木薯淀粉的化學(xué)改性及其衍生物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和體外消化率的研究.pdf

1、本文以木薯淀粉為研究對象，分別采用檸檬酸酯化、羧甲基化和辛烯基琥珀酸酯化三種化學(xué)方法對其進(jìn)行改性，以取代度為指標(biāo)，考察了反應(yīng)過程中各因素水平對淀粉改性的影響，并對原木薯淀粉(NCS)和不同取代度改性淀粉的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及體外消化率進(jìn)行了深入系統(tǒng)研究，探討了取代基和取代度對木薯淀粉衍生物結(jié)構(gòu)特性的影響機(jī)理。
　　首先是采用檸檬酸酯化改性，研究了酯化時(shí)間、酯化溫度、酯化pH和檸檬酸添加量（與淀粉干基比）對檸檬酸木薯淀粉酯(CCS)取代度的

2、影響。結(jié)果表明，在酯化時(shí)間5h、溫度130℃、pH3.0和檸檬酸添加量30％的條件下，CCS樣品的取代度達(dá)到0.178。另外，與NCS相比，所有CCS樣品紅外圖譜均在1724cm-1處出現(xiàn)明顯的特征峰，證明了酯化反應(yīng)的發(fā)生;掃描電子顯微鏡(SEM)和X射線衍射(XRD)結(jié)果表明，檸檬酸酯化在淀粉的無定形區(qū)和結(jié)晶區(qū)均有發(fā)生，且相對結(jié)晶度由37.64％降低到1.76％;差示掃描量熱法(DSC)結(jié)果表明，低取代度時(shí)，檸檬酸酯化會(huì)降低木薯淀粉的

3、糊化溫度，而取代度過高會(huì)使其無糊化峰。檸檬酸酯化還改善了淀粉糊的凍融穩(wěn)定性，但其透明度大大降低。此外，檸檬酸酯化提高了淀粉中SDS和RS的含量，相對于NCS，當(dāng)CCS樣品取代度為0.178時(shí)，SDS和RS含量分別從8.01％和5.92％提高到14.24％和69.53％。
　　其次是采用羧甲基化改性，研究了反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度、異丙醇濃度、NaOH添加量及一氯乙酸(MCA)添加量對羧甲基木薯淀粉(CMCS)取代度的影響。結(jié)果表明，在反

4、應(yīng)時(shí)間3h、溫度45℃、異丙醇濃度80％、nNaOH/nAGU=2.5和nMCA/nAGU=1.2的條件下，CMCS樣品的取代度達(dá)到0.674。另外，與NCS相比，所有CMCS樣品紅外圖譜均在1604cm-1和1426cm-1處出現(xiàn)兩個(gè)新峰，證明了羧甲基反應(yīng)的發(fā)生;XRD和SEM結(jié)果表明，羧甲基化反應(yīng)在淀粉的無定形區(qū)和結(jié)晶區(qū)均有發(fā)生，且相對結(jié)晶度由36.14％降低到2.32％; DSC結(jié)果表明CMCS樣品均無糊化峰;羧甲基化還提高了淀粉

5、糊的凍融穩(wěn)定性和透明度。此外，羧甲基化明顯提高了淀粉中RS和SDS的含量，當(dāng)取代度為0.674時(shí)，RS含量高達(dá)53.13％，取代度為0.536時(shí)，SDS含量高達(dá)19.84％。
　　最后還采用辛烯基琥珀酸酯化改性，研究了淀粉乳濃度、酯化時(shí)間、酯化溫度、酯化pH及OSA添加量對辛烯基琥珀酸木薯淀粉酯(OSCS)取代度的影響。結(jié)果表明，在淀粉乳濃度30％、酯化時(shí)間3h、溫度35℃、pH8.5和OSA添加量9％的條件下，OSCS樣品的取代

6、度達(dá)到0.035。另外，相對于NCS，所有OSCS樣品的紅外圖譜均在1724cm-1和1572cm-1處出現(xiàn)兩個(gè)新峰，表明OSA與淀粉上的羥基發(fā)生了酯化反應(yīng);XRD和SEM結(jié)果表明，OSA酯化僅發(fā)生在無定形區(qū)，不會(huì)破壞淀粉的結(jié)晶結(jié)構(gòu);DSC結(jié)果表明，OSCS樣品的糊化參數(shù)均低于NCS，且隨著取代度的增大，糊化參數(shù)逐漸降低;OSA酯化還提高了淀粉糊的凍融穩(wěn)定性和透明度。此外，OSA酯化顯著提高了淀粉中RS和SDS的含量，當(dāng)取代度為0.03