氧化板栗淀粉的制備及性質(zhì)研究

賈一凡,邱增蓮,汪 濤,王豐俊

(北京林業(yè)大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,林業(yè)食品加工與安全北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100083)

氧化板栗淀粉的制備及性質(zhì)研究

賈一凡,邱增蓮,汪 濤,王豐俊*

(北京林業(yè)大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,林業(yè)食品加工與安全北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100083)

以板栗淀粉為原料,雙氧水為氧化劑,硫酸銅作催化劑,采用濕法氧化工藝,通過(guò)單因素和正交實(shí)驗(yàn),對(duì)氧化板栗淀粉的制備工藝進(jìn)行優(yōu)化,并對(duì)其理化及結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行研究。結(jié)果表明,制備氧化板栗淀粉的最佳工藝條件為:pH為6,過(guò)氧化氫用量與淀粉比為1∶1(V/W),硫酸銅添加量為淀粉干基的0.03%,時(shí)間為8 h。在最佳工藝條件下,驗(yàn)證氧化板栗淀粉的羧基含量達(dá)53.79%,氧化程度達(dá)到最高。隨著羧基含量由26.99%升高至53.79%,其透光率由89.34%升高至91.05%,而其凝沉性降低;掃描電子顯微鏡分析結(jié)果表明,板栗淀粉經(jīng)過(guò)氧化改性后,其顆粒表面變得粗糙,且會(huì)產(chǎn)生不同程度的裂痕、腐蝕和破損。

氧化板栗淀粉,羧基含量,透光率,凝沉性,掃描電子顯微鏡

板栗是我國(guó)的主要干果之一[1],其營(yíng)養(yǎng)成分豐富,果實(shí)中富含淀粉、蛋白質(zhì)、鈣、鐵、磷及多種維生素。淀粉是板栗的主要成分,含量約為40%～60%[2]。由于板栗淀粉在某些理化特性方面存在不足,例如,板栗淀粉糊的黏度介于玉米淀粉和木薯淀粉之間,而在低溫條件下其凝沉性、穩(wěn)定性則低于玉米淀粉和木薯淀粉[3]。因此,需要對(duì)它進(jìn)行改性研究,使其具有更高的應(yīng)用價(jià)值[4],擴(kuò)大其應(yīng)用范圍,有利于板栗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

氧化淀粉是改性淀粉的一種,它是在一定的介質(zhì)中,原淀粉與氧化劑發(fā)生反應(yīng)而生成的一種改性淀粉。在食品工業(yè)方面,氧化淀粉可以代替瓊脂和阿拉伯膠,用于制造膠凍和軟糖類食品;可以形成連續(xù)、清晰、強(qiáng)韌的薄膜,利于噴霧干燥等。采用不同的氧化工藝,氧化劑和原淀粉可以制成性能各異的氧化淀粉[5]。常用的氧化淀粉是由次氯酸鈉氧化改性而來(lái),但這種方法生成的淀粉純度不高,且易分解放出氯氣;而采用雙氧水氧化淀粉,得到的產(chǎn)品純度高,且過(guò)量的雙氧水最終會(huì)分解為水,是較為理想的綠色工藝。

板栗氧化淀粉同原淀粉比較,具有透明度高、溶解度大、成膜性好、應(yīng)用范圍廣的優(yōu)點(diǎn)。目前,國(guó)內(nèi)外有關(guān)各種氧化淀粉的生產(chǎn)工藝、反應(yīng)機(jī)理及理化特性等方面的研究?jī)?nèi)容比較多,例如,Whistler、Schweiger[6]等人做了高水平的雙氧水氧化支鏈淀粉的相關(guān)研究;Parovuori、Hamunen[7]等人研究了不同的金屬催化劑對(duì)馬鈴薯淀粉進(jìn)行過(guò)氧化氫氧化的影響;少數(shù)報(bào)道研究了由次氯酸鈉和雙氧水氧化馬鈴薯淀粉的結(jié)構(gòu)特征和替代模式[8-10]。然而,對(duì)于采用雙氧水對(duì)板栗淀粉進(jìn)行氧化改性,并對(duì)其理化性質(zhì)進(jìn)行研究的報(bào)道相對(duì)較少。

