不同溶剂下超声波作用对木薯淀粉物化性质的影响

论文摘要

淀粉颗粒内部可分为结晶区和非结晶区,淀粉的变性化学反应一般用水作为溶剂,反应主要发生在非结晶区。由于结晶区的存在,限制了化学反应进一步发生。降低木薯淀粉的结晶度,可以提高木薯淀粉颗粒的反应活性。本研究以木薯淀粉为研究对象,选取不同溶剂为分散介质,以超声波处理的方法,研究其对木薯淀粉颗粒物化性质的影响。利用x-射线粉末衍射仪（XRD）、紫外-可见分光光度仪、数字式粘度计和旋转粘度仪,分别考察处理后的木薯淀粉（Processed Cassava Starch, PCS）结晶度,糊化过程的粘度曲线,淀粉糊的透明度和粘度热稳定性的变化情况,并以处理后的木薯淀粉制备羟丙基淀粉,以羟丙基淀粉取代度为指标,考察经过超声处理后木薯淀粉颗粒的反应活性。主要的研究结果如下：1、不同溶剂处理后的木薯淀粉结晶度由小到大的顺序为丙酮<甲醇<水<异丁醇<乙醇<乙酸乙酯<正丁醇<环己烷；不同溶剂+水处理后的顺序为乙酸乙酯+水<环己烷+水<甲醇+水<丙酮+水<正丁醇+水<乙醇+水<异丁醇+水。单因素最优条件是木薯淀粉乳浓度15%；超声波作用时间7s、间歇时间10s、作用次数40次、功率600W和变幅杆深度20mm；水分与木薯淀粉比例1：4。最优条件下的结晶度在28.2-29.8%之间,平均值为29.1%。2、不同溶剂处理后的木薯淀粉粘度变化加速度由大到小的顺序为乙酸乙酯>环己烷>乙醇>异丁醇>甲醇>丙酮>正丁醇>水；不同溶剂+水处理后的顺序为正丁醇+水>乙酸乙酯+水>丙酮+水>甲醇+水>乙醇+水>异丁醇+水>环己烷+水。单因素最优条件是木薯淀粉乳浓度10%；超声波作用时间7s、间歇时间5-15s、作用次数20-40次、功率400W、变幅杆深度10mm和水分与淀粉比例为3:8（88.64mPa-s/℃2）。最优条件下粘度变化的加速度在36.18-38.94mPa-s/℃2之间,平均值为37.72mPa-s/℃2（水分与淀粉比例因素除外）。3、不同溶剂处理后的木薯淀粉透明度由大到小的顺序为环己烷>乙醇>丙酮>乙酸乙酯>水>环己烷>甲醇>异丁醇；不同溶剂+水处理后的顺序为甲醇+水>乙酸乙酯+水>丙酮+水>正丁醇+水>异丁醇+水>乙醇+水>环己烷+水。单因素最优条件是木薯淀粉乳浓度15%；超声波作用时间10s、间歇时间25s、作用次数20-30次、功率500W、变幅杆深度15mm、水分与淀粉比例为3：8。最优条件下的透明度在44.9-49.7%之间,平均值为46.8%。4、在不同溶剂中处理后的木薯淀粉粘度热稳定性由大到小的顺序为环己烷>乙醇>异丁醇>正丁醇>丙酮>水>乙酸乙酯>甲醇；不同溶剂+水处理后的顺序为环己烷+水>乙酸乙酯+水>丙酮+水>乙醇+水>异丁醇+水>甲醇+水>正丁醇+水。单因素条件下,PCS粘度热稳定性最优条件是木薯淀粉乳浓度15%；超声波作用时间7s、间歇时间25s、作用次数30-50次、功率500W、变幅杆深度30mm、水分与淀粉比例为1：2。最优条件下的粘度热稳定性在41.9-50.8%之间,平均值为46.3%。5、以不同溶剂处理后的木薯淀粉制备的羟丙基淀粉取代度由大到小的顺序为水>丙酮>乙酸乙酯>正丁醇>环己烷>乙醇>异丁醇>甲醇；以不同溶剂+水处理后的顺序为乙酸乙酯+水>甲醇+水>环己烷+水>正丁醇+水>丙酮+水>异丁醇+水>甲醇+水。单因素最优条件是木薯淀粉乳浓度15%；超声波作用时间10s、间歇时间10s、作用次数50次、功率500W；水分与木薯淀粉比例3：8。最优条件下的最高取代度为0.131,以原木薯淀粉制备的羟丙基淀粉取代度为0.08。以乙酸乙酯与水作为分散介质,超声波作用后木薯淀粉的结晶度降低为28%,制备的羟丙基淀粉取代度提高了0.051。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 淀粉
