非晶淀粉吸附材料的制备与吸附机理研究

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本文以玉米淀粉为原料,分别以热-醇非晶化、酶水解和酶解-非晶化协同处理等三种方式制备淀粉吸附材料,即非晶颗粒态淀粉、多孔淀粉和酶解-非晶淀粉,研究了淀粉颗粒在处理过程中多种性质的变化、吸附性质与机理及其应用。   利用X-射线衍射和偏光显微镜进行分析,研究热-醇处理中各因素对淀粉颗粒结晶性质和偏光特性的影响,制备出呈非晶态与颗粒性的变性淀粉,即非晶颗粒态淀粉;确定了非晶化处理的工艺条件,淀粉乳浓度20%(w/w)、乙醇溶液质量分数40%(w/w)、加热温度85℃、保温时间30min。   采用中温α-淀粉酶和糖化酶对淀粉进行预处理,以水解率为衡量指标,确定酶解工艺条件,在单因素实验的基础上再进行正交试验,得到最佳工艺条件为:酶添加量15mg/g,酶解时间16h,酶解温度60℃,酶解pH5.5;对淀粉水解率影响的主次顺序依次为:酶添加量>酶解温度>酶解时间>酶解pH。通过酶水解处理制备多孔淀粉,然后对其进行热-醇非晶化处理制备出具有多孔的非晶淀粉吸附材料。   研究淀粉在非晶化、酶解及酶解-非晶化协同处理前后性质的变化。与原淀粉相比,淀粉颗粒经非晶化处理后,颗粒结构松散,偏光十字完全消失,表面有爆破孔形成,比表面积、孔容和孔径增大,吸水率为原淀粉的6倍,吸油率略增;淀粉颗粒经酶解处理后,颗粒上形成许多孔洞,偏光十字部分消失,比表面积、容积比增大,吸水率和吸油率增加;淀粉颗粒经酶解-非晶化协同处理后兼有非晶化与酶解单独处理的性质特征与结构特征,颗粒结构松散,比表面积、容积比、吸水率和吸油率均比前两种吸附材料有所增加。   非晶颗粒态淀粉具有良好的吸附性能,可将其添加到液态酱油中以吸附其中的风味物质、营养成分以及色素等物质,采用真空冷冻干燥技术制备出一种新型的无结块、具有浓厚发酵香味的粉末酱油;以风味物质含量、氨态氮含量、色率及红色指数为衡量指标,结果表明添加15%(w/v)非晶颗粒态淀粉制备的粉末酱油可以较大程度地保留及保护液态酱油中原有物质,其复水还原成液态酱油后的各项指标都与原酱油较接近;对粉末酱油的吸潮性能进行分析发现,非晶颗粒态淀粉粉末酱油的吸潮性较原淀粉粉末酱油高;对粉末酱油的颗粒形貌观察发现,酱油中的物质成分不仅覆盖在非晶颗粒态淀粉的表面,而且通过爆破孔进入了淀粉颗粒内部。   利用非晶颗粒态淀粉、多孔淀粉、酶解-非晶淀粉分别对功能物质亚甲基蓝、维生素C、茶多酚进行液态吸附。
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