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食用胶干热变性淀粉颗粒结晶特性

发布日期:2015-06-05 11:02:17
马铃薯原淀粉在6°、17°、22°和24°附近出现较强的衍射峰,分别对应1.47nm、0.52nm、
0.40nm和0.37nm的d-间距,为B型结晶结构。3种食用胶(壳聚糖黄原胶卡拉胶) pH6、7、8干热变性淀粉都只在17°附近出现较强的衍射峰,对应0.52nm的d-间距, 其他几个在原淀粉中出现的尖锐峰融合在了一起,不再为B型结晶结构;在蒸馏水、 pH7缓冲溶液中分别制备的干热变性淀粉空白样的衍射峰特征与9种变性淀粉的相同。
9种变性淀粉、干热变性空白样在17°附近的峰强度都低于马铃薯原淀粉在该位置的峰 强度,这可能与淀粉颗粒中某一类型晶胞的相对数量有关。Vermeylen等^对马铃薯原 淀粉在90〜130°C、17%〜26%的水分下进行湿热处理,发现随着处理温度的升高,湿热
处理逐渐引发马铃薯原淀粉的晶型从B型转变成A型。食用胶干法处理没有使马铃薯 原淀粉的晶型从B型转变成A型,说明干热处理与湿热处理引发的淀粉晶型的改变有 所不同
经与不加胶的空白样对比分析,马铃薯原淀粉经食用胶干热变性后B型结晶结构 的变化是由干热作用(130°C, 4h)引起的,与食用胶的添加没有直接关系。部分微晶 受热融化是干热作用引起晶型发生变化的原因
图3-9是马铃薯原淀粉和3种食用胶(壳聚糖、黄原胶、卡拉胶)pH6、7、8干热 变性淀粉的相对结晶度对比图。如图所示,9种变性淀粉的相对结晶度都明显低于马铃 薯原淀粉的;3种食用胶pH6、7、8干热变性淀粉的相对结晶度之间都没有显著的差异。 部分微晶受热融化是引起变性淀粉相对结晶度降低的原因。
与马铃薯原淀粉相比,9种变性淀粉的糊黏度都有所降低,其中壳聚糖 干热变性淀粉的糊黏度降低程度最大。马铃薯原淀粉的糊黏度为2214cP;壳聚糖PH6、 7、8干热变性淀粉的糊黏度分别比原淀粉的低1933、1853、1911cP (表3-5),依次降 低了 87%、84%、86%;黄原胶pH6、7、8干热变性淀粉的糊黏度分别比原淀粉的低 1268、1258、1337cP,依次降低了 57%、57%、60%;卡拉胶pH6、7、8干热变性淀粉 的糊黏度分别比原淀粉的低1340、1378、1586cP,依次降低了 61%、62%、72%。
9种变性淀粉的糊黏度都分别比对应简单共混样的低,其中卡拉胶千热变性淀粉比 对应简单共混样的糊黏度要低的多;壳聚糖pH6、7、8千热变性淀粉的糊黏度分别比 对应简单共混样的(497cP)低216、136、194cP (表3-5),黄原胶pH6、7、8干热变 性淀粉的糊黏度分别比对应简单共混样的(1468cP)低522、512、591cP,卡拉胶pH6、 7、8干热变性淀粉的糊黏度分别比对应简单共混样的(1942cP)的低1068、1106、1314cP。 壳聚糖pH8、卡拉胶pH7干热变性淀粉的糊黏度分别比对应对照样的高,其余千热变 性淀粉的糊黏度都分别比对应对照样的低;黄原胶pH6、7、8干热变性淀粉与对应对 照样的糊黏度相差较大,分别相差319、364、220cP (表3-5)。9种干热变性对照样的
糊黏度都分别比对应简单共混样的低。
表3-5食用胶干热变性淀粉及对照样的平均黏度(cP)*
Tab3-5 Average viscosity of starch modified by dry heating with hydrocolloids and control sample (cP)*
干热变性淀粉281361303946956877874836628
对照样381444268126513201097959788808
