木薯淀粉醚化功能特性-羥丙基

-z.木薯淀粉醚化功能特性—羥丙基摘要淀粉是食品中具有膠化屬性的重要生物化合物。其膠化屬性因?yàn)槭称返娘L(fēng)味和食品物性特征的需要而在食品工業(yè)中得到很好的探究。全世界生產(chǎn)的淀粉，巴西做了很大的奉獻(xiàn)。但使用的改性淀粉是進(jìn)口的，而且很貴。這項(xiàng)工作的目標(biāo)是在以較低的價(jià)格且符合巴西實(shí)際情況的條件下，從木薯淀粉中開(kāi)展出羥丙基淀粉。DHPS〔二羥基淀粉〕是用一個(gè)不太昂貴且危害性較小的取代分子乙二醇生產(chǎn)。對(duì)DHPS物化性質(zhì)、回生和微觀構(gòu)造進(jìn)展研究，并與在食品工業(yè)中廣泛使用的本地玉米、木薯淀粉和商業(yè)HPS(羥丙基木薯淀粉)進(jìn)展對(duì)此。相比擬于HPS、木薯淀粉和本地玉米淀粉，DHPS在膨脹度、黏度、低凝點(diǎn)、較高的凍融穩(wěn)定性等方面表現(xiàn)出巨大的價(jià)值。當(dāng)與商業(yè)HPS作比擬時(shí)，DHPS的細(xì)微構(gòu)造未改性，回生和物化性質(zhì)均優(yōu)于DHPS，這說(shuō)明其在食品工業(yè)生產(chǎn)中的使用。關(guān)鍵詞木薯玉米雙羥丙基淀粉醚化羥丙基淀粉淀粉簡(jiǎn)介在大多數(shù)食品當(dāng)中，淀粉目前是與描述大多數(shù)加工產(chǎn)品的工藝特征有關(guān)的。天然淀粉在食品工業(yè)中是高價(jià)值的天然原料。由于它的膨脹度和膠化屬性使它成為很多食品產(chǎn)品中極好的成分。為了到達(dá)滿足固定準(zhǔn)確的化學(xué)和食品工業(yè)要求的目的，淀粉可以通過(guò)替代、衰變而到達(dá)物理改變或化學(xué)改變。醚化是最適宜的方法之一。隨著親脂性基團(tuán)的添加的改變，這使得淀粉有很強(qiáng)的穩(wěn)定性，使得淀粉能夠在水油乳劑中使用。根據(jù)kaur.etal(2004)的研究，一些外鄉(xiāng)植物的微粒展現(xiàn)出獨(dú)特的特性。例如對(duì)機(jī)械壓力和熱力的波動(dòng)、熱溶解、程度大的回生有著較小的抵抗力。因此，這限制了它們?cè)谑称分械膽?yīng)用，在加工和儲(chǔ)藏方面需要更大的穩(wěn)定性。巴西人為外鄉(xiāng)淀粉國(guó)際市場(chǎng)做了很大的奉獻(xiàn)，特別是擁有適當(dāng)工藝科技的具有更好價(jià)值的木薯淀粉。木薯淀粉與谷類淀粉相比，是一種很根底的淀粉，擁有一些例如糊化溫度、膠化點(diǎn)、直鏈淀粉含量低、回生趨勢(shì)慢等特性。為了改進(jìn)淀粉木薯產(chǎn)品，木薯淀粉性能將被探測(cè)與研究出它專屬的特性。淀粉羥化改善了物化特性，提高了應(yīng)用范圍。根據(jù)choi和kerr〔2003〕的研究，木薯在化學(xué)方面的改造是在通過(guò)對(duì)本地木薯進(jìn)展醚化得以實(shí)現(xiàn)，特別是改善淀粉膠體和黏度特性。另外還有，回生這一特性為它們?cè)谑称饭I(yè)上的應(yīng)用作出了奉獻(xiàn)。

