机械活化对木薯淀粉的溶解度及流变学特性的影响

对机械活化法制备冷水可溶性木薯淀粉及其淀粉糊的流变学特性进行了实验研究,分别考察了机械活化时间、温度对淀粉溶解度和活化淀粉糊流变学特性的影响.实验结果表明,机械活化使得木薯淀粉颗粒结晶结构受到破坏,糊化变易,可以在2 h内使淀粉的冷水溶解度达95%以上,同时所有的机械活化淀粉均呈现假塑性流体特征,符合幂定律τ=K γm,在本研究中,m值由未经机械活化时的0.172随着机械活化的进行可逐渐变到0.8022.这表明机械活化作用使木薯淀粉偏近牛顿流体,且活化时间越长、活化温度越高的样品,其糊的表观粘度越低,触变性和剪切稀化也越低.研究结果可为开发高反应活性的木薯淀粉产品提供理论依据和基础数据.     

机械活化对木薯淀粉糊透明度的影响

采用搅拌球磨机对木薯淀粉进行机械活化,分别研究了机械活化对木薯淀粉糊透明度的影响和淀粉糊储藏过程中机械活化时间与淀粉糊浓度对其透明度的影响. 并通过X射线衍射研究了机械活化对木薯淀粉结晶结构的影响. 结果表明,机械活化作用时间越长,淀粉糊透明度越高. 这是由于机械活化使木薯淀粉颗粒结晶结构受到破坏,结晶程度降低,最终由多晶态转变成非晶态. 淀粉糊储藏过程(储藏温度4℃)中发生老化是引起透明度变化的主要因素. 机械活化时间为2 h的样品易老化,淀粉糊透明度迅速下降,而机械活化时间达3 h后木薯淀粉则过度降解,淀粉糊透明度下降变慢. 同时还发现,机械活化淀粉糊储藏过程其透明度的变化与糊浓度密切相关,当浓度在10 g/L左右时,机械活化淀粉糊不易老化,而浓度提高到50 g/L后,则老化加速,淀粉糊透明度迅速下降.     

机械活化对玉米淀粉结晶结构与化学反应活性的影响

采用搅拌球磨机对玉米淀粉进行机械活化，用X射线衍射仪、差示扫描量热仪、扫描电子显微镜及粒度分析仪等考察了机械活化对玉米淀粉结晶结构、热特性、颗粒形貌及粒度变化的影响。并将不同活化时间的玉米淀粉在相同条件下与乙酸酐进行酯化反应及与丙烯酰胺进行接枝共聚反应，通过研究机械活化对酯化反应取代度、接枝共聚反应接枝率与接枝效率的影响规律来探讨机械活化对玉米淀粉化学反应活性的影响。结果表明，机械活化预处理能显著提高玉米淀粉酯化反应的取代度及接枝共聚反应的接枝率与接枝效率，说明机械活化能有效地提高玉米淀粉的化学反应活性。其原因是玉米淀粉在机械活化过程中其结晶结构与颗粒形貌均受到破坏，结晶度降低，最终由多晶态转变成非晶态。并随活化时间的延长，糊化温度及糊黏度下降，流动性增强，从而使反应试剂的扩散阻力下降，易于扩散到淀粉分子中参与反应。     

超临界CO2处理对木薯淀粉结构和性质的影响

采用超临界二氧化碳萃取技术在不同条件下处理木薯淀粉,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、布拉班德(Brabender)黏度仪等分析手段,考察超临界处理对木薯淀粉颗粒形貌、膨胀度、结晶结构以及淀粉糊黏度、凝沉性、冻融稳定性等的影响。结果表明,随超临界压力、温度、处理时间的变化,样品颗粒外貌无明显改变,但膨胀度降低,结晶度增大;淀粉糊的凝抗性增强,淀粉凝胶冻融稳定性却降低;Brabender黏度分析显示经超临界处理后的淀粉样品糊化温度小幅度升高,糊峰值黏度降低、热稳定性变化不明显。以上结果说明:木薯淀粉经超临界CO₂处理,存在淀粉分子部分降解,直链淀粉与支链淀粉比例增大等现象,从而导致淀粉的微观结构及凝胶特性等发生改变。     

超临界CO_2处理对木薯淀粉结构和性质的影响

采用超临界二氧化碳萃取技术在不同条件下处理木薯淀粉,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、布拉班德(Brabender)黏度仪等分析手段,考察超临界处理对木薯淀粉颗粒形貌、膨胀度、结晶结构以及淀粉糊黏度、凝沉性、冻融稳定性等的影响。结果表明,随超临界压力、温度、处理时间的变化,样品颗粒外貌无明显改变,但膨胀度降低,结晶度增大;淀粉糊的凝抗性增强,淀粉凝胶冻融稳定性却降低;Brabender黏度分析显示经超临界处理后的淀粉样品糊化温度小幅度升高,糊峰值黏度降低、热稳定性变化不明显。以上结果说明:木薯淀粉经超临界CO_2处理,存在淀粉分子部分降解,直链淀粉与支链淀粉比例增大等现象,从而导致淀粉的微观结构及凝胶特性等发生改变。     

