

圖 3 原淀粉及辛烯基琥珀酸淀粉酯剪切應力曲線Fig.3Shear stress versus shear rate plot of native starch and octenyl succinate modif i ed starch

當剪切應力與剪切速率的關系符合σ=ηε’(η為黏度)時即為牛頓流體。而黏度隨著剪切速率的變化而變化，如圖3所示，表明原淀粉及改性淀粉為典型的非牛頓流體。真實的高分子黏性流體，剪切應力與剪切速率的關系較復雜，有理論認為分成三階段，當剪切速率較低和較高時，黏度與剪切速率無關，呈現牛頓流體特性，中間階段符合冪律模型。由圖3可知，當剪切速率高于200s—1后，原淀粉與辛烯基琥珀酸淀粉酯糊剪切應力隨著剪切速率的表現都近似于牛頓流體。

表 2 冪律模型擬合參數Table 2 Fitting parameters of power law equations for native starch and octenyl succinate modif i ed starch

前人提出的數百種模型，Park等[4]對比了幾種常用的模型，結果表明現實際應用最多的冪律模型對辛烯基琥珀酸淀粉酯有較好的擬合度，由此選用其作為本實驗模型，即σ=Kε’n。由表2可得，冪律模型對兩淀粉的黏度曲線擬合精度高。原淀粉與辛烯基琥珀酸淀粉酯的流體特性指數n值近似，改性淀粉的黏度系數K是原淀粉一倍。改性淀粉黏度的增加是由于引入了雙親性的辛烯基琥珀酸大基團后，顯示良好的自由流動性，能與水很好的互溶，而且酯化的那部分近似于支鏈淀粉結構，增加了分子內的摩擦。

2.4.1.2 微波輻照前后黏性分析

由圖4a可知，微波輻照后的原淀粉的黏度出現輕微的降低，1min后的樣品黏度變化不大，剪切速率增加到一定程度后各淀粉的黏度基本相同?？赡苁且驗闊嵝拔⒉ㄐ沟玫闹辨湹矸塾坞x出來及非定型區的長鏈直鏈淀粉及少數存在的支鏈淀粉斷裂成較短的直鏈淀粉，使得黏度出現輕微的降低，這與Lewandowicz等[11]的結論相似。而圖4b顯示改性淀粉微波處理后淀粉的黏度有輕微的先降低后上升的趨勢，其中輻照6min后辛烯基琥珀酸淀粉酯的黏度顯著增加，同樣，剪切速率增加到一定階段后各淀粉的黏度相差不大。改性淀粉在輻照前期，直鏈淀粉游離出來及斷裂，黏度降低出現降低，一段時間以后，水分損失延伸到親水取代基團，對淀粉結構造成較大破壞，越來越多的辛烯基琥珀酸基團暴露出來，這可能是微波輻照輻照一定時間后改性淀粉黏度會出現增加的主因。以上結果表明，在高能和高濕條件下，選擇一定的時間對辛烯基琥珀酸淀粉酯進行輻照，有利于提高其產品的黏性。

圖 4原淀粉及改性淀粉微波輻照前后的黏度曲線Fig.4 Viscosity versus shear rate of native starch and octenyl succinate modif i ed starch before and after microwave radiation

2.4.2 黏彈性分析

通過小幅振蕩實驗可以測定物質的黏彈性，其評價指標為儲能模量(G’)、耗能模量(G”)和損耗因子(δ)。儲能模量用來表述物質存儲彈性變形能量的能力，表征的是材料變形后回彈的指標，通常指彈性部分。而耗能模量表征物質耗散變形能量的能力，通常指黏性部分。損耗因子其正切tanδ= G”/G’，表征的是物質的黏彈性[3,13-14]。

由下式擬合出各淀粉糊的黏彈性力學表，得到較準確的儲能模量、耗能模量的相關系數。

G’=аωb，G”=cωd，ω為角頻率，a、b、c、d為擬合參數。

從圖5中原淀粉的頻率掃描可以看出，隨著角頻率的增加，儲能模量和耗能模量都呈上升趨勢，微波輻照1min內的原淀粉儲能模量出現增加趨勢，這可能與游離出的直鏈淀粉有關，而隨著熱效應的加劇，直鏈淀粉可能部分斷裂成短鏈，2min后的微波輻照原淀粉的儲能模量逐漸降低且都低于原淀粉水平。耗能模量方面變化不大，而損耗因子的趨勢與儲能模量相反，表現為隨著微波輻照時間的增加，損耗因子先降低后增加，這表明微波短時間的微波輻照使得原淀粉糊有向剛性膠質轉變的趨勢，超過一定臨界時間后，輻照后的淀粉糊化黏性特征占優勢。從辛烯基琥珀酸淀粉酯的頻率掃描圖中可以看出，4min以內輻照對改性淀粉的儲能模量、耗能模量及損耗因子影響不大，僅有較小幅度的先下降后上升的趨勢，這可能跟其自身的結構和性質有關。輻照時間增加到6min時，其3項指標均出現顯著變化，儲能模量和耗能模量增加而損耗因子減小，呈現剛性凝膠性質，表明此時的淀粉糊的凝膠網絡結構較完整。