結(jié)凍食品使用改進(jìn)后的淀粉，因?yàn)橛辛诉@一成分，增強(qiáng)了結(jié)凍食品對(duì)凍融循環(huán)的抗強(qiáng)力，減少了缺損。淀粉醚生產(chǎn)和羥丙基淀粉提高了淀粉的含水量，因?yàn)樗肿雍偷矸畚⑿☆w粒新位置之間形成的分子間的鍵。雖然這是一大優(yōu)勢(shì)，但它限制約束了巴西的HPS產(chǎn)品。因?yàn)樘娲乇┭趸镄枰M(jìn)口，正如這項(xiàng)產(chǎn)品的高風(fēng)險(xiǎn)操作一般。這項(xiàng)工程的目的是證實(shí)羥丙基在物化性質(zhì)和回生特性上的影響，以便評(píng)估外鄉(xiāng)木薯淀粉、玉米淀粉、HPS和DHPS。原料及方法原料在當(dāng)?shù)氐氖袌?chǎng)上買來(lái)外鄉(xiāng)木薯和玉米淀粉。主要的羥丙基淀粉是由Lorenz1-氯-2,3環(huán)氧丙烷〔環(huán)氧氯丙烷〕獲得，工業(yè)硫酸、逆流的水用來(lái)在巴西圖巴朗圣卡塔琳娜州的圣卡塔琳娜州南方大學(xué)〔UNISUL〕的有機(jī)合成實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)氯丙烯乙二醇〔CPG〕。所有的化學(xué)藥品都是分析純。方法二羥丙基木薯淀粉的準(zhǔn)備〔DHPS〕含有CPG〔氯丙烯乙二醇〕木薯淀粉的醚化是在和50%〔質(zhì)量濃度〕NaOH溶液一起靜置在反響器中，通過(guò)圣卡塔琳娜州〔巴西〕TrezedeMsio在INQUIL〔印度工業(yè)化學(xué)〕的大量導(dǎo)試試點(diǎn)。水分和灰分含量〔%〕水分和灰分的含量分別由AOAC92.19和923.03方法測(cè)定直鏈淀粉的含量〔%〕直鏈淀粉由Williams〔1970〕方法測(cè)定。它使用由木薯淀粉中提取的直鏈淀粉和支鏈淀粉作為標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)McCready和Hassid〔1943〕步驟測(cè)得。黏度黏度由在水中6.0%〔質(zhì)量分?jǐn)?shù)〕淀粉的懸浮液在1.5℃min-1、75r.p.m的條件下加熱,直至90℃停頓并在90℃下保存30分鐘，在一Brabender連續(xù)黏度中冷卻至50℃。膨脹度和溶解度〔%〕淀粉的膨脹度和溶解度由水中3.0%〔質(zhì)量分?jǐn)?shù)〕的淀粉懸浮液用Leach法固定的攪拌并加熱至90℃這一過(guò)程測(cè)定。在660.106g的離心機(jī)速率下將膠體離心別離。根據(jù)方程式1和2的量化分辨出可溶解局部和溶膠淀粉，再對(duì)剩余的膠體從可溶解局部中移出并且在指定容器中進(jìn)一步枯燥之后，稱量。SP=膠體重量×100/正確的樣品干基質(zhì)量其中：SP為膨脹度SI=枯燥殘留的重量〔g〕×水的重量〔g〕×100/(正確的樣品干基質(zhì)量×25)其中：SI為溶解指數(shù)：即單位ml水內(nèi)溶解的體積糊明晰糊明晰根據(jù)Craig法〔1989〕測(cè)定，水中1.0%〔質(zhì)量分?jǐn)?shù)〕的淀粉懸浮液在沸水浴中加熱30min，每5min搖動(dòng)一次，最后的溶膠液在25℃下冷卻，讀取分光光度計(jì)650nm條件下的吸光度摩爾取代度的測(cè)定HPS和DHPS的摩爾取代度的測(cè)定是根據(jù)jones和riddick(1957)的方法。HPS和DHPS樣品稱量0.05-0.10g。在已參加了25ml2mol/L的硫酸溶液的測(cè)定容積為100的儀器中，在水浴中加熱直至樣品溶，冷卻至室溫，參加蒸餾水直至100ml，取0.5ml混合液轉(zhuǎn)移到25mlFdioWu試管中，滴加0.4ml濃硫酸，在冷水浴中搖勻。將試管在沸水浴中加熱34分鐘后，轉(zhuǎn)移至冰水浴中，然后邊搖動(dòng)邊參加5.0%的ninhidrin試劑0.3ml。