玉米

玉米多孔淀粉理化性质及其应用的研究学生：宋德龙李新泰指导老师：张文杰论文主要内容一、国内外发展趋势二、材料与方法三、结果与分析四、讨论五、结论国内外变性淀粉的发展概况变性淀粉的开发应用已有150多年历史，并率先在欧美国家开始工业化生产。目前对变性淀粉的研究主要集中在美国和日本，我国变性淀粉的应用发展起步较晚。但随着我国经济增长，变性淀粉的需求量也将不断增加。都势必给变性淀粉带来巨大的发展空间。国内变性淀粉发展概况中国淀粉年产量位居世界第二，仅次于美国，但由于技术水平不高，导致国内淀粉产品过剩；但是国外进口的高质量淀粉及变性淀粉产品已满足不了各种工业生产的需求。变性淀粉在我国的发展仅有20年的发展历程。在一些国家，变性淀粉的生产占原淀粉的近1/3，而中国不到1/20。二、材料与方法供试材料:玉米淀粉大豆色拉油α-淀粉酶等供试设备：85-2恒温磁力搅拌器恒温振荡器766-0型远红外快速干燥箱722S可见分光光度计TG16-WS台式告诉离心机电热恒温水浴锅等试验方法1多孔淀粉制备方法主要为酶解法2多孔淀粉理化性质的测定(1)比容积(2)溶解度的测定(3)透光率的测定(4)吸油率测定(5)溶解度单因素和正交试验1多孔淀粉制备方法(1)淀粉酶酶活力测定2.5%（w/v）玉米淀粉悬液2.0mL加入到50mL三角瓶，加pH4.0的Na2HPO4-柠檬酸缓冲液2.0mL，40℃预热10min，加入1.0mL适当稀释的酶液，在40℃恒温下振荡反应30min后，加4%的NaOH溶液0.5mL终止反应。反应液用3000r/min离心20min，取上层清液用DNS法测还原糖量。1多孔淀粉制备方法(2)多孔淀粉产物得率测定称取表面培养皿重量（精确至0.001g）,加入水解得到的湿多孔淀粉，在60℃下常压干燥,称取总重量，两者的重量差即为反应后多孔淀粉的重量，再除以反应前淀粉的重量，即可得到多孔淀粉产物得率。1多孔淀粉制备方法(3)多孔淀粉酶解工艺20g生淀粉加入到250mL三角瓶中，加pH4.6的0.2mol/LNa2HPO4-0.1mol/L柠檬酸缓冲液40mL，滴入1滴甲苯，加入适当稀释的酶液，在40℃恒温下振荡反应24h后，离心（3000r/min，20min）分离上清液，沉淀在60℃下常压干燥，粉碎即可。2多孔淀粉理化性质的测定(1)比容积称取20.00g淀粉，置于100mL量筒中，使淀粉自由下落，轻晃量筒保持淀粉面水平，读数，计算每g淀粉所占的体积，即为淀粉的容重。2多孔淀粉理化性质的测定(2)多孔淀粉溶解度的测定2％淀粉乳在30℃搅拌30min，3000r/min离心30min，将上清液置于蒸发皿中沸水浴蒸干，105℃烘箱恒重，按下式计算溶解度（S）%100%WAS2多孔淀粉理化性质的测定(3)多孔淀粉透光率的测定精确称取1.000g(干基)淀粉，配成质量分数为1.0%的淀粉悬浮液后置于沸水浴中加热搅拌30min，采用722S分光光度计在650nm波长处测定淀粉糊的透光率，以蒸馏水作为空白，设蒸馏水的透光率为100%。%100%蒸馏水透光值样品透光值透光率2多孔淀粉理化性质的测定(4)多孔淀粉吸油率测定称取多孔淀粉B克（精确0.001g），恒温下与10mL大豆色拉油混合搅拌30min，置于已知重量C克（精确0.001g）的砂芯漏斗抽滤，直至没有液滴滴下。根据砂芯坩埚重量D克（精确0.001g），计算吸油率A%。三、结果与分析3.1多孔淀粉溶解度单因素实验（1）搅拌温度对多孔淀粉溶解度的影响由图显示，当多孔淀粉溶解时随着搅拌温度的上升溶解度增大，当达到30℃时，溶解度达到最高，接着随着温度的升高，溶解度有所下降。由图可知，随着搅拌时间的增加，溶解度的变化比较小，在25min达到最大，随后有所降低，但逐步趋于缓和。（2）搅拌时间对多孔淀粉溶解度的影响（3）离心机转速对多孔淀粉溶解度的影响由图可知，随着转速的增加，溶解度有所增加，到4000r/min时达到最大，以后稍微有些下降，随后基本趋于稳定。