• 1.2.1 淀粉来源及成分
• 1.2.2 淀粉分子结构
• 1.2.3 淀粉颗粒结构
• 1.2.4 变性淀粉的种类及应用
• 1.2.5 木薯淀粉
• 1.3 超声波及物理改性研究进展
• 1.3.1 超声波
• 1.3.2 物理法改性研究进展
• 1.4 课题研究背景及意义
• 1.5 课题研究目标及内容
• 2 超声波对木薯淀粉结晶度的影响
• 2.1 实验药品及仪器
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 超声波预处理方法
• 2.2.2 淀粉结晶度计算方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 不同溶剂处理对木薯淀粉结晶度的影响
• 2.3.2 不同溶剂加水处理对木薯淀粉结晶度的影响
• 2.3.3 超声波处理对木薯淀粉结晶度影响的单因素实验
• 2.4 小结
• 3 超声波对木薯淀粉粘度曲线的影响
• 3.1 实验药品及仪器
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 超声波预处理方法
• 3.2.2 淀粉粘度曲线测试方法
• 3.2.3 粘度曲线数据分析
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 不同溶剂处理对木薯淀粉粘度曲线的影响
• 3.3.2 不同溶剂加水处理对木薯淀粉粘度曲线的影响
• 3.3.3 超声波处理对木薯淀粉粘度曲线数据影响的单因素实验
• 3.3.4 响应面实验
• 3.4 小结
• 4 超声波对木薯淀粉透明度的影响
• 4.1 实验药品及仪器
• 4.2 实验方法
• 4.2.1 超声波预处理方法
• 4.2.2 淀粉透明度测试方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 不同溶剂处理对木薯淀粉透明度的影响
• 4.3.2 不同溶剂加水处理对木薯淀粉透明度的影响
• 4.3.3 超声波处理对木薯淀粉透明度影响的单因素实验
• 4.4 小结
• 5 超声波对木薯淀粉粘度热稳定性的影响
• 5.1 实验药品及仪器
• 5.2 实验方法
• 5.2.1 超声波预处理方法
• 5.2.2 淀粉粘度热稳定性测试方法
• 5.2.3 粘度热稳定性计算方法
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 不同溶剂处理对木薯淀粉粘度热稳定性的影响
• 5.3.2 不同溶剂加水处理对木薯淀粉粘度热稳定性的影响
• 5.3.3 超声波处理对木薯淀粉粘度热稳定性影响的单因素实验
• 5.4 小结
• 6 超声波对合成羟丙基淀粉取代度的影响
• 6.1 实验药品及仪器
• 6.2 实验方法
• 6.2.1 超声波预处理方法
• 6.2.2 羟丙基淀粉合成原理及方法
• 6.2.3 羟丙基淀粉取代度测定和计算方法
• 6.3 结果与讨论
• 6.3.0 确定羟丙基淀粉合成时间
• 6.3.1 不同溶剂处理对合成羟丙基淀粉取代度的影响
• 6.3.2 不同溶剂加水处理对合成羟丙基淀粉取代度的影响
• 6.3.3 超声波处理对于合成羟丙基淀粉取代度的影响的单因素实验
• 6.4 小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 附件
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录