將溶液放置在25℃條件下100分鐘，將量調(diào)整至12.5ml。在分光光度計(jì)590nm的波長(zhǎng)下讀取一個(gè)值，用改進(jìn)淀粉溶液作為參考〔標(biāo)準(zhǔn)〕。移取50μg/ml、60μg/ml、70μg/ml、80μg/ml、100μg/ml各0.5ml置于25mlFolinWu試管中，滴加濃硫酸，將試管置于冷水浴中搖動(dòng)，其他試樣與標(biāo)準(zhǔn)溶液操作步驟一樣，重復(fù)操作，淀粉中丙烯乙二醇的濃度可以計(jì)算出來(lái)，根據(jù)方程式3，轉(zhuǎn)化為相等的羥丙基基團(tuán)在單位質(zhì)量的摩爾取代物。MS=162W/100M-(M-1)W其中：MS:摩爾取代物W:每100mg干淀粉中等價(jià)含有的羥丙基基M:C3H6O分子質(zhì)量為58回生回生根據(jù)改善的Albrecht方法來(lái)評(píng)估。準(zhǔn)備0.2%的淀粉懸浮液，在100℃沸水浴中成膠狀，冷卻，并置于封閉的定量分析試管中儲(chǔ)存。將膠體準(zhǔn)備三分，無(wú)規(guī)律的分發(fā)在冰箱中，每天，在吸光光度計(jì)624nm的條件下進(jìn)展吸光度分析，連續(xù)12天。凍融穩(wěn)定性為了分析淀粉結(jié)冰和溶解的穩(wěn)定性，應(yīng)使用white(1989)方法。5.0%的淀粉水溶液，在95℃下加熱30分鐘，并不斷搖晃。稱取20g糊化狀物置于聚丙烯離心機(jī)試管中1.5小時(shí)，服從-18℃結(jié)冰30℃溶解，接著在離心機(jī)中以1320.106g的離心力離心30分鐘。膠體脫水收縮，稱取從膠體中別離出來(lái)的水，表達(dá)為在離心機(jī)試管中試樣總和別離出的液體所占百分比。實(shí)驗(yàn)這方面需要實(shí)施六次凍融循環(huán)。膠體脫水收縮率=出去的水的質(zhì)量×100/膠狀式樣的總質(zhì)量瀏覽淀粉的電子顯微鏡使用通過(guò)觀察顯微鏡，能夠準(zhǔn)確的看到本地木薯和玉米淀粉、HPS和DHPS試樣的微小構(gòu)造。一臺(tái)phillips電子顯微鏡，調(diào)整為鎢燈絲電源、感性電流電子偵查器、*L30模式。數(shù)據(jù)分析所有的決定因素都是一式三份的進(jìn)展。處理樣品的平均數(shù)使用統(tǒng)計(jì)學(xué)6.0軟件的數(shù)據(jù)測(cè)試進(jìn)展比擬。結(jié)果及討論由淀粉含水的懸浮液到膠體的轉(zhuǎn)變，當(dāng)加熱的時(shí)候使得黏度大大增加，這也是淀粉最重要的特性〔franco2001年實(shí)驗(yàn)證明〕。因此，這項(xiàng)工作是都淀粉樣品黏度的研究和比擬〔表1〕。在使用HPS樣品時(shí)，HPS的黏度隨著加熱過(guò)程不斷上升，在35℃時(shí)有最大黏度。DHPS從膠點(diǎn)溫度開(kāi)場(chǎng)提升黏度，在整個(gè)加熱過(guò)程中一直上升。根據(jù)kaur2004實(shí)驗(yàn)研究，由于顆粒組成的力的縮小，羥丙基淀粉在這一特征上呈現(xiàn)出變動(dòng)。在冷卻時(shí)，本地淀粉黏度的增加與它直鏈淀粉的含量有關(guān)。然而，這一理由與改進(jìn)淀粉與直接關(guān)系。與當(dāng)?shù)氐矸圻M(jìn)展比擬時(shí)，這展現(xiàn)了在冷卻過(guò)程中直鏈淀粉含量低的高黏度。因?yàn)橐驗(yàn)樗疂B透的增加，縣城羥丙基顆粒組成的力減小，這個(gè)現(xiàn)象已經(jīng)發(fā)生。