在非催化劑的條件下,雙氧水的氧化速率非常慢,所以一般需要添加金屬催化劑,加快反應(yīng)速率。常用的金屬催化劑有Cu2+、Fe2+[11]。雙氧水氧化淀粉的生產(chǎn)方法主要有濕法和干法兩種,國(guó)內(nèi)外常用濕法工藝生產(chǎn)氧化淀粉,其具體步驟是首先將淀粉與蒸餾水混合,配制成一定濃度的淀粉乳,然后在依次添加催化劑和氧化劑,最后將混合液在特定溫度下反應(yīng)、干燥,得到成品。這種方法反應(yīng)條件溫和,操作簡(jiǎn)便,使用儀器簡(jiǎn)單,得到的產(chǎn)品純度高,實(shí)用性非常強(qiáng)[12]。本實(shí)驗(yàn)以板栗淀粉為原料,雙氧水作氧化劑,硫酸銅溶液作催化劑,采用濕法氧化,研究了氧化板栗淀粉的制備工藝及其理化特性,以期為板栗淀粉的改性提供研究基礎(chǔ),也為氧化淀粉的制備增加新的內(nèi)容。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

板栗 燕山早豐品種,河北省遷西縣;馬鈴薯淀粉、玉米淀粉、紅薯淀粉 購(gòu)于北京美廉美超市,均為食品級(jí);30%過(guò)氧化氫、五水合硫酸銅、氫氧化鈉、鹽酸、無(wú)水亞硫酸鈉、硝酸銀 均為國(guó)產(chǎn)分析純?cè)噭?/p>

BLENDER800S組織破碎機(jī) WARING COMMERCIAL;JB-3型定時(shí)雙向磁力恒溫?cái)嚢杵鹘K省金壇市榮華儀器制造有限公司;TD5A臺(tái)式低速離心機(jī) 湖南赫西儀器裝備有限公司;DHG-9033B5-Ⅲ電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司;DK-98-Ⅱ電熱恒溫水浴鍋 天津市泰斯特儀器有限公司;PHSJ-3F實(shí)驗(yàn)室pH計(jì) 上海精科;SHA-BA水浴恒溫振蕩器 金壇市榮華儀器制造有限公司;SCIENTZ-12N冷凍干燥機(jī) 寧波新芝生物科技股份有限公司;T6紫外可見(jiàn)分光光度計(jì) 北京普析通用儀器有限責(zé)任公司;Hitachi S-3400N掃描電子顯微鏡、E1010離子濺射儀 上海(日立)高新技術(shù)有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 板栗淀粉的制備 首先將生板栗剝殼去皮并切碎,用0.2% NaOH 溶液浸泡過(guò)夜,然后將混合物置于組織破碎機(jī)中破碎,依次過(guò)80、200目的篩網(wǎng),最后將篩下物用蒸餾水洗滌3～4次,以4000 r/min 速率離心5 min,直至上清液為無(wú)色,除去上清液,將沉淀置于40 ℃烘箱中干燥得到板栗淀粉。

1.2.2 雙氧水氧化板栗淀粉的制備 參照陳彥逍等[13]方法,以板栗淀粉為原料,配制40%的板栗淀粉乳,邊攪拌邊加入一定量的0.4%硫酸銅溶液,用氫氧化鈉水溶液或鹽酸調(diào)節(jié)pH至一定值,緩慢加入規(guī)定量的雙氧水,恒溫反應(yīng)一定時(shí)間至所需氧化程度,再調(diào)節(jié)pH=6.0～6.5,最后加適量10%的亞硫酸鈉水溶液終止反應(yīng)。經(jīng)洗滌、烘干、粉碎得氧化板栗淀粉。

1.2.3 單因素實(shí)驗(yàn)

1.2.3.1 反應(yīng)體系pH對(duì)羧基含量的影響 固定淀粉用量5 g,30% H2O2用量為2 mL,反應(yīng)時(shí)間為4 h,反應(yīng)溫度為45 ℃,CuSO4添加量為淀粉干基的0.02%,反應(yīng)體系pH分別取4、5、6、7、8共5個(gè)水平,考察pH對(duì)羧基含量的影響。

1.2.3.2 過(guò)氧化氫用量對(duì)羧基含量的影響 固定淀粉用量5 g,反應(yīng)時(shí)間為4 h,反應(yīng)溫度為45 ℃,反應(yīng)pH為7,CuSO4添加量為淀粉干基的0.02%,30% H2O2用量分別取1、2、3、4、5、6 mL共6個(gè)水平,考察H2O2用量對(duì)羧基含量的影響。