干热变性淀粉比对照样--+----+-
表示千热变性淀粉比对照样的平均黏度小,“+”表示干热变性淀粉比对照样的平均黏度大。
壳聚糖黄原胶卡拉胶
pH6 pH7 pH8pH6 pH7 pH8pH6 pH7 pH8
与简单共混样、不经高温的对照样对比分析,将马铃薯原淀粉和食用胶简单共混就 能降低原淀粉的糊黏度;将马铃薯原淀粉加入到胶溶液经45°C低温平衡水分,或经低 温平衡水分后又进行高温反应,都能进一步降低原淀粉的糊黏度。对壳聚糖、卡拉胶干 热变性淀粉来说,食用胶的添加和低温平衡水分过程是影响其糊黏度降低的主要因素, 高温反应的影响不是很大;而食用胶的添加、低温平衡水分过程和高温反应是共同影响 黄原胶干热变性淀粉糊黏度降低的因素。制备体系pH值对3种食用胶干热变性淀粉的 糊黏度影响不是很大。
博力飞流变仪测定的淀粉样品的黏度性质只局限在95°C糊化温度条件下,淀粉样 品更为精确的黏度性质需要用快速黏度分析仪进行测定。
3.6.2快速黏度分析仪测定的黏度性质
用蒸馏水配制淀粉样品的悬浮液,快速黏度分析仪测定马铃薯原淀粉、3种食用胶
(壳聚糖、黄原胶、卡拉胶)pH6、7、8干热变性淀粉及其对照样、简单共混样的糊黏 度,绘制上述淀粉样品的黏度曲线(图3-11)。对照样为淀粉加入到胶溶液(PH6、7、
8缓冲溶液)经低温(45°C)平衡水分后不经高温(130°C)的淀粉样品。
如图3-11A所示,马铃薯原淀粉的黏度曲线分为四个阶段:第一阶段开始加热时温 度未达到糊化温度,水分只是从淀粉颗粒表面缓慢渗入颗粒内部,与许多无定形部分的 极性基团结合,或者是简单的吸着,黏度曲线平缓;第二阶段当温度达到糊化起始温度 时,淀粉颗粒突然膨胀,大量吸水,溶液迅速成为黏稠的胶体溶液,黏度曲线呈迅速上 升趋势;第三阶段淀粉糊化后继续保温,膨胀的淀粉颗粒继续分离支解,使得胶体质点 减少,黏度下降,黏度曲线达到最大值后呈下降趋势;第四阶段温度下降,分子运动缓 慢,水合并分散的淀粉分子重新缔合,出现胶凝现象,黏度曲线下降后重新上升。
与马铃薯原淀粉相比,壳聚糖干热变性淀粉的黏度峰、肩峰都消失,曲线呈持续上 升趋势(图3-11B1-B3);黄原胶干热变性淀粉的黏度峰变宽,肩峰消失(图3-11C1-C3); 卡拉胶干热变性淀粉的黏度峰、肩峰都消失,曲线在达到峰值黏度后的走势较平缓,黏 度性质稳定(图3-11D1-D3)。9种干热变性对照样分别与对应干热变性淀粉的黏度曲 线变化趋势基本一致,其中黄原胶干热变性对照样的黏度峰、肩峰都消失。壳聚糖、黄 原胶简单共混样分别与对应干热变性淀粉的黏度曲线变化趋势基本一致,而卡拉胶简单 共混样的黏度曲线与原淀粉的十分相似。黄原胶、卡拉胶干热变性淀粉与Lim等%用3 种阴离子胶(黄原胶、海藻酸钠、羧甲基纤维素钠)制备获得的马铃薯干热变性淀粉的 黏度曲线变化趋势一致,而文献中没有出现阳离子胶(壳聚糖)干热变性马铃薯淀粉的 黏度曲线。
从干热变性淀粉的黏度曲线及其对应的特征值(表3-6)可以看出,与马铃薯原淀 粉相比,9种变性淀粉的热稳定性提高;黄原胶、卡拉胶干热变性淀粉的回生能力增强, 壳聚糖干热变性淀粉的回生能力减弱。
表3-6是上述淀粉样品的快速黏度分析仪糊化参数。可以看出,与马铃薯原淀粉相 比,9种变性淀粉的峰值黏度都变小。3种食用胶干热变性淀粉的峰值黏度大小关系为 壳聚糖<卡拉胶<黄原胶,即壳聚糖干热变性淀粉的峰值黏度降低程度最大。壳聚糖 pH6、7、8干热变性淀粉的峰值黏度分别比原淀粉的低1514、1480、1487cP,依次降 低了 65%、64%、64%;黄原胶pH6、7、8干热变性淀粉的峰值黏度分别比原淀粉的低 1011、980、979cP,依次降低了 43%、42%、42%,卡拉胶pH6、7、8干热变性淀粉的 峰值黏度分别比原淀粉的低1132、1129、992cP,依次降低了 49%、49%、43%。黄正 虹等_制备的黄原胶干热变性马铃薯淀粉的峰值黏度比原淀粉的低,申雪然等[55]制备的 羧甲基纤维素钠干热变性马铃薯淀粉的峰值黏度也比原淀粉的低。
