羧甲基淀粉糊性质的研究

门 、 、 、 ， 《食品与发酵工业》 羧甲基淀粉糊性质的研究 陈玲 佘淑君 杨连生 颜盛发 温其标 张力 田 (华南理工大学轻工食品学院一广州，510641) 摘 要 本文对羧甲基淀粉糊性质进行了详细的研究 ，包括糊的冷热粘度稳定性、凝沉性 、冻 融稳定性 、透明度、pH值和介质 (蔗糖，氧化钠)对糊粘度性质的影响。结果 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明，淀粉经过羧 甲 基化后，糊的热牯度稳定性大为降低一冷粘度稳定性增加；在 pH3 5～8．5范围内，有较好的耐 酸碱稳定性 Lo 蔗糖对糊粘度性质影响不明显，添加氯化钠会使糊化温度升高一峰值牯度降 低．凝沉性增大 ；羧 甲基淀粉具有易糊化一糊凝沉性低一冻融稳定性好和透明度高的优 良性质。 关键词 墼!墨塞塑，塑 巫 竺’ 曼沉- 淀粉被广泛应用于食品、医药、纺织、造 纸和 日用化工等行业 一是重要 的工业原料之 一 。但随着科学与加工技术发展，原淀粉的某 些性质 已不能满足加工 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 以在食品应用 为例，淀粉可作为稳定剂和增稠剂等，给许多 食品提供特性粘度，结构 ，口感和稠度 ，或作 为加工助剂 ，方便生产 。]。但由于淀粉糊粘 度稳定性差 ，易发生凝沉 ，透明度低 ，影响了 食品的质量和风味，使淀粉的应用受到限制。 为改变这种不足 ，必须进行变性处理，使淀粉 糊的性质符合应用要求 ]，将淀粉羧 甲基化 就是一种常用的变性手段。 在碱性条件下淀粉与一氯醋酸作用得到 羧甲基淀粉 ： 淀粉一OH+CICHzCXX)H+NaOH-~ 淀粉 (X3H2C(X)I-I~-NaC|-t-H O 淀粉分子引入羧甲基团后具有阴离子特 征，糊性质得到改 良，能适合更广泛的应用要 求 ]。本文通过对羧甲基淀粉糊性质的系统 研究 ，掌握原淀粉经过羧甲基化后，哪些性质 得到改 良，以便更好地指导应用及开拓新用 途，哪些性质还不符合应用要求，为进一步改 进提供 目标。并根据糊性质的变化规律 ，形成 f 22 羧 甲基淀粉产品系列化 。因此本文研究结果 具有实际意义和应用价值。 材 料 和 方 法 一 、 实验 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 玉米淀粉 ：河北省华北制药厂淀粉分厂 羧甲基淀粉 用乙醇溶剂法制备[ ，取代 度测试方法采用硫酸铜沉淀法 。 蔗糖：化学试剂。 NaC1：化学试剂 二、实验方法 1．淀粉 的 Brabender粘度曲线 仪器：Brahender连续粘度计 ，西德 称取 一 定 量 的 样 品 配 成 6 淀 粉 乳 460g．置粘度测量杯 中，从 25℃开始升温一升 温速度为 1．5C／min，直至 95℃，保 温 1h·然 后以同样速度降至 50"C，保温 lh，得 Braben- d 粘度曲线。曲线上的粘度单位为 BU 每条淀粉 Brabenater粘度 曲线上有六个 关键点 ： A点：糊化温度，即曲线开始上升时的温 度。该温度值比真正的糊化温度值要高，糊化 ／ ／ ／0 0 № 姗 朗 咖 _星 ∞ 阻 盯 ／ ．． d 维普资讯 http://www.cqvip.com 《食品 与发酵工业》 Fo~xt and Fermentation Industries 1 996 No．3 时颗粒膨胀度低的淀粉更是如此。 B点 ：峰值粘度 ．