本地木薯和玉米淀粉在加熱過(guò)程中顯示出較低波動(dòng)的抵抗力。當(dāng)與DHPS比擬時(shí)，從開(kāi)場(chǎng)加熱到冷卻，它在黏度上表現(xiàn)出連續(xù)的增長(zhǎng)。franco〔2001〕的研究曾斷言，木薯淀粉顆粒因?yàn)楦吲蛎浂茸C明了高度擴(kuò)*，相互之間應(yīng)城的力很軟弱，因?yàn)闄C(jī)械震動(dòng)，這就導(dǎo)致了在烹調(diào)時(shí)緊跟著黏度減小的一個(gè)峰值。醚化淀粉HPS和DHPS即使是出自一樣的原料，都是木薯淀粉，它們最大黏度展現(xiàn)出所對(duì)應(yīng)的溫度依然各不一樣。主要的原因是因?yàn)榧庸しN類不同。DHPS是用閃蒸枯燥器枯燥，它展現(xiàn)出一個(gè)高的最大黏度峰值溫度。然而，對(duì)于HPS是在一個(gè)滾筒枯燥器中枯燥，呈現(xiàn)一個(gè)低的最大黏度峰值溫度。需要對(duì)這一特征進(jìn)展補(bǔ)充的是，DHPS在冷卻時(shí)呈現(xiàn)了高黏度，這是它作為食品添加劑時(shí)需要考慮的。外鄉(xiāng)淀粉和改進(jìn)后的淀粉展現(xiàn)了重要明顯的黏度特征，決定他們各自不同的工業(yè)應(yīng)用。其他一些重要的，也顯露出淀粉應(yīng)用的特征是直鏈淀粉含量、透明晰、膨脹度、溶解度指數(shù)，從表2的研究中可以說(shuō)明。冷卻時(shí)黏度價(jià)值與直鏈淀粉的含量有關(guān)，因?yàn)橛衩椎矸壅宫F(xiàn)出最不透明額度交替和最高直鏈淀粉含量。本地淀粉在膨脹度上展現(xiàn)出較低的價(jià)值。這與kaur研究了羥基化土豆和本地木薯淀粉的物化性質(zhì)的比照得出的結(jié)論是一致的。TheLordrillmodifiedstarch〔HPS〕展現(xiàn)出最高溶解指數(shù)和低直鏈淀粉含量。這一事實(shí)證明了可溶解的物質(zhì)不是直鏈淀粉，而是在改性淀粉產(chǎn)品過(guò)程中其他的水溶性物質(zhì)。結(jié)果證明是樣品中高的灰分含量〔表3〕。與HPS不同的是，DHPS展現(xiàn)出淀粉1,48gg-100的溶解指數(shù)、低灰分含量和直鏈淀粉值。本地淀粉和DHPS灰含量相似，而HPS灰含量是非常優(yōu)越的。木薯淀粉展現(xiàn)出高水分含量，HPS展現(xiàn)出最低的值〔表3〕。根據(jù)巴西的ANVISA建立的準(zhǔn)則及標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際委員會(huì)第12條法令規(guī)定的，本地木薯和玉米淀粉的最大含水量為14%，在這項(xiàng)工作研究的本地淀粉與ANVISA要求一樣注重濕度。對(duì)于HPS和DHPS，在文學(xué)作品中還未看到灰分和水分值的極限。取代物程度是醚化過(guò)程評(píng)價(jià)的一個(gè)重要參數(shù)。它能鑒定出每葡萄糖單元所含取代團(tuán)分子個(gè)數(shù)，當(dāng)然，這個(gè)定義只適用于聚合的取代物。醚化取代物的反響最初需要含堿作用物作用下的淀粉活化，使得OH容易添加形成淀粉O，這種反響的淀粉類型為O，與丙烯氧化物這一取代分子反響，最終生成雙分子取代物和羥丙基淀粉。然而，羥丙基作用的效率被所用的試劑深深影響，主要依靠堿和醚反響物顆粒的擴(kuò)散與滲透。醚化成功的另外一個(gè)重要伊蘇就是丙烯氧化物和親核淀粉之間碰撞的發(fā)生〔Paletal.,2000〕。