交聯(lián)酯化淀粉糊化性質(zhì)的研究

盧艷敏，邱立忠，夏鳳清，卞希良，孫純銳，陳玲

（1.諸城興貿(mào)玉米開發(fā)有限公司，山東諸城262218；2.華南理工大學(xué)輕工與食品學(xué)院，廣東廣州510641）

交聯(lián)酯化淀粉糊化性質(zhì)的研究

盧艷敏1，2，邱立忠1，夏鳳清1，卞希良1，孫純銳1，陳玲2，*

（1.諸城興貿(mào)玉米開發(fā)有限公司，山東諸城262218；2.華南理工大學(xué)輕工與食品學(xué)院，廣東廣州510641）

以木薯淀粉為原料，利用醋酸酐與己二酸的混合酸酐制備了乙酰化雙淀粉己二酸酯。利用Brabender黏度計，通過不同的測試方法，評價了樣品的糊化性質(zhì)。結(jié)果表明：同一樣品在不同測試溫度下，樣品的糊化溫度沒有明顯變化，但是糊化過程中黏度差異性較大；而兩樣品在不同糊化測試溫度下表現(xiàn)出了不同的差異性；隨著測試溫度的提高，樣品的峰值黏度呈下降趨勢，回升值呈上升趨勢。樣品在1.5℃/min升溫速度條件下的糊化溫度低于在3℃/min條件下的；隨著升溫速度的提高，樣品在冷卻階段結(jié)束時的黏度和回升值均呈下降趨勢。在250 r/min條件下，樣品的黏度顯著高于在75r/min條件下的；在250r/min條件下，在95℃保溫階段，樣品的黏度呈下降趨勢。

乙酰化雙淀粉己二酸酯；Brabender黏度計；糊化性質(zhì)

乙酰化雙淀粉己二酸酯是利用己二酸和醋酸酐的混合酸酐對淀粉進行交聯(lián)和酯化，對淀粉進行雙重變性得到的復(fù)合變性淀粉[1]。經(jīng)此法改性后的變性淀粉通常具有極佳的抗析水性，良好的透明度、低溫穩(wěn)定性和耐酸性[2]。引入乙酰基，使淀粉具有較低的糊化溫度、較高的熱黏度以及好的成膜性和抗老化性[3-4]；交聯(lián)鍵則可以增大淀粉的糊黏度，提高熱糊穩(wěn)定性和凍融穩(wěn)定性[5-6]。乙酰化雙淀粉己二酸酯可廣泛應(yīng)用于低溫肉制品，面制品等相關(guān)行業(yè)[7-9]。本文利用混合酸酐制備了兩種不同改性程度的乙酰化雙淀粉己二酸酯樣品，利用Brabender黏度計，通過不同的測定方法，對樣品的糊化性質(zhì)進行了評價，研究不同測定方法對乙酰化雙淀粉己二酸酯糊化性質(zhì)的影響。

1 材料與方法

1.1 材料

木薯淀粉：泰國超級電機制粉有限公司，食品級；醋酸酐：淄博魯中化工輕工有限公司，99%；己二酸、氫氧化鈉、鹽酸：國藥集團，分析純。

1.2 主要儀器設(shè)備

Viscograph-E型Brebender黏度計：德國Braben－der公司；S312-90數(shù)顯恒速攪拌器：上海申生科技有限公司；DK-98-II電熱恒溫水浴鍋：天津市泰斯特儀器有限公司；DELTA320精密pH計：梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司。

1.3 乙酰化雙淀粉己二酸酯的制備[10-12]

木薯淀粉300 g（干基），添加500 mL蒸餾水調(diào)成淀粉乳，將淀粉乳轉(zhuǎn)移至三口燒瓶并置于恒溫水浴器中35℃保溫，保持?jǐn)嚢琛Ｒ?%的氫氧化鈉調(diào)節(jié)淀粉乳的pH值至8.8，將己二酸/醋酸酐質(zhì)量比為1∶30的混合酸酐15 g緩慢地滴加至淀粉乳中反應(yīng)，并保持淀粉乳的溫度和pH值不變。反應(yīng)完畢后，用10%的鹽酸中和至pH值為6，過濾，洗滌，干燥，即可得到一定改性程度的乙酰化雙淀粉己二酸酯。改變混合酸酐的添加量可以得到不同取代度和不同交聯(lián)程度的乙酰化雙淀粉己二酸酯。