即升温期间淀粉糊达到 的最高粘度值 。 c点 ：升温到 95c肘的粘度值。 D点：95℃保温 lh后的粘度 。B-D绝对 值表示淀粉糊的热牯度稳定性，差值愈小愈 稳定 ，反之不稳定 E点 ：淀粉糊冷却到 50 C的粘度值 BD 值表示在冷却过程 中淀粉糊形成的凝沉的强 弱。E-B值表示淀粉糊的凝沉性强弱 两个数 值表现出糊凝沉性趋势，差值愈大．凝沉性愈 强，反之愈小。 F点 ：50c保温 lh后的粘度 E-F绝对 值表示糊的玲粘度稳定性 。差值 愈小愈静 定 。 2．pH值对淀粉糊粘度的影响 实验 用 0．1N的 HC1或 0．IN的 NaOH 溶液 将蒸馏水调至所测 的 pH值，用于将样 品配 成 6 的淀 粉乳 460g，用 Brabender粘 度计 测定粘度曲线。在所铡 的 pH值 范围内观察 曲线的变化 ，变化大说明糊粘度不稳定．变化 小则稳定。 3．淀粉 糊 的 冻融稳定性 实验 称取一定量的样品，配成 6 的淀粉乳 ， 加热至 95C．置塑料烧杯中，冷却至室温，放 人 一lo一 20 c的冰箱内，冷冻一昼夜后取 出 ，自然解冻 ，观察糊 的状况．然后再放人冰 箱。反复冷冻，解冻，直至有水析 出为止 记 录冷冻次数 即表示淀粉糊的冻融稳定性。 4．淀粉糊的透明度 实验 称取一定量 的样品，配成 1 的淀粉乳 。 取 50tI1l于 lOOml烧杯 中，置沸水浴 中加热， 搅 拌 1 5rain并 保 持 淀粉糊 的体 积 ，冷却 至 25℃．用分光光度计进行测定，以蒸馏水作参 照 ，用 lcm 比色杯在 620nm波长下测定糊 的 透光率 透光率愈大 ，糊的透明度愈高 5．介质对淀粉糊粘度性质的影响实验 根据食品应用的要求，选用蔗糖和 Naa 为添加介质 。用 10 蔗糖溶液代替蒸馏水 ． 将样 品配成 6 的淀粉乳 460g，或在已配制 成 6 的样品淀粉乳 中添加一定量 的 Naa， 用 Brabender粘度仪测定粘度曲线 与未加介 质 的粘度 曲线作 比较 ，了解介质对淀粉糊粘 度性质的影响 结 果 及 讨 论 ～ 、羧甲基淀粉 糊粘度稳定性 从 图 l的 Brabensder粘度 曲线，找 出原 淀粉和不同取代度羧甲基淀粉的关键点．并 计算出它们的 B-D和 E-F绝对值．结果刊于 表 l 图 1 不同取 代度援 甲基淀粉的 Brabender粘度 曲线 袁 l 淀粉殛箍甲基淀粉的糊粘度稳定性 样品 取代度 A(C) B(HU) D(Bu) E(Bu) F(Bu) B-D(Bu) E-FfBu) 玉米淀粉 0 85．0 180 206 520 48O 2。 4。 羧 甲基淀粉 0 08 44 5 000 8O 285 250 920 羧 甲基 淀粉 0 10 37．0 l 00 1 25 320 3O0 羧甲基淀粉 1 0 19 <25 l 00 1 70 240 220 1 3 3 。 0 I 羧甲基淀粉1 0．29 < 25 1000 150 200 21 0 23 维普资讯 http://www.cqvip.com 《食品与发酵工业 》 Food and Fermentation Industries 1996 No．3 表 1的数据表明： 1．随着羧 甲基取代度增高，淀粉糊化温 度不断降低，在较高取代度时，常温能糊化。 2．淀粉经羧 甲基化后．糊的热 粘度稳定 性大大降低。Brabender粘度曲线的峰值粘度 B与淀粉颗粒 的膨胀度有相关 的关系 ，粘度 上升速度愈快 ，表明淀粉颗粒的膨胀愈迅速。 