酯化芋艿改性淀粉的性質(zhì)研究

季昱 胡路平

淀粉是高分子碳水化合物，因?yàn)榫邆鋪?lái)源廣泛、成本價(jià)格較低、生產(chǎn)過(guò)程環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于食品、造紙、紡織等工業(yè)。但伴隨工業(yè)技術(shù)的迭代更新，淀粉在一些行業(yè)中的應(yīng)用已存在較大弊端，例如食品加工生產(chǎn)中的高溫殺菌要求淀粉原料具有較好的耐熱性，果凍類(lèi)食品要求淀粉的透明度要高等。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，淀粉的一些性能已經(jīng)不能適應(yīng)新的設(shè)備和新的工藝要求，需要探索新的加工方式來(lái)改善淀粉的天然性質(zhì)。淀粉的變性方式主要有物理變性、化學(xué)變性、酶法變性、復(fù)合變性四大類(lèi)，生產(chǎn)工藝包括干法、濕法、有機(jī)溶劑法、擠壓法、滾筒干燥法。淀粉通過(guò)上述二次加工，可以改變其固有性質(zhì)，增加某些功能或引進(jìn)新的特性，從而更好地應(yīng)用于食品的加工生產(chǎn)，這類(lèi)淀粉就被稱(chēng)為“變性淀粉”。

本研究用到的原料為芋艿淀粉，使用的加工方法是化學(xué)變性中的醋酸酯化。芋艿淀粉經(jīng)過(guò)改性，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和安全性沒(méi)有發(fā)生改變，所以改性后的淀粉可以放心地用作食品添加劑，從而滿足速凍食品、乳制品、飲品等不同食品的加工生產(chǎn)要求，市場(chǎng)廣闊，研究前景較好。

一、材料與方法

1.材料。芋艿酯化淀粉，實(shí)驗(yàn)室自制。

2.直鏈淀粉測(cè)定。（1）直鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作。吸取直鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)溶液0.5ml、1.0ml、1.5ml、2.0ml、2.5ml、3.0ml，分別置于100ml容量瓶中，加入蒸餾水約50ml、 1mol/L的醋酸1ml、I2-KI溶液1.5ml，定容后搖勻，靜置20min，以蒸餾水做參照，在620nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。將所測(cè)得的吸光度與對(duì)應(yīng)的直鏈淀粉含量做圖制成標(biāo)準(zhǔn)曲線，詳見(jiàn)圖1?；貧w方程是：y=1.104x+0.0382，R2=0.9986。吸光度=2-log（%T）（T：淀粉透明度）。

（2）改性芋艿淀粉中直鏈淀粉含量的測(cè)定。用電子天平準(zhǔn)確稱(chēng)取自制變性淀粉50mg，倒入50ml容量瓶中，先吸取0.5ml乙醇于容量瓶中，再加入1mol/L的氫氧化鈉4.5ml，沸水浴20min，待冷卻后定容、搖勻。吸取5ml轉(zhuǎn)移至100ml容量瓶中，加入蒸餾水約50ml、1mol/L的醋酸1ml、I2-KI溶液1.5ml，再定容、搖勻，靜置20min。以蒸餾水做參照，在620nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度，并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算得到樣品中的直鏈淀粉含量。

3.乙?；繙y(cè)定。稱(chēng)取0.5g改性淀粉，倒入250ml的燒杯中，加入50ml蒸餾水并攪拌至溶解。將燒杯放在磁力攪拌器上，先加入2滴酚酞指示劑，再用0.1mol/L的氫氧化鈉滴定至出現(xiàn)穩(wěn)定的粉紅色。磁力攪拌30分鐘，用0.5mol/L的HCl滴定至粉紅色消失。平行測(cè)定三次，同時(shí)用原淀粉做一個(gè)空白實(shí)驗(yàn)。

4.淀粉糊透光率測(cè)定。稱(chēng)取5g樣品，配成1%的淀粉乳50ml，置于100ml燒杯中。用同樣方法再調(diào)配5份淀粉乳液，置沸水浴中攪拌加熱15min，冷卻至25℃，用分光光度計(jì)在650nm波長(zhǎng)下測(cè)定淀粉糊的透光率。以蒸餾水為空白，做原淀粉的平行試驗(yàn)，并得到平均值，作t檢驗(yàn)（顯著性差異）。