1.4 不同測定方法對乙酰化雙淀粉己二酸酯糊化性質(zhì)的影響

制備出改性程度不同的兩個樣品，利用Brabender黏度計評價樣品的糊化性質(zhì)。通過改變測定方法，考察不同測定方法對乙酰化雙淀粉己二酸酯糊化性質(zhì)的影響。

1.4.1 最高糊化溫度對糊化性質(zhì)的影響

保持其他測定條件不變，在最高測定溫度分別為75、85℃，條件下保溫20 min，分別評價兩個樣品的糊化性質(zhì)，考察最高糊化溫度對乙酰化雙淀粉己二酸酯糊化性質(zhì)的影響。

1.4.2 升溫速度對糊化性質(zhì)的影響

保持其他測定條件不變，在升溫速度為1.5、3℃/min條件下，分別評價兩個樣品的糊化性質(zhì)，考察升溫速度對乙酰化雙淀粉己二酸酯糊化性質(zhì)的影響。

1.4.3 測定轉(zhuǎn)速對糊化性質(zhì)的影響

保持其他測定條件不變，在測定轉(zhuǎn)速為75、250 r/min條件下，分別評價兩個樣品的糊化性質(zhì)，考察轉(zhuǎn)速對乙酰化雙淀粉己二酸酯糊化性質(zhì)的影響。

2 結(jié)果與討論

2.1 測定溫度對糊化性質(zhì)的影響

在最高糊化溫度分別為75、85℃條件下保溫20 min測試得到的Brabender曲線如圖1～圖2所示，測試所得評價數(shù)據(jù)如表1所示。

圖1 75℃測定條件下樣品的Brabender曲線圖Fig.1 Brabender curve at 75℃

圖2 85℃測定條件下樣品的Brabender曲線圖Fig.2 Brabender curve at 85℃

表1 樣品在不同溫度下的測試評價數(shù)據(jù)Table 1 Value data at different temperature

由圖1～圖2可見，在不同測試溫度下，樣品1的黏度均高于樣品2的黏度，但在不同的測試溫度下，它們之間的差異不同。在75℃條件下，兩者差異最明顯；在85℃條件下，兩者的黏度接近，差異最小，說明兩個不同的樣品，在不同的測試條件下表現(xiàn)出的差異性是不同的。同時由表1可以看出，同一樣品在不同的測試溫度下，糊化開始溫度差異較小，但是糊化過程中各階段黏度差異較大。以上說明糊化溫度對淀粉糊化性質(zhì)的影響較大，在測試樣品過程中要根據(jù)使用條件，選擇合適的黏度測試溫度，評價樣品的優(yōu)劣和差異性。

2.2 升溫速度對糊化性質(zhì)的影響

在 1.5℃/min和 3℃/min條件下測試得到的Brabender曲線如圖3和圖4所示，測試所得評價數(shù)據(jù)如表2所示。

圖3 升溫速度1.5℃/min條件下樣品的Brabender曲線圖Fig.3 Brabender curve at 1.5℃/min

圖4 升溫速度3℃/min條件下樣品的Brabender曲線圖Fig.4 Brabender curve at 3℃/min

表2 樣品在不同升溫速度下的測試評價數(shù)據(jù)Table 2 Value data at different increasing temperature

由圖3和圖4可見，在不同升溫速度條件下，樣品1的黏度高于樣品2的黏度，但在95℃保溫階段，它們之間的差異明顯不同，在1.5℃/min升溫條件下，二者的黏度幾乎相同。由表2可見，樣品1和樣品2在1.5℃/min條件下的糊化溫度均低于在3℃/min條件下的，這是因為在1.5℃/min條件下，測試所需時間較長，淀粉乳在測試筒內(nèi)停留時間更長，有更多的時間供淀粉吸水膨脹[13-15]，因此淀粉更容易糊化所以在此條件下測得的糊化溫度較低。升溫速度快慢對糊化溫度影響較大，在該產(chǎn)品使用過程中，加工工藝及設(shè)備不同會對升溫速度有所影響，會導(dǎo)致產(chǎn)品的糊化性狀有差異[16-18]。隨著升溫速度的提高，樣品1和樣品2在冷卻階段結(jié)束時的黏度和回升值均呈下降趨勢。