9种变性淀粉的峰值黏度都分别比对应简单共混样的低,其中卡拉胶干热变性淀粉 比对应简单共混样的峰值黏度要低的多;壳聚糖PH6、7、8干热变性淀粉的峰值黏度 分别比对应简单共混样的低133、99、106cP (表3-6),黄原胶pH6、7、8干热变性淀 粉的峰值黏度分别比对应简单共混样的低42、11、10cP,卡拉胶pH6、7、8干热变性 淀粉的峰值黏度分别比对应简单共混样的的低1008、1005、868cP。壳聚糖、卡拉胶干 热变性淀粉的峰值黏度分别比对应对照样的低,黄原胶干热变性淀粉的峰值黏度都比对 应对照样的高,但9种变性淀粉与对应对照样的峰值黏度相差都不大。除了壳聚糖PH6 干热变性对照样,其余8种干热变性对照样的峰值黏度都分别比对应简单共混样的低。 Lim等^制备的pH6黄原胶干热变性马铃薯淀粉比对应对照样的峰值黏度低,PH8黄原 胶干热变性马铃薯淀粉比对应对照样的峰值黏度高。
与简单共混样、不经高温的对照样对比分析,将马铃薯原淀粉和食用胶简单共混就 能降低原淀粉的峰值黏度;将马铃薯原淀粉加入到胶溶液经45X:低温平衡水分,或经 低温平衡水分后又进行髙温反应,都能进一步降低原淀粉的峰值黏度。对9种变性淀粉 来说,食用胶的添加和低温平衡水分过程是影响其峰值黏度降低的主要因素,高温反应 的影响不是很大;对黄原胶干热变性淀粉来说,高温反应反而增大了其峰值黏度。制备 体系pH值对3种食用胶干热变性淀粉峰值黏度的影响不是很大。
与原淀粉相比,9种变性淀粉的终黏度都变小。壳聚糖pH6、7、8干热变性淀粉的 终黏度分别比原淀粉的低1203、1106、1156cP (表3-6),依次降低了 49%、45%、47%; 黄原胶pH6、7、8干热变性淀粉的终黏度分别比原淀粉的低473、456、440cP,依次降 低了 19%、19%、18%,卡拉胶pH6、7、8干热变性淀粉的终黏度分别比原淀粉的低 677、849、151cP,依次降低了 28%、35%、6%。可以看出,制备体系pH值对壳聚糖、 黄原胶干热变性淀粉终黏度的影响不是很大,卡拉胶pH8干热变性淀粉比PH6、7的终 黏度稍高。黄正虹等w制备的黄原胶干热变性马铃薯淀粉的终黏度比原淀粉的低,申雪 然等^制备的羧甲基纤维素钠干热变性马铃薯淀粉的终黏度也比原淀粉的低。
壳聚糖、卡拉胶干热变性淀粉的终黏度分别比对应简单共混样的低,黄原胶干热变 性淀粉的终黏度都比对应简单共混样的高。壳聚糖、卡拉胶干热变性淀粉的终黏度分别 比对应对照样的低,黄原胶干热变性淀粉的终黏度都比对应对照样的高,但9种变性淀 粉与对应对照样的终黏度相差都不大。Lim等^制备的pH6黄原胶干热变性马铃薯淀粉 比对应对照样的终黏度低,PH8黄原胶干热变性马铃薯淀粉比对应对照样的终黏度高。
综上,与马铃薯原淀粉相比,9种变性淀粉的黏度曲线图谱都发生了变化;干热变 性淀粉的热稳定性提高,黄原胶、卡拉胶干热变性淀粉的回生能力增强。9种变性淀粉 的峰值黏度相比于原淀粉都降低;9种变性淀粉的峰值黏度分别比对应简单共混样的低, 但与对应对照样的峰值黏度相差都不大;食用胶的添加和低温平衡水分过程是影响干热 变性淀粉峰值黏度降低的主要因素,高温反应的影响不是很大;制备体系pH值对3种 食用胶干热变性淀粉峰值黏度的影响不是很大。9种变性淀粉的终黏度都低于原淀粉的; 壳聚糖、卡拉胶干热变性淀粉的终黏度分别比对应简单共混样的低,但9种变性淀粉与对应对照样的终黏度相差都不大;制备体系pH值对3种食用胶干热变性淀粉终黏度没 有显著影响。
 
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