1.2.3.3 硫酸銅用量對(duì)羧基含量的影響 固定淀粉用量5 g,30% H2O2用量為2 mL,反應(yīng)時(shí)間為4 h,反應(yīng)溫度為45 ℃,反應(yīng)pH為7,CuSO4添加量分別取淀粉干基的0%、0.01%、0.02%、0.03%、0.04%共5個(gè)水平,考察催化劑用量對(duì)羧基含量的影響。

1.2.3.4 反應(yīng)時(shí)間對(duì)羧基含量的影響 固定淀粉用量5 g,30% H2O2用量為2 mL,反應(yīng)溫度為45 ℃,反應(yīng)pH為7,CuSO4添加量為淀粉干基的0.02%,反應(yīng)時(shí)間分別取2、4、6、8、10 h共5個(gè)水平,考察反應(yīng)時(shí)間對(duì)羧基含量的影響。

1.2.4 正交實(shí)驗(yàn) 以板栗淀粉為原料,羧基含量為指標(biāo),考察pH、過(guò)氧化氫、硫酸銅、時(shí)間四個(gè)因素,安排L9(34)正交表,如表1所示。

表1 正交實(shí)驗(yàn)因素水平表Table 1 Factors and levels of the orthogonal experiment

1.2.5 羧基含量的測(cè)定 氧化淀粉的氧化程度,可以用羧基含量來(lái)衡量。其中羧基含量越高,氧化程度就越深,其分子降解程度越高,黏度越低。參照GB/T 20374-2006/ISO11214[14],稱取1 g淀粉于50 mL的錐形瓶中,加入5 mL 0.1 mol/L HCl,用磁力攪拌器攪拌30 min,用蒸餾水洗滌,以4000 r/min 速率離心5 min,重復(fù)3～4次直至上清液無(wú)Cl-(硝酸銀∶上清液=1∶5,1 min內(nèi)不出現(xiàn)渾濁或白色沉淀),用20 mL水將沉淀轉(zhuǎn)移至100 mL錐形瓶中,再加入40 mL水,放入沸水浴中攪拌至糊化,再繼續(xù)攪拌15 min,趁熱加入酚酞指示劑4滴,用0.1 mol/L NaOH滴定至粉紅色不退(30 s)為終點(diǎn)。總的羧基質(zhì)量分?jǐn)?shù),以%計(jì)算,計(jì)算公式如下:

Wc=[(cVMc×100)/m]×[100/(100-Wm)]

式中:c-滴定用的氫氧化鈉溶液的摩爾濃度,mol/L;V-滴定消耗的氫氧化鈉溶液的體積,mL;Mc-羧基的毫摩爾質(zhì)量,Mc=0.045 g/mmol;m-實(shí)驗(yàn)樣品的質(zhì)量,g;Wm-實(shí)驗(yàn)樣品的水分質(zhì)量分?jǐn)?shù),%。

1.2.6 透光率的測(cè)定 參照楊秋歌等[15]的方法,配成1%淀粉乳,取50 mL置于沸水浴中加熱攪拌15 min,并保持原有體積,冷卻至30 ℃,將糊液倒入1 cm比色皿中,用分光光度計(jì)在620 nm 波長(zhǎng)下測(cè)定糊液透光率,以蒸餾水為空白(設(shè)蒸餾水的透光率為100%)。

1.2.7 凝沉性的測(cè)定 參照唐洪波等[16]的方法,配成1%淀粉乳,先測(cè)定透光率,靜置24 h后,再測(cè)定其透光率,計(jì)算其差值,表示其凝沉性。

1.2.8 掃描電子顯微鏡(SEM)測(cè)定 參照徐忠等[17]的方法,對(duì)不同的淀粉樣品進(jìn)行掃描電子顯微鏡的檢測(cè),具體操作步驟為:首先剪取導(dǎo)電雙面膠帶,將其固定在載物臺(tái)上;然后挑取少量的干燥樣品均勻地噴灑在膠帶上;最后進(jìn)行噴金處理,并采用20 kV的電子槍加速,在不同的放大倍數(shù)下掃描、拍照。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)利用Microsoft Office Excel 2007 進(jìn)行處理,利用SPSS 19.0進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素實(shí)驗(yàn)