從注重羥丙基淀粉可允許取代物食品藥物行政管理的建議，為了在食品工業(yè)中公式化的使用，限制摩爾取代度的值為0.2(Diasetal.,1997)。根據(jù)Pal〔2000〕對(duì)玉米和茶色羥丙基淀粉的研究顯示，F(xiàn)DA的建議沒(méi)有考慮到?jīng)]重點(diǎn)分的特殊性。本地帶奶粉有明顯的形態(tài)上的、功能的和物化上的特性，這就需要給每一種淀粉一個(gè)摩爾取代物的限度。由木薯淀粉分化而來(lái)的在這個(gè)工程中被研究的HPS和DHPS對(duì)FDA的限制展現(xiàn)出優(yōu)越的摩爾取代物。HPS和DHPS的摩爾取代物值為0.27，因此，雖然DHPS、HPS兩者都展現(xiàn)出良好的黏度性能，但他們?cè)谑称饭I(yè)中的應(yīng)用需要重新再檢查。回生是淀粉是被當(dāng)做調(diào)味醬的黏稠劑使用，在儲(chǔ)藏過(guò)程中允許保持透明作用在食品工業(yè)中一個(gè)最根本淀粉特性應(yīng)用。從一樣本地木薯淀粉里得到的HPS和DHPS關(guān)于回生時(shí)有相似之處。改進(jìn)淀粉在懸浮液中形成粒狀，而未改變的木薯淀粉呈現(xiàn)出更多的穩(wěn)定性，本地玉米淀粉在被冷凍儲(chǔ)藏時(shí)表現(xiàn)出更強(qiáng)的高透明性和更高的回生趨勢(shì)。準(zhǔn)備好了的食物儲(chǔ)藏，因特殊情況需要穩(wěn)定的添加劑。食物被提交到幾種冷凍和解凍條件，因此，食物濃度的抵抗力是根本。對(duì)于這些值得注目的改善結(jié)凍食品的應(yīng)用，醚化的淀粉已被指出是理想的東西。因?yàn)檫@一重要的應(yīng)用，我們將從木薯淀粉得到的DHPS和HPS的動(dòng)容抵抗力與本地木薯和玉米淀粉進(jìn)展比擬分析。凍融的第一個(gè)循環(huán)的表現(xiàn)表達(dá)了所研究淀粉的不同〔圖2〕。本地玉米淀粉的失水趨勢(shì)最大，接著是HPS、本地木薯淀粉，最后是DHPS。在多個(gè)凍融循環(huán)之后，最后，羥丙基淀粉表現(xiàn)為失水最少，這也是為它在食品工業(yè)中的應(yīng)用的一個(gè)積極證明。Kaur〔2004〕的一個(gè)研究說(shuō)明，與本地馬鈴薯淀粉比擬，羥丙基馬鈴薯淀粉與DHPS有一個(gè)相似的地方。然而，羥丙基馬鈴薯淀粉是利用丙烯氧化物醚化了的。在這項(xiàng)研究中，一樣的化學(xué)試劑用來(lái)生產(chǎn)HPS。根據(jù)圖2，在第一個(gè)凍融循環(huán)，本地木薯淀粉比本地玉米淀粉、HPS更有抵抗力。與DHPS想比擬而言，HPS在著這些條件下有較差的穩(wěn)定性。分析總的六次凍融循環(huán)，HPS在儲(chǔ)藏過(guò)程中展現(xiàn)出最差的穩(wěn)定性，失水最多。淀粉的穩(wěn)定性還不能表現(xiàn)出與直連淀粉含量間明顯的相關(guān)關(guān)系。在儲(chǔ)藏的第二次循環(huán)之后，本地木薯和玉米淀粉、DHPS呈現(xiàn)出類似的表現(xiàn)，直到第四圈，它們相對(duì)于木薯淀粉改變了，在第五次循環(huán)中展現(xiàn)出優(yōu)越的穩(wěn)定性，第六圈類似。根據(jù)這項(xiàng)工作的結(jié)果，淀粉對(duì)于凍融的抵抗力與直鏈淀粉含量物直接關(guān)系。當(dāng)與本地木薯和玉米淀粉進(jìn)展比擬時(shí)，HPS是最不穩(wěn)定的樣品，展現(xiàn)出最低的直鏈淀粉含量。顯微鏡在淀粉顆粒構(gòu)造、構(gòu)造的修改指導(dǎo)方面是