两种绿豆淀粉功能特性研究

对两种绿豆淀粉的化学组成、凝沉性质、溶解度、膨胀度、酸度、冻融稳定性和糊化性质进行分析。结果表明,两种绿豆淀粉各功能特性既有相似之处又存在差异。温度对溶解度和膨胀度的影响,时间对凝沉体积的影响,以及循环次数对析水率的影响,两种绿豆淀粉表现出相似的变化规律。而化学组成含量、酸度、糊化特性,以及相同条件下的凝沉体积、溶解度、膨胀度和冻融稳定性,两种淀粉又存在明显差异。陕北大明绿豆淀粉比黑龙江聚宝绿豆高的参数有:直链淀粉含量、灰分、凝沉体积、膨胀度、约68℃之后的溶解度、低循环次数下的冻融稳定性和各糊化特性参数中的黏度指标;而水分、低温下的溶解度、酸度和高循环下的冻融稳定性,以及起糊温度,黑龙江聚宝绿豆表现较高。     

机械活化对木薯淀粉的直链淀粉含量及抗性淀粉形成的影响

采用搅拌球磨机对木薯淀粉进行机械活化,研究了机械活化对木薯淀粉中直链淀粉含量的影响,并以抗性淀粉含量作为评价指标,分别考察了活化时间、储存时间、淀粉糊浓度、糊化温度和储存温度对抗性淀粉形成的影响.结果表明,直链淀粉含量随活化时间的延长而增加.适度的机械活化有利于淀粉分子重结晶,抗性淀粉含量显著提高,其它因素对抗性淀粉形成也有较大的影响,且与淀粉的活化时间密切相关.活化时间1 h的样品在制备条件为淀粉糊浓度140 g·L-1、沸水浴糊化20 min、4℃储存36 h时,抗性淀粉含量达到13.81%,而在相同条件下,由原淀粉制备的抗性淀粉含量仅为6.75%.XRD的分析表明,所制备的抗性淀粉属于B型结晶结构.     

淀粉水解产物流变性能研究

通过测试淀粉水解产物的粘度来研究其流变性能,探讨了温度、保温时间、淀粉固含量、生物酶及交联剂(NB)用量对淀粉糊液流变性能的影响。结果表明:淀粉水解糊液呈假塑性流体特征,出现"剪切变稀"的现象;在一定剪切速率下,表观粘度随淀粉糊液温度的降低而逐渐增大;当温度恒定时,淀粉糊液保温时间延长或生物酶用量增大,其表观粘度减小,但淀粉固含量或交联剂(NB)含量增大,其表观粘度增大。     

葛根淀粉糊的特性研究

研究了糊浓度、温度、回转速度、pH和无机盐等因素对葛根淀粉糊粘度的影响,测定了葛根淀粉糊的透光率、冻融性、凝沉性和抗霉菌能力等性质。结果表明,葛根淀粉糊具有透明度低,冻融稳定性和沉降稳定性差等性质。在碱性条件下,葛根淀粉糊的粘度较高。不同的盐对葛根淀粉糊粘度的影响不同,其中,FeCl3使淀粉糊几乎失去粘性,而硼砂使糊粘度大幅升高。     

高淀粉含量玉米淀粉膜的制备及结构性能研究

为改善原淀粉膜的脆性和成膜性,以甘油为增塑剂、采用高速搅拌及流延法制备了高淀粉含量的玉米淀粉膜.研究了甘油增塑前后玉米淀粉膜的热性能、显微观察及结晶结构,以及甘油的添加量对淀粉糊的流变性及淀粉膜的机械性能影响.结果表明甘油塑化玉米淀粉膜的α型结晶结构被破坏,并随甘油量的增加玉米淀粉膜的结晶度下降;甘油塑化的淀粉糊为假塑性流体,其黏度随剪切速率的增加而降低.当淀粉/水质量比为0.06时,甘油加入量为淀粉质量的40%时,甘油塑化淀粉膜的综合力学性能较好.     

香芋淀粉磷酸酯的糊化特性研究

研究了香芋淀粉磷酸酯的糊粘度、透明度、冻融稳定性、沉降稳定性、糊化难易程度、耐糖、耐盐和抗霉菌能力.结果表明,与原淀粉相比,香芋淀粉磷酸酯更容易糊化、透明度高、沉降稳定性好、冻融稳定性和抗霉菌能力有所改善、糊粘度减小.随着取代度的增加,香芋淀粉磷酸酯的糊化变得容易,耐盐和耐糖能力提高、透明度先增后减、糊粘度则先减后增.取代度的变化对沉降性和抗霉菌能力影响不大.     