5.淀粉的粘度測(cè)定。用布拉班德粘度儀對(duì)淀粉進(jìn)行測(cè)定，根據(jù)樣品粘度的不同，選用濃度為6%的淀粉乳將原料放在水浴鍋里（設(shè)置溫度到95℃），用同樣方法再調(diào)配5份淀粉乳液，間隔一定時(shí)間測(cè)定粘度，同時(shí)測(cè)試溫度，得到起糊溫度、峰值粘度、95℃時(shí)的粘度值、在95℃保溫一定時(shí)間后的粘度值和糊液保溫一定時(shí)間后的粘度值。

二、結(jié)果與分析

1.淀粉糊透光率。由表1可以看出，原淀粉的透光度低，改性淀粉的透光度比原淀粉高。通過(guò)t檢驗(yàn)計(jì)算得到的t值為83.893>t0.01，所以改性淀粉的透光度極顯著地好于原淀粉。主要原因是醋酸酯化改性淀粉經(jīng)過(guò)酯化反應(yīng)，分子上出現(xiàn)了乙?；?，而乙?；鶊F(tuán)是相互排斥的，因而淀粉分子內(nèi)部發(fā)生膨脹，使吸水膨脹的酯化淀粉尺寸變大。同時(shí)乙?；鶊F(tuán)具有親水性，更容易與水分子結(jié)合，水分子將淀粉分子阻隔開(kāi)，也因此增加了淀粉糊化后的透明度。由此可見(jiàn)，在糊化后的表現(xiàn)方面，改性淀粉顯著優(yōu)于原淀粉。

2.芋艿淀粉糊粘度性質(zhì)分析。由淀粉的粘度曲線（圖2）可以看出，達(dá)到起糊溫度時(shí)開(kāi)始糊化，而且改性淀粉比原淀粉更易糊化。隨著溫度的變化和時(shí)間的增加，原淀粉的粘度呈現(xiàn)先上升后下降，而改性淀粉在達(dá)到峰值粘度呈現(xiàn)緩慢增加，并在50℃保溫后一直保持，因此改性淀粉在粘度上表現(xiàn)出更好的特性。淀粉粘度曲線上的6個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)分別為：A-開(kāi)始糊化，B-峰值粘度，C-95℃時(shí)，D-95℃保溫結(jié)束時(shí)，E-50℃時(shí)，F(xiàn)-50℃保溫結(jié)束時(shí)，具體數(shù)據(jù)詳見(jiàn)表2。

三、結(jié)果

我國(guó)的芋艿產(chǎn)量十分豐富，對(duì)芋艿的研究卻較少。本文對(duì)芋艿淀粉進(jìn)行改性，研究結(jié)果如下：

對(duì)芋艿淀粉的透光率分析表明，改性淀粉的淀粉顆粒較易吸水膨脹，糊化后所形成的糊液比較透明，透光率最高達(dá)到51.2%。改性淀粉的高透光率還與其乙酰基團(tuán)含量有關(guān)，乙酰基具有親水性，又使淀粉分子相互排斥，使得改性淀粉糊化液體的透光率增加。

運(yùn)用布拉班德粘度儀對(duì)改性淀粉進(jìn)行測(cè)定，得到布拉班德粘度曲線。由圖2可知，改性淀粉的粘度在22-30分鐘時(shí)有明顯的提高，然后在一段時(shí)間內(nèi)粘度起伏不大，在75分鐘時(shí)呈明顯上升趨勢(shì)，最后趨于水平。而原淀粉一開(kāi)始就呈明顯上升趨勢(shì)，粘度在45-75分鐘、溫度為90℃的時(shí)候達(dá)到最大，然后隨著時(shí)間的延長(zhǎng)、溫度的降低而降低。

醋酸酯法制備的芋艿改性淀粉穩(wěn)定性好、透明度好、不易凝沉，隨著科技的發(fā)展和生產(chǎn)工藝的提升，芋艿改性淀粉將更好地應(yīng)用于食品工業(yè)，也將在其他產(chǎn)業(yè)得到蓬勃發(fā)展。