2.1.1 反應(yīng)體系pH對(duì)羧基含量的影響 由圖1可以看出,當(dāng)pH小于7時(shí),隨著pH的增加,氧化板栗淀粉的羧基含量也逐漸升高;當(dāng)pH等于7時(shí),其羧基含量達(dá)到最大值;當(dāng)pH大于7時(shí),其羧基含量降低。這是因?yàn)樵谒嵝詶l件下,淀粉分子之間的氫鍵較強(qiáng),反應(yīng)阻力較大,使氧化反應(yīng)速率降低,因而羧基含量較低。當(dāng)pH等于7時(shí),淀粉分子之間的氫鍵減弱,同時(shí)Cu2+會(huì)破壞淀粉顆粒結(jié)構(gòu),使羥基活化,氧化反應(yīng)速率上升,其羧基含量達(dá)到最大。當(dāng)pH進(jìn)一步增加至堿性時(shí),催化劑中的Cu2+易形成沉淀,使其催化效果下降,氧化反應(yīng)速率降低,導(dǎo)致其羧基含量降低。因此,選擇適宜的pH為7。

圖1 反應(yīng)體系pH對(duì)羧基含量的影響Fig.1 Effect of different pH on the content of carboxyl

2.1.2 過(guò)氧化氫用量對(duì)羧基含量的影響 由圖2可以看出,隨著過(guò)氧化氫用量的增加,氧化板栗淀粉的羧基含量也在逐漸升高;當(dāng)過(guò)氧化氫用量大于4 mL時(shí),其羧基含量增加趨勢(shì)變得平緩。這是因?yàn)橐婚_(kāi)始增加氧化劑的用量,氧化反應(yīng)速率會(huì)升高,使得淀粉分子鏈上更多的羥基氧化成羧基,表現(xiàn)為氧化板栗淀粉的羧基含量升高。當(dāng)過(guò)氧化氫的用量大于4 mL時(shí),氧化劑用量已經(jīng)飽和,氧化反應(yīng)速率增加趨勢(shì)平緩,表現(xiàn)為氧化板栗淀粉的羧基含量增加不明顯。綜合考慮其成本及氧化劑殘留等問(wèn)題,選擇適宜的過(guò)氧化氫用量為4 mL。

圖2 過(guò)氧化氫用量對(duì)羧基含量的影響Fig.2 Effect of amount of hydrogen peroxide on the content of carboxyl

2.1.3 硫酸銅用量對(duì)羧基含量的影響 由圖3可以看出,當(dāng)不添加硫酸銅時(shí),氧化反應(yīng)速率較低,氧化板栗淀粉的羧基含量較低;一旦加入硫酸銅,其羧基含量迅速升高,且隨著硫酸銅用量的增加,氧化板栗淀粉的羧基含量也在升高;當(dāng)硫酸銅的用量超過(guò)淀粉干基的0.02%時(shí),氧化板栗淀粉的羧基含量增加趨勢(shì)平緩。這是因?yàn)榱蛩徙~中的Cu2+對(duì)氧化反應(yīng)有著明顯的催化作用,增加硫酸銅的用量會(huì)使氧化反應(yīng)速率加快,氧化板栗淀粉的羧基含量迅速升高。但當(dāng)硫酸銅用量超過(guò)淀粉干基的0.02%時(shí),其羧基含量增加不明顯,可能是由于Cu2+對(duì)淀粉具有一定的絡(luò)合作用,核心離子被禁錮,催化效果下降,氧化反應(yīng)速率降低。因此,選擇適宜的硫酸銅用量為淀粉干基的0.02%。

圖3 硫酸銅用量對(duì)羧基含量的影響Fig.3 Effect of amount of copper sulfate on the content of carboxyl

2.1.4 反應(yīng)時(shí)間對(duì)羧基含量的影響 由圖4可以看出,隨著反應(yīng)時(shí)間的增加,氧化板栗淀粉的羧基含量逐漸升高;當(dāng)反應(yīng)時(shí)間為6 h,氧化板栗淀粉的羧基含量達(dá)到最大;當(dāng)反應(yīng)時(shí)間繼續(xù)增加,氧化板栗淀粉的羧基含量降低。這是因?yàn)楫?dāng)反應(yīng)時(shí)間較短時(shí),氧化反應(yīng)不充分,其羧基含量較低。隨著反應(yīng)時(shí)間的增加,氧化反應(yīng)逐漸充分發(fā)生,其羧基含量升高。當(dāng)反應(yīng)時(shí)間超過(guò)6 h時(shí),氧化程度進(jìn)一步加深,淀粉分子發(fā)生劇烈的局部化學(xué)反應(yīng),致使淀粉分子高度降解并產(chǎn)生碎片,氧化板栗淀粉的羧基含量降低。因此,選擇適宜的反應(yīng)時(shí)間為6 h。