圖 5 輻照前后原淀粉及辛烯基琥珀酸淀粉酯的儲能模量、耗能模量及損耗因子Fig.5Storage modulus, loss modulus and loss factor plots of native starch and octenyl succinate modif i ed starch before and after microwave radiation

表 3 原淀粉輻照前后黏彈性擬合參數Table 3 Viscoelastic fi tting parameters of native starch before and after microwave radiation

表 4 辛烯基琥珀酸淀粉酯輻照前后黏彈性擬合參數Tabel 4 Viscoelastic fi tting parameters of octenyl succinate modif i ed starch before and after microwave radiation

由表3、4可知，選用的函數儲能模量及耗能模量的擬合精度高，線性相關性好。通過數據表能更精準的得出儲能模量及耗能模量的規律。儲能模量及耗能模量出現交叉的點屬于溶膠-凝膠轉變點，在這點的一定范圍內儲能模量及耗能模量具有冪律特點，而指數似乎與聚合物分子結構有關，在凝膠區分上面可能有一定的應用。損耗因子的正切值是判別凝膠點的最有效方式，通過儲能模量及耗能模量的冪律擬合曲線也可以推導出凝膠點，可以兩者結合進行相互印證。

辛烯基琥珀酸淀粉酯與原淀粉主要區別就在于其分布于無定形區的親水親油取代基團，微波輻照后產生濕熱效應及微波對分子水平的非熱效應，影響了淀粉的非定型區的直鏈淀粉及其中少量的支鏈淀粉，上面已經提到過改性淀粉的取代基團較均勻的分布于該區域，這些隨著微波輻照時間的延長，對其無定形區產生破壞，但沒有原淀粉出現的輻照初期儲能模量增加的情況，可能是由于基團的取代，游離出的直鏈淀粉有了支鏈淀粉的部分特性，不會引起彈性的較大改變。輻照時間加長后有了更多暴露出的雙親基團的加入，淀粉分子與水、淀粉與淀粉之間可以進行更好的鍵合，進而產生更好的凝膠網絡結構。從原淀粉及其辛烯基琥珀酸淀粉酯微波輻照前后的流變學曲線及其擬合函數的指數可以看出，高輻照能及高濕條件下淀粉流變學性質在4～6min出現較大轉變，改性基團的暴露也集中于該輻照時間段。其中原淀粉輻照6min后的黏彈性下降，而辛烯基琥珀酸改性后的淀粉的黏彈性此時則有較大的提升。

3 結 論

在高輻照能下，對淀粉進行微波輻照，原淀粉及其改性淀粉在4min時都已經降到目標含水量水平，即商用淀粉的水分含量，延長時間后干燥效果有所下降，這與此階段的水分較難去除有關，以上表明高輻照能的微波輻照在淀粉干燥方面有一定的應用前景，能夠在短時間內對其干燥。玉米淀粉與其改性淀粉的顆粒形態差別不大，而微波輻照6min后，它們的顆粒形態都受到一定程度的破壞，部分顆粒完全破裂。而結晶性變化甚微，即影響主要處于非定型區域。流變學性質方面，冪律模量可以很好的擬合原淀粉與辛烯基琥珀酸淀粉酯微波輻照前后的剪切應變曲線及儲能模量、耗能模量的頻率掃描曲線。微波輻照后，前4min對原淀粉及改性淀粉的影響不大，原淀粉的儲能模量先上升后降低，損耗因子變化與之相反，而淀粉的儲能模量及耗能模量有先降低后上升的趨勢。而輻照6min后，改性淀粉的黏彈性都出現較大的提升，這可能是由于暴露出越來越多的雙親基團有利于形成較完整的凝膠網絡結構，對于作為乳化增稠劑廣泛應用于食品工業的辛烯基琥珀酸淀粉酯有一定的應用價值。

[1] 張燕萍. 變性淀粉制造與應用[M]. 北京: 化學工業出版社, 2001: 269-300.

[2] 陳璥. 玉米淀粉工業手冊[M]. 北京: 中國輕工業出版社, 2009: 1-6.

[3] 李云飛. 食品質構學[M]. 北京: 化學化工出版社,2006: 61-71.

[4] PARK S, CHUNG M G, YOO B. Effect of octenylsuccinylation on rheological properties of corn starch pastes[J]. Starch/Strke, 2004, 56(9): 399-406.