从粘度曲线可见 ，羧 甲基淀粉的峰值粘度大 大高于原淀粉 ，意味着颗粒易被水膨胀 。当粘 度达到峰值后 ，随着温度的升高而下降，这是 由于高度膨胀的淀粉颗粒在低剪切作用下破 裂分散所引起的，因此，B-D值也称破裂值。 破裂值越大 ，粘度的热稳定性越差 ，从表 1的 数据可见，羧甲基化后的淀粉颗粒破裂值大 大增大 ，说明糊的热粘度稳定性差。原因是羧 甲基化使淀粉颗粒 出现洞穴、裂纹和发生破 裂 ，部分结晶结构受到破坏，使得其抗机械及 热剪切能力大大降低。 3．淀粉羧 甲基化后，糊冷粘度稳定性 有 所提高。 二、pH对藏甲基淀粉糊粘度性质的影响 不同的食品加工是在不 同的 pH条件 下 进行 ，淀粉糊粘 度l}生质稳定与否，对产品质量 有很大影响 根据食品加工要求，选择试验的 pH 范围 为 3．5～8．5。 图 2和 图 3分别是原 淀粉和取 代度 为 0．10的羧 甲基淀粉在 pH 为 3．5～8．5范 围 内的 Brabender粘度曲线。 『利2 不『 pH值 乇米淀粉的 lkabender牯度曲线 图 3 不同 pH值羧 甲基淀粉的 Brahondor粘度曲线 将各条曲线的关键点作图，进行 比较 ，结 果见 图 4和 图 5 粘 度 言 邑 图4 I值与玉米淀粉牯度曲线关键点粘度值的关系 维普资讯 http://www.cqvip.com 《食品与发酵工业》 Food and Fermentation Industries 1996 No．3 牯 度 一 邑 图 5 pH值与羧甲基淀粉粘 度 曲线关键 点粘度值的关系 从图 2～图 5可以看到： 1．玉米淀粉的糊化温度随 pH值升高而 降低了 6C，羧 甲基 淀粉 的糊化温度基本保 持不变 。 2．在测定 的 pH范 围 内，玉米 淀粉 的粘 度曲线发生 明显变化．各关键点粘度 曲线起 伏程度较大 羧甲基淀粉的粘度曲线变化很 小 ，几条曲线几乎重叠在一起 ，各关键点曲线 除 B点曲线与原淀粉的起伏程度相 近外 ，其 余都较平直。 可 见，在 pH3．5～8．5范围内，羧 甲基淀 粉的耐酸碱稳定性 比原淀粉好 。 三、羧 甲基淀粉糊凝沉性 淀粉糊放置一段时间后会变混浊．甚至 有沉淀析 出，这种凝 结沉淀的现象称为“凝 沉”，也叫“老化” ]。淀粉糊出现凝沉现象，是 因为糊中的链淀粉分子通过羟基生成分子间 氢键，重新排列和缔合成结晶度较高的结构 ， 发生沉淀，或是相互形成局部紧密集聚状 的 不溶于水的非结 晶状的凝胶 ，破坏了糊 的胶 体性质。原淀粉糊的凝沉现象对于冷冻食品 加工是不利的。 根据 图 l的 ]~rabender粘度 曲线，找 出 不同取代度羧 甲基淀粉的各个关键点 ，并根 据这些关键点计算 出能体现淀粉糊凝沉性强 弱的 E-D和 KB值 ，结果列于表 2 表 2 淀粉夏不同取代度羧 甲基淀粉的糊凝沉性质 样 品 l 取代度 g(I3u) D(Bu) E(Bu E-D(Bu) E-B(Bu) 玉米淀粉 0 l80 200 520 320 340 羧 甲基 淀粉 0．08 l000 80 285 205 —71j 羧 甲基 淀粉 0．L0 l 500 l 25 320 195 ll80 羧 甲基淀粉 0．13 l 500 1 40 240 l00 l260 羧甲基淀粉 0．19 l 500 l 70 240 7O 一l260 羧甲基淀粉 1 0．29 i000 i50 200 50 800 表 2数据表明．淀粉经过羧 甲基化后，凝 沉性大大降低 ，且 随着取代度的升高 ．淀粉糊 的凝沉性不断减弱。 