圖4 反應(yīng)時(shí)間對(duì)羧基含量的影響Fig.4 Effect of reaction time on the content of carboxyl

2.2 正交優(yōu)化實(shí)驗(yàn)

雙氧水氧化板栗淀粉的正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果,如表2所示。

表2 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 2 Results of orthogonal experiment

由表2可知,對(duì)氧化板栗淀粉羧基含量的影響順序?yàn)?過(guò)氧化氫>硫酸銅>反應(yīng)時(shí)間>pH;最佳工藝條件為:A1B3C3D3,即:pH為6、過(guò)氧化氫用量為5 mL、硫酸銅用量為淀粉干基的0.03%、時(shí)間為8 h。然后,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行方差分析,如表3所示。

表3 方差分析Table 3 Analysis of variance

注:*表示差異顯著(p<0.05)。

由表3可以看出,過(guò)氧化氫對(duì)羧基含量影響顯著,其他因素pH、硫酸銅、時(shí)間對(duì)羧基含量影響不顯著。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析得出最佳工藝參數(shù):pH為6、過(guò)氧化氫用量為5 mL、硫酸銅用量為淀粉干基的0.03%、時(shí)間為8 h,雙氧水氧化板栗淀粉的羧基含量達(dá)到最大值53.79%。

2.3 透光率分析

分別選取不同樣品:馬鈴薯淀粉、玉米淀粉、紅薯淀粉、原板栗淀粉、氧化板栗淀粉1號(hào)(羧基含量=26.99%,由正交實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)號(hào)為1的條件制得)及氧化板栗淀粉2號(hào)(羧基含量=53.79%,由優(yōu)化實(shí)驗(yàn)中最佳工藝參數(shù)條件制得),測(cè)定透光率,其結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 不用樣品的透光率測(cè)定結(jié)果(%)Table 4 Transmittance for different samples(%)

注:利用ANOVA進(jìn)行顯著性分析,同行字母不同表示差異顯著(p<0.05)。

由表4可以看出,原板栗淀粉的透光率在玉米淀粉和薯類淀粉之間,即透光率大于玉米淀粉,小于馬鈴薯淀粉和紅薯淀粉;經(jīng)過(guò)氧化改性后,與原板栗淀粉相比,氧化板栗淀粉的透光率顯著增加,且氧化度越高,透光率越大。影響透光率的主要因素有:膨脹顆粒的大小和支鏈淀粉的比例,其膨脹顆粒尺寸越大,支鏈淀粉比例越多,會(huì)增加光的透射量,提高透光率[18]。一般來(lái)說(shuō),薯類的支鏈淀粉含量最高,其次是板栗、玉米,所以薯類淀粉的透光率高于板栗淀粉和玉米淀粉。經(jīng)過(guò)氧化改性后,羥基被取代成羧基,羧基具有空間排斥效應(yīng)及靜電效應(yīng),會(huì)阻礙分子間的相互締合,導(dǎo)致顆粒尺寸變大;且氧化反應(yīng)使淀粉顆粒的水合能力增強(qiáng),在水中的分散性變大,因而透光率提高。

2.4 凝沉性分析

分別選取不同樣品:馬鈴薯淀粉、玉米淀粉、紅薯淀粉、原板栗淀粉、氧化板栗淀粉1號(hào)(羧基含量=26.99%)及氧化板栗淀粉2號(hào)(羧基含量=53.79%),通過(guò)測(cè)定其透光率前后變化的差值,繪制透光率變化柱形圖,分析其凝沉效果,其結(jié)果見(jiàn)圖5。

圖5 透光率變化Fig.5 Change of light transmittance

由圖5可以看出,原板栗淀粉的凝沉性比較大,僅小于紅薯淀粉;經(jīng)過(guò)氧化改性后,原板栗淀粉的凝沉性明顯減小,而且氧化度越高,凝沉性越小。這是因?yàn)榈矸劢?jīng)氧化后,一方面,直鏈淀粉的含量減少,支鏈淀粉的空間結(jié)構(gòu)會(huì)防止分子間的結(jié)合,導(dǎo)致糊的凝沉性減弱;另一方面,生成的羧基含量越多,淀粉分子的親水性越強(qiáng);且羧基的負(fù)電荷可以阻礙淀粉分子鏈的聚合老化,達(dá)到良好的抗凝沉效果。

