脉冲电场辅助制备玉米多孔淀粉及其性质研究

《脉冲电场辅助制备玉米多孔淀粉及其性质研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士学位论文脉冲电场辅助制备玉米多孔淀粉及其性质研究作者姓名王金花学科专业食品科学与工程指导教师韩忠副研究员所在学院食品科学与工程学院论文提交日期2018年6月ThepreparationandpropertiesofcornporousstarchassistedbypulseelectricfieldsADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：WangJinhuaSupervisor：A/Prof.HanZhongSouthChinaUniversityofTechnologyGua

2、ngzhou,China分类号：TS261.4学校代号：10561学号：201520120517华南理工大学硕士学位论文脉冲电场辅助制备玉米多孔淀粉及其性质研究作者姓名：王金花指导教师姓名、职称：韩忠副研究员申请学位级别：工学硕士学科专业名称：食品科学与工程研究方向：食品绿色加工论文提交日期：2018年4月20日论文答辩日期：2018年5月29日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：唐书泽委员：孙大文朱志伟韦庆益韩忠摘要传统酶解制备多孔淀粉具有耗时较长且容易水解过度导致结构崩塌的现象，增加了工业生产的能耗并降低了生产效

3、率。因此，本文研究探讨了一种降低能耗、提高生产效率的强化改性工艺；主要研究了脉冲电场（PEF）改性酶解预处理的多孔淀粉的工艺和其理化性质的变化，并探究脉冲电场改性多孔淀粉的作用机理。主要研究结果如下：1)研究了酶解预处理的单因素（酶配比、酶含量和酶解时间）对多孔淀粉吸油率（OA）的影响，并在此基础上研究了脉冲电场的电场强度、电场有效处理时间和淀粉乳浓度对强化改性后的多孔淀粉吸附性能的影响，最后得出主要影响因子依次为：酶解时间、电场强度和电场有效处理时间。在单因素的基础上，采用响应面实验（RSM）优化酶解与PEF处理的复合改性工艺，得出最佳工艺条件为

4、：酶解时间3.9h、电场处理强度11.5kV/cm和电场有效处理时间18ms。通过实验验证，得到最高OA值为129.892±0.11%，与理论预测值基本相一致。2)研究了不同OA值的复合改性多孔淀粉与传统酶解多孔淀粉的结构性能的差异：扫描电镜（SEM）和激光共聚焦显微镜（LSCM）观察显示，脉冲电场在酶解的基础上具有明显地增加多孔淀粉的孔径、孔深和BET-比表面积的作用，使得酶解多孔淀粉的吸附性能得到明显提升，在酶解4.5h时，PEF的处理开始引起多孔淀粉结构崩塌和比表面积降低；X-射线衍射（XRD）分析表明，PEF复合酶解处理具有明显提高多孔淀粉

5、结晶度的效果，其最大值从38.7%提高到45.7%；傅里叶红外光谱分析（FTIR）表明，PEF对酶解多孔淀粉的化学结构组成没有明显改变，但是明显改变了淀粉颗粒内部紧密折叠的空间结构，从而导致多孔淀粉的很多官能团的伸缩振动都出现非常明显的增强。3)研究PEF强化处理酶解多孔淀粉的理化性质的变化，结果表明：PEF明显增强了酶解多孔淀粉的水合能力和甲基紫吸附能力，分别在响应面最佳条件处（酶解3.9h、电场强度11.5kV/cm、电场有效处理时间18ms）和酶解2.5h、电场强度9kV/cm、电场有效处理时间14.4ms处达到最佳效果；PEF处理进一步增加

6、了传统酶解多孔淀粉溶解度并弥补了其在膨润度上的不足，从而使得复合处理的多孔淀粉糊具有极其优良的透明度，并在响应面最佳条件处达到了93%的透明度；传统酶解和PEF复合酶解处理均有提高淀粉糊的冻融稳定性的作用，但是酶解时间过长形成多孔结构太大的时候，冻融I稳定性会出现降低的趋势，二者结合在酶解3.5h、电场强度15kV/cm和电场有效处理时间10.8ms的条件下，能达到较好的冻融稳定性效果，循环冻融3次才只有11.36%，远强于原淀粉冻融一次就析水38.02%的效果。4)研究了传统酶解多孔淀粉和PEF复合处理的多孔淀粉的糊化特性、直链淀粉含量和消化特性

7、。差示扫描量热仪器（DSC）的结果表明：酶解处理会提高原淀粉的糊化的峰值温度（Tp）和糊化焓（△H）值，而PEF处理可以在酶解多孔淀粉的基础上降低的Tp和△H值，从而达到了一个逆向互补的效果，使制备得到的多孔淀粉既具有优良的吸附性能又能在较低的温度下发生糊化。多孔淀粉的直链淀粉含量在PEF的处理下，会得到一定的提升，且在酶解2.5h时的提升最明显。体外消化性实验表明：PEF处理能进一步提高酶解多孔淀粉的消化性能，快消化淀粉（RDS）得到明显提高，抗性消化淀粉（RS）降低，两种改性具有叠加强化的效果。5)初步探讨了PEF协同制备多孔淀粉的机理（电击穿

8、理论）。PEF处理对多孔淀粉的能量输入和空间电荷碎片作用使得多孔淀粉结构受到破坏并导致进一步成孔；多孔淀粉酶解预处理的程度