在低温下 ，淀粉糊的凝沉现象更 明显 。通 常将淀粉糊经过低温冷冻一段时间 ，再升温 解冻后，能否不发生凝沉而保持原胶体形状， 称为淀粉的冻融稳定性 。若是经过反复冻融 不析出水 ，表明淀粉糊的冻融稳定性好 将测定淀粉和不同取代度援甲基淀粉冻 融稳定性 的结果列于表 3。 表 3 淀粉夏不同取代度羧甲基淀粉的冻融稳定性 取 冻融稳定 眭 样 品 ‘ 度I M 冻融次数I淀粉糊表观变化 玉米淀粉 0 i f 析水、分层 羧 甲基淀粉 0．08 64 少量水析出 羧 甲基淀粉 0．10 70 无 水析出 教甲基淀粉 0．1 9 0 f 无水析出 羧甲基淀粉 0．2g 70 无水析出 维普资讯 http://www.cqvip.com 《食品与发酵工业》 Food and Fermentation Industries 1 996 No．3 原淀粉的冻融稳定性差 ，只经冻融 1次 ． 就析 出大量清水 ．糊变成海棉状 ．完全失去了 原来胶体结构，说明原淀粉的凝沉性强 经过 羧甲基化后，冻融稳定性大大提高，即使是 DS(取代度)一0．08的羧甲基淀粉t经过冻融 64次后，只析 出很少量 的水．糊 的结 构形 状 变化不大 。 援 甲基淀粉凝沉性低是一个优 良性质· 是由于在淀粉分子中 1人 了羧甲基团·一方 面与水分子更好地水合，另一方面与链淀粉 的脱水葡萄糖羟基形成分子 内氢键t阻碍 了 链 淀粉分子间氢键的生成t使其不易重新排 列和缔台 ，糊的凝沉倾向大大减少 四、羧 甲基淀粉糊透明度 用分光光度计测定淀粉及不同取代度羧 甲基淀粉的糊透光率，结果到于丧 4。 表 4数据表明．透光率愈大 -淀粉糊的透 明度愈高。淀粉经援 甲基化后 ，糊透明度显著 提高 。这是 因为援 甲基化使得链淀粉分子凝 沉性降低的缘故 淀粉糊透明度的提高 -有利 于在嗜喱、果冻和饮料等食品加工中应用 表 4 淀粉及不同取代度羧甲基 淀粉的糊透光率 五、介质对箍甲基淀粉糊粘度性质的影 响 根据食品加工的特点，选用蔗糖和 Naa 为添加介质 1．蔗糖对羧甲基淀粉糊粘度性质的影响 用 1oG的蔗糖溶液代替蒸馏水，测定援 甲基淀粉的 Brabender粘度曲线，与未加介质 的粘度曲线作比较 ．结果如图 6所示 。 圜 6 添加蔗糖前后的黢甲摹淀粉 l~~abender粘度曲线 1．羧甲基淀粉 Brabender粘度 曲线 ： 2．添加 10 蔗糖 的羧甲基淀粉 Brabender粘度曲线 表 5 介质对璇甲基淀粉糊粘度性质的影响 样 品 I 介质添加量 B-D(Bu) BI)(Buj GB(Bu) E F(Bu) 羧甲基淀粉 0 1375 195 1180 2。 攘甲基淀粉 10 14蔗糖 I 1G60 l 270 【 960 I 60 攘甲基淀粉 0 l 11 65 l 195 I 一1180 l 20 羧甲基淀粉 i 2％NAG] I 38,'5 I 280 I 100 I 20 表 5的数据表明。添加 10 蔗糖后 t羧 甲 基淀粉糊的热粘度稳定性和凝沉性有所增加一 冷粘度稳定性稍有减少。总体而言 ．10 蔗糖 溶液对羧 甲基淀粉糊性质影响不尢 2．Naa 对羧 甲基淀粉糊粘度性质的影响 根据实际应用 ，选择 NaCI添加量为 2 维普资讯 http://www.cqvip.com 《食品与发酵工业》 Food and Fermentation Industries 1 996 No．3 图 7是添加 Naa 前后的羧 甲基淀粉 Bfaben— der粘度曲线 图 7 添加 a 前后的羧 甲基淀粉