[5] SONG Xiaoyan, HE Guoqing, RUAN Hui, et al. Preparation and properties of octenyl succinic anhydride modified early indica rice starch[J]. Starch/Strke, 2006, 58(2):109-117.

[6] 何小維, 羅發興, 羅志剛. 物理場改性淀粉的研究[J]. 食品工業科技, 2005, 26(9): 172-174.

[7] CRISTINA L, TIMOTHY J M. Microwave and ultrasonic processing: now a realistic option for industry[J]. Chemical Engineering and Prosessing, 2010, 49(9): 885-900.

[8] FIGIEL A. Drying kinetics and quality of vacuum-microwave dehydrated garlic cloves and slices[J]. Journal of Food Engineering, 2009, 94(1): 98-104

[9] ANIKO S, MAGDOLNA H N, JOZSEF K, et al. Microwave processing of natural biopolymers: studies on the properties of different starches[J]. International Journal of Pharmacetuics, 2005, 302(1/2): 166-171.

[10] LEWANDOWICZ G, JBZEF F, ALEKSANDER W. Effect of microwave radiation on physico-chemical properties and structure of potato and tapioca starches[J]. Carbohydrate Polymers, 1997, 34(4): 213-220.

[11] LEWANDOWICZ G, JANKOWSKI T, FORNAL J. Effect of microwave radiation on physico-chemical properties and structure of cereal starches[J]. Carbohydrate Polymers, 2000, 42(2): 193-199.

[12] 楊超, 趙娜, 田斌強, 等. 陰米淀粉糊的流變特性[J]. 食品科學, 2010, 31(11): 5-10.

[13] 趙凱. 食品淀粉的結構、功能及應用[M]. 北京: 中國輕工業出版社, 2009: 61-71.

[14] OLIVIA V L, NOEMI E Z, MARIA A G. Physico-chemical characterization of chemically modified corn starches related to rheological behavior, retrogradation and film forming capacity[J]. Journal of Food Engineering, 2010, 100(1): 160-168.

[15] 羅志剛, 扶熊, 羅發興, 等. 微波輻射下蠟質玉米淀粉性質的變化[J].華南理工學報: 自然科學版, 2007, 35(4): 35-38.

[16] 陳翠蘭, 張本山, 陳福泉. 淀粉結晶度計算的新方法[J]. 食品科學, 2011, 32(9): 68-71.

[17] RANDAN L S, ARVIND V, FREDERICK F, et al. Distribution of octenyl succinate groups in octenyl succinic anhydride modi fi ed waxy maize starch[J]. Starch/Strke, 2000, 52(6/7): 196-204.

[18] 李云飛. 食品物性學[M]. 北京: 中國輕工業出版社, 2009: 40-71.

Effect of Microwave Radiation on Physico-chemical Properties of Native and Modif i ed Corn Starch

CHEN Peng，HUANG Shuang，LI Shu-yi，HU Chong-lin，XIE Bi-jun，SUN Zhi-da*
(College of Food Science and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China)

Native corn starch containing 30% moisture and octenyl succinate modif i ed starch were treated by microwave for different periods of time to investigate the effect of microwave radiation on their physico-chemical properties. The moisture content of native starch and modif i ed starch showed a downward trend with increasing microwave radiation time and reached normal levels after 4 min. Partial or even complete rupture on the surface of both starch granules was observed by SEM after microwave radiation. Moreover, their crystallinity basically remained stable before and after microwave radiation. Both starches and their gelatinization products were found to be pseudoplastic non-Newton fl uids. Power law model could well fi t shear force as a function of shear rate. The viscosity of native corn starch decreased, but octenyl succinate modif i ed starch showed a trend to initially increase and then decrease with increasing microwave radiation time. The storage modulus of native corn starch initially increased and then decreased, and the loss modulus exhibited only minor changes, whereas an opposite changing trend to storage modulus was observed for loss factor. Octenyl succinate modif i ed starch revealed only minor changes in viscoelasticity. For octenyl succinate modif i ed starch, microwave radiation for a period of lower than 6 min resulted in only very minor changes in viscoelasticity when compared to control group (not receiving microwave radiation) and a decrease in storage and loss moduli but a signif i cant increase in loss factor when compared to 6 min microwave radiation.

microwave radiation；octenyl succinate modif i ed starch；power law equation；SEM；X-ray；rheological properties

TS235.1

A

1002-6630(2013)01-0121-06

2011-10-30

湖北省農業科技創新團隊資助項目

陳鵬(1987ü)，男，碩士研究生，研究方向為天然產物化學。E-mail：cepent@163.com

*通信作者：孫智達(1963ü)，男，教授，博士，研究方向為天然產物化學。E-mail：sunzhida@mail.hzau.edu.cn