2.5 掃描電子顯微鏡分析

分別選取不同樣品:原板栗淀粉、氧化板栗淀粉1號(hào)(羧基含量=26.99%)及氧化板栗淀粉2號(hào)(羧基含量=53.79%),通過(guò)SEM分析,得到其在放大倍數(shù)為3.00k下的掃描電鏡圖,如圖6所示。

圖6 不同樣品的掃描電鏡圖(3.00k×)Fig.6 Scanning electron microscopy(3.00k×)for different samples

由圖6可知,不同種類的淀粉,其顆粒形態(tài)存在很大的差異。經(jīng)過(guò)氧化改性后,與原板栗淀粉相比,由圖6(b、c)可以看出,淀粉顆粒表面變得粗糙,且隨著氧化程度的加深,產(chǎn)生不同程度的裂痕、腐蝕和破損。當(dāng)羧基含量為26.99%時(shí),淀粉大多數(shù)的顆粒表面產(chǎn)生裂痕;當(dāng)羧基含量為53.79%時(shí),顆粒產(chǎn)生腐蝕、破裂。這種現(xiàn)象的發(fā)生是由于淀粉顆粒的非結(jié)晶區(qū)結(jié)構(gòu)松散,結(jié)晶區(qū)結(jié)構(gòu)緊密,當(dāng)進(jìn)行氧化反應(yīng)時(shí),非結(jié)晶區(qū)的層間質(zhì)點(diǎn)結(jié)合力弱,會(huì)首先遭到破壞,表現(xiàn)為顆粒形態(tài)發(fā)生破損。隨著氧化程度的加深,顆粒的非結(jié)晶區(qū)破損程度增大,結(jié)晶區(qū)也存在一定程度的破壞,表現(xiàn)為顆粒遭到腐蝕,產(chǎn)生破裂,不能維持原有形態(tài)[19]。

3 結(jié)論

通過(guò)單因素和正交優(yōu)化實(shí)驗(yàn),得出了雙氧水制備氧化板栗淀粉的最佳工藝參數(shù):pH為6、過(guò)氧化氫用量為5 mL、硫酸銅用量為淀粉干基的0.03%、時(shí)間為8 h。在此條件下,雙氧水氧化板栗淀粉的羧基含量達(dá)到最大值53.79%。同時(shí),通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析與驗(yàn)證,證實(shí)數(shù)據(jù)真實(shí)可靠,具有較高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。與原板栗淀粉相比,雙氧水氧化板栗淀粉的透光率有明顯的提高,且隨著氧化淀粉的羧基含量由26.99%升高至53.79%,其透光率由89.34%±0.03%升高至91.05%±0.23%,而凝沉性則隨著氧化程度加深而顯著降低。原板栗淀粉經(jīng)氧化改性后,淀粉顆粒表面變得粗糙,且會(huì)產(chǎn)生不同程度的裂痕、腐蝕和破損。

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Preparation and properties of chestnut starch oxidized by hydrogen peroxide

JIA Yi-fan,QIU Zeng-lian,WANG Tao,WANG Feng-jun*

(College of Biological Science and Technology,Beijing Forestry University,Beijing Key Laboratory of Forest Food Processing and Safety,Beijing 100083,China)

This wet process involves homemade chestnut starch as a raw material,hydrogen peroxide as an oxidant,and copper sulphate as a catalyst. In this study,the optimized conditions for oxidized chestnut starch and its physicochemical and structural properties were investigated. The results showed that the optimum preparation conditions were as follows:pH6,hydrogen peroxide∶chestnut starch=1∶1(V/W),copper sulfate amount was 0.03% of the dry starch and time for 8 h. Under the optimum process conditions,carboxyl content reached the highest degree of 53.79%. As the carboxyl content increased from 26.99% to 53.79%,light transmittance research showed that transparency improved from 89.34% to 91.05%,however,the retrogradation was reduced by the oxidation at the same time. The SEM indicated that the surface of chestnut starch granules turned into rough,and exhibited different degrees of cracks,corrosion and worn after oxidation.

hydrogen peroxide chestnut starch;carboxyl content;light transmittance;coagulation sink;SEM

2016-08-09

賈一凡(1991-)，女，碩士研究生，主要從事淀粉性質(zhì)方面的研究,E-mail:jiayifan@bjfu.edu.cn。

*通訊作者:王豐俊(1975-)，男，博士，副教授，主要從事油脂與植物蛋白方面的研究,E-mail:wangfengjun@bjfu.edu.cn。

中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金(TD2012-03)。

TS235.4

B

:1002-0306(2017)04-0242-05

10.13386/j.issn1002-0306.2017.04.037