玉米淀粉颗粒低温冻融特性的研究

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玉米淀粉颗粒冻融特性是影响和制约玉米淀粉改性及其产品深度开发的难题,目前玉米淀粉颗粒低温冻融特性方面的研究较少。因此,本论文开展以下研究:(1)玉米淀粉颗粒结构及物化性质研究;(2)低温冻融对玉米淀粉颗粒结构特性的影响;(3)低温冻融对玉米淀粉颗粒物化及功能性质的影响;(4)玉米淀粉颗粒低温冻融变性机制的探讨。玉米淀粉分为糯性和非糯性两大类,实验中糯性和非糯性玉米淀粉直链淀粉含量分别为1%和30.47%(占总淀粉)。天然玉米淀粉结晶类型为A型,天然玉米淀粉颗粒呈多角形且颗粒表面具有微孔。糯性玉米淀粉糊化液的浊度随着时间延长而缓慢降低;非糯性玉米淀粉的浊度值大且上升较快。糯性和非糯性玉米淀粉持水力分别为2.06和1.84。DSC结果表明糯性玉米淀粉的熔点在66.27℃左右,糊化峰值在71.52℃左右,糊化焓变值为22.95 J/g;非糯性玉米淀粉的熔点在66.22℃左右,糊化峰值在70.91℃左右,糊化焓变值为13.12J/g。QTS25质构仪测试结果表明糯性和非糯性玉米淀粉凝胶质构性质间存在差异。DSC结果表明非糯性玉米淀粉比糯性玉米淀粉更容易回生。低温冻融处理对淀粉颗粒结构特性有重要影响。冻融处理后淀粉颗粒微孔变大、部分微孔破裂,而且颗粒表面由光滑变得粗糙且凹凸不平;冻融次数<5次时,-20℃冻融1次,颗粒表面有所改变,而-196℃冻融1次,颗粒表面有破裂现象;冻融次数>5次时,-20℃冻融20次,淀粉颗粒表面微孔变大且部分成破裂状,但-196℃冻融20次,淀粉颗粒表面结构有破坏,但破坏程度较低。而且,相同冻融温度和次数下,糯性玉米淀粉颗粒表面破损更加明显。多次反复冻融处理对玉米淀粉颗粒物化及功能性质有影响。反复冻融处理后的玉米淀粉颗粒结晶类型仍为A型,峰强度随冻融次数增多而降低;-20℃冷冻处理,结晶峰强度变化明显,而-196℃冷冻处理后,强度变化不大。多次反复冻融可降低玉米淀粉浊度峰值;持水力、膨润力及溶解性,随反复冻融次数增加而变化。反复冻融处理可降低玉米淀粉颗粒热熔点、峰值和焓变,但对回生过程影响较小。反复冻融可增加颗粒吸附性和表面积。玉米淀粉颗粒冻融变性机制主要由结冰膨胀微机械力和水分渗透压力二者共同作用所致。冷冻过程中,水分子结冰膨胀压力产生微机械力破坏玉米淀粉颗粒结构;在解冻过程中,淀粉颗粒内外的水分会发生迁移和再分布产生渗透压力也可破坏玉米淀粉颗粒结构及性质。
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