圖5 測定轉(zhuǎn)速75 r/min條件下樣品的Brabender曲線圖Fig.5 Brabender curve at 75 r/min

2.3 測定轉(zhuǎn)速對糊化性質(zhì)的影響

在 75 r/min和 250 r/min條件下測試得到的Brabender曲線如圖5和圖6所示，測試所得評價數(shù)據(jù)如表3所示。

圖6 測定轉(zhuǎn)速250 r/min條件下樣品的Brabender曲線圖Fig.6 Brabender curve at 250 r/min

表3 樣品在不同測定轉(zhuǎn)速下的測試評價數(shù)據(jù)Table 3 Value data at different spindle speed

由圖5和圖6可見，在不同測定轉(zhuǎn)速條件下，樣品1的黏度均高于樣品2的黏度，但在250 r/min條件下，樣品1和樣品2的黏度顯著高于在75 r/min條件下測得的數(shù)值，這是因為在250 r/min條件下轉(zhuǎn)子的阻力遠(yuǎn)高于在75 r/min條件下的，因而黏度計測得的黏度值高；另外在250 r/min條件下，在95℃保溫階段，兩個樣品的黏度呈下降趨勢，這是因為在250 r/min條件下，淀粉糊液所受的剪切力顯著高于75 r/min條件下的，在高剪切力作用下，淀粉糊液黏度下降。由表3可見，樣品1和樣品2在75 r/min條件下的評價數(shù)據(jù)均低于在250 r/min條件下的，這主要就是因為在250 r/min條件下測得樣品的黏度值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于在75 r/min條件下測得的數(shù)值。淀粉糊的假塑性流體特征，使它對剪切速度表現(xiàn)出了不同糊化特性，剪切速率越大，黏度越低，在使用過程中對于需要進行快速攪拌，均質(zhì)或者經(jīng)過膠體磨的加工工藝，要考慮選擇耐剪切的乙酰化雙淀粉己二酸酯使用，才能滿足加工工藝要求[19-21]。

3 結(jié)論

1）糊化溫度對淀粉糊化性質(zhì)的影響較大，在測試樣品過程中要根據(jù)使用條件，選擇合適的黏度測試溫度，評價樣品的優(yōu)劣和差異性。

2）樣品在1.5℃/min升溫速度條件下的糊化溫度低于在3℃/min條件下的；隨著升溫速度的提高，樣品在冷卻階段結(jié)束時的黏度和回升值均呈下降趨勢。升溫速度對糊化溫度影響較大。

3）在250 r/min條件下，樣品的黏度顯著高于在75 r/min條件下的；在250 r/min條件下，在95℃保溫階段，兩個樣品的黏度呈下降趨勢。剪切速率對淀粉糊化過程中的黏度影響較大，對于使用過程中存在高剪切的工藝要選擇耐剪切的乙酰化雙淀粉己二酸酯。

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The Study on Gelatinization Properties of Cross-linked and Acetylated Starch

LU Yan-min1，2，QIU Li-zhong1，XIA Feng-qing1，BIAN Xi-liang1，SUN Chun-rui1，CHEN Ling2，*
（1.Zhucheng Xingmao Corn Developing CO.，LTD.，Zhucheng 262218，Shandong，China；2.College of Light Industry and Food Sciences，South China University of Technology，Guangzhou 510641，Guangdong，China）

The gelatinization characteristic of acetylated distarch adipate prepared by tapioca starch with adipic acetic mixedanhydridewasresearched by the Brabender viscometer with different methods.The results showed that the beginning temperature of the same sample did not changed significantly，but the the curves had difference in the two testing temperature；the beginning of gelatinization temperature at the speed of 1.5℃/min was lower than at the speed of 3℃/min；as the heating rate increased，the viscosity of end of cooling period and setback of the samples showed a down trend.The viscosity of samples under the condition of 250 r/min was significantly higher than the 75 r/min；the viscosity of samples showed a down trend at the 95℃holding periodunder the condition of 250 r/min.

acetylated distarch adipate；Brabender viscometer；gelatinization characteristic

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.12.002

2017-03-01

國家十二五科技支撐計劃（2015BAD16B06）

盧艷敏（1982—），女（漢），講師，博士，主要從事淀粉深加工研究。

*通信作者：陳玲（1961—），女（漢），教授，博士生導(dǎo)師，博士，主要從事淀粉功能化修飾及營養(yǎng)調(diào)控領(lǐng)域研究。