3.2溶解度正交试验以单因素所得的最佳条件，采用正交表L9（34）安排正交实验，实验因素水平安排见表3.3，实验结果见表3.4.表3.4正交试验表表3.4正交试验结果显示，搅拌温度、搅拌时间、转速的极差（R）分别为3.52、0.55、1.76，因此搅拌温度对多孔淀粉溶解度的影响最大，接下来是转速，影响最小的是搅拌时间。最优工艺参数，搅拌温40℃，搅拌时间25min，转速4000r/min。验证最优工艺参数，得到在此工艺参数下的溶解度13.71%。试验号搅拌温度（℃）因搅拌时间（min）素转速（r/min）空列溶解度（%）111116.39212227.78313338.33421238.89522318.896231210.287313213.618321310.56933218.89K122.5028.8927.2324.17K228.0627.2325.5631.67K333.0627.5030.8327.78k17.509.639.088.06k29.359.088.5210.56k311.029.1710.289.26R3.520.551.762.53.3淀粉成孔后基本物理性质变化吸油率（%）比容积（cm3/g）溶解度（%）透光率（%）玉米淀粉65.21.805.2118.9玉米多孔淀粉108.52.3013.6126.5增加比率（%）66.427.8161.240.2由于多孔淀粉存在很多微孔，呈蜂窝状结构，从表3.5中可以看到吸油率增加了66.4%，比容积增加27.8％。水分子与淀粉链结合构成氢键，生淀粉颗粒在水中形成一层水分子都无法通过的水束层；形成多孔后，由于颗粒结构强度在酶作用下减弱，水束层被破坏，水分子容易侵入淀粉颗粒内部，导致淀粉颗粒的溶解度提高，从5.21%提高到13.61%；淀粉糊更易形成均匀水合体系，透光率增加从18.9%增加到26.5%。四、讨论吸油率作为考察多孔淀粉形成指标的提出首先考察了原料玉米淀粉和初步实验得到多孔淀粉的吸油率，并研究了不同吸附时间对吸油率的影响。结果见下表：玉米淀粉多孔淀粉吸附时间（h）135135吸油率（%）58.6859.2656.28110.69112.58108.26平均值58.07110.51标准偏差（s）1.582.17为了验证吸油率的重复性，对同一个多孔淀粉样品重复6次实验。由下表可知，6次实验的平均值为100.17，测定值的上下波动范围为-1.59～+1.59。表3.2吸油率的重复性实验结论：用SEM照片可以很直观地看到淀粉表面的成孔情况，但费用较高，在实际实验中不可能作为衡量指标。由上面数据得出吸油率有着很好的稳定性和重复性。因此可以用吸油率来代表多孔淀粉的吸附率，可直接作为多孔淀粉的质量指标。试验次数123456吸油率（%）101.32100.5698.5899.32100.68100.57五、结论多孔淀粉与天然淀粉相比有如下特性：（1）较大的比孔容;（2）较大的比表面积;（3）良好的吸水、吸油能力;（4）在干燥状态下有良好的机械强度;（5）分散在水及其他溶剂中能保持明显的结构完整性;（6）加工过程不使用化学试剂,安全,无毒,使用剂量不受限制。5.2多孔淀粉的应用（1）在医药上:可用做片剂的基体材料，可以防止药剂的散失，增加药剂的有效期;另一方面可以起到缓释的作用，药剂在人体内随着淀粉的消化而缓慢的释放出来，提高药剂的效果。（2）在农业上用做杀虫剂、除草剂的载体，能够有效的控制农药的挥发、漏失、分解和释放速度，大大延长农药的有效期。（3）将多空淀粉载体经表面活性处理后，可用做油脂、脂溶性纤维素、保健物质和色素的包埋剂，应用于食品工业。例如，在布丁、色拉酱、馅料中用做填充剂，将香精、保健物质等预先吸附于淀粉中，这样香精等物质在食品储藏期的损失就会减少，只有当人们食用时这些物质才会释放出来。（4）多孔淀粉还可以用做粉末油脂、粉末酱油等的原料，也可以用于化妆品工业。谢谢老师！