超声波对木薯淀粉性质及结构的影响

考察了超声波对木薯淀粉理化性质及结构的影响. 结果表明,经超声处理后淀粉表观粘度下降,凝沉增强;经超声处理2 min,淀粉糊透明度提高,抗酶解能力降低;延长超声时间则导致糊透明度下降和抗酶解能力增强. FT-IR和XRD分析结果表明,超声作用未破坏淀粉分子基团,但淀粉结晶结构遭到破坏,结晶度下降. SEM分析显示,淀粉团粒结构减弱,受侵蚀的颗粒数量增多;淀粉-碘复合物分析表明,超声波造成淀粉大量降解,破坏支链结构和淀粉长链,直链淀粉含量增加. DSC分析表明,淀粉经超声处理后糊化焓基本不变,糊化温度升高.     

机械活化对木薯淀粉醋酸酯化反应的强化作用

采用搅拌球磨机对木薯淀粉进行机械活化,以不同活化时间的木薯淀粉为原料,以醋酸酐为酯化试剂、甲磺酸为催化剂制备淀粉醋酸酯,并以取代度为评价指标,分别研究了机械活化时间、反应时间、反应温度、催化剂用量及醋酸酐用量对木薯淀粉醋酸酯化反应的影响. 结果表明,机械活化对木薯淀粉酯化反应有显著的强化作用,活化时间越长,取代度越高. 主要原因是机械活化使木薯淀粉紧密的颗粒表面和结晶结构受到破坏,降低了结晶度,酯化试剂更容易渗透到颗粒内部使淀粉醋酸酯化. 其他因素对淀粉酯化反应的影响规律受活化时间的制约,活化时间越长,酯化反应对反应温度、催化剂及醋酸酐浓度的依赖性越低. 并利用红外光谱对木薯淀粉、活化淀粉及高取代度淀粉醋酸酯的结构进行了表征.     

Rheological properties of teak wood flour reinforced HDPE and maize starch composites

Teak wood flour reinforced high density polyethylene and maize starch composites were prepared by using maleic anhydride grafted polyethylene as a compatibilizer. The mechanical properties (tensile and flexural) of all the composites increased after addition of 10%–40% teak wood flour into HDPE matrix. The complex viscosity (η*) was higher for all the composites at the low frequency, but decreased with increasing frequencies indicating a shear thinning behavior of the composites. The storage modulus and loss modulus increased for the composites compared to the HDPE at low frequencies. Damping factor peak of HDPE and composites showed high below 1 Hz, but the peak start decreasing with increasing above 1 Hz. The relaxation behavior of HDPE and the composites after incorporating teak wood flour, maize starch, and compatibilizer was obtained by Han plot. Biodegradability was enhanced with the incorporation of teak wood flour, maize starch into the composites. Appreciable water uptake and the thickness swelling for the composites indicating it's potential for interior, automobile and packaging applications.     

机械活化强化甘蔗渣铝酸酯表面改性

采用自制搅拌球磨机对甘蔗渣进行机械活化预处理,以改性甘蔗渣的活化度、润湿接触角及甘蔗渣/液体石蜡体系黏度为评价指标,分别研究了铝酸酯用量和机械活化时间对甘蔗渣改性效果的影响,并采用XRD、FTIR对甘蔗渣和改性产物进行了表征。研究结果表明：经铝酸酯处理后甘蔗渣的活化度、接触角增加,与液体石蜡体系的黏度降低,当铝酸酯用量为3%时效果最佳;机械活化明显强化了甘蔗渣与铝酸酯的反应,铝酸酯改性机械活化甘蔗渣的接触角和活化度明显增加,与液体石蜡组成的体系黏度降低,当机械活化120 min时效果最佳;甘蔗渣经表面偶联改性后,在有机相中的分散性明显增加,铝酸酯改性机械活化甘蔗渣效果更为显著;X射线衍射分析表明,机械活化降低了甘蔗渣纤维结晶度,提高了其对铝酸酯的反应活性;FTIR分析表明,甘蔗渣表面的羟基与铝酸酯中的烷氧基团发生化学反应,有新的官能团Al-O-C产生,并在甘蔗渣表面形成一层铝酸酯分子层。     

抗消化乙酰酯淀粉结构和结肠靶向性能研究

采用扫描电镜、X射线衍射和生物体外(In-V itro)降解等方法,对不同取代度DS的抗消化乙酰酯淀粉的颗粒形貌、结晶结构和生物降解性能进行了研究。结果表明:乙酰酯淀粉的颗粒表面变得粗糙并发生破损;随着乙酰基团取代度的增大,淀粉的抗消化性能不断提高,当DS>2时,淀粉中抗消化淀粉质量分数达到90%以上,其结晶结构也由A型向V型转变。生物体外降解试验表明,抗消化乙酰酯淀粉薄膜在模拟人体上消化道环境中的降解程度低于2.5%,在人工模拟结肠环境中的微生物降解程度为30%—50%,显示出潜在的结肠靶向性和微生物降解性。由此可见,抗消化乙酰酯淀粉适合作为菌群触发型口服结肠靶向药物控释载体材料。