蜡质玉米淀粉的双重改性及其在油脂微胶囊化中的应用

论文摘要

本论文主要研究了以蜡质玉米淀粉为原料通过氧化、酯化制备蜡质玉米双重改性淀粉的工艺,并研究了蜡质玉米双重改性淀粉的结构、基本性质及其在油脂微胶囊化中的应用。主要研究结果如下：1.蜡质玉米双重改性淀粉制备工艺的研究首先,研究了蜡质玉米氧化淀粉的制备工艺。通过单因素试验研究了体系pH、反应温度、双氧水用量、反应时间对氧化淀粉羧基含量的影响。在此基础上,通过正交优化试验确定了制备蜡质玉米氧化淀粉的最佳工艺条件：体系pH为8.0,反应温度为50℃,双氧水（质量分数为30%）用量为16.0mL,反应时间为4.0h,所得改性淀粉羧基含量为0.099%。其次,选用羧基含量最高的蜡质玉米氧化淀粉进行酯化接枝。通过单因素试验,研究各因素对氧化淀粉酯取代度的影响。根据单因素实验结果,确定正交优化试验因素,以取代度为衡量指标。正交试验结果表明,制备蜡质玉米氧化淀粉酯的最佳工艺参数为：体系pH为8.5,反应温度为35℃,淀粉乳浓度为40%,反应时间为4.0h,所得氧化淀粉酯的取代度可达到0.021。2.蜡质玉米双重改性淀粉的性质研究通过分析比较了蜡质玉米原淀粉、氧化淀粉、氧化淀粉酯的化学结构、颗粒性质、糊液性质,得到以下结论：蜡质玉米淀粉被氧化后,在1750cm-1处产生了新的由羧基C=O键伸缩振动引起的特征吸收峰,从而确定了蜡质玉米淀粉分子上成功引入COoH;蜡质玉米氧化淀粉进一步酯化后,在1590 cm-1处产生了新的吸收峰,为酯羰基的特征吸收峰,从而确定了在蜡质玉米淀粉分子中引入羧基之后,又成功引入了酯基。蜡质玉米淀粉的改性主要发生在淀粉颗粒的无定形区。改性前后的淀粉晶体仍都属于A型结构,但是,改性后结晶度有所下降,说明改性作用对淀粉颗粒的晶体结构也有一定的破坏作用。与蜡质玉米原淀粉相比,氧化、进一步酯化使蜡质玉米淀粉糊的性质发生了很大变化：如黏度降低、冻融次数及稳定性大幅度提高,淀粉糊液的凝沉稳定性和透明度较原淀粉也有了很大提高,并且随着取代度的增加,淀粉糊液的各项性质随之提高。结果表明,蜡质玉米双重改性淀粉兼有氧化淀粉、酯化淀粉的双重优点,更适应工业发展的需求。3.蜡质玉米双重改性淀粉的应用探讨了蜡质玉米氧化淀粉酯作为壁材,代替价格较贵的酪朊酸钠,在微胶囊粉末油脂中的应用。通过单因素试验以及微胶囊性质的研究,确定了以蜡质玉米双重改性淀粉为壁材制备的微胶囊粉末添加量,为11%。在此添加量时,微胶囊产品包埋率高,表面油含量低,并且其复原乳状液无异常气味,乳白色,无结膜,亦无沉淀发生。并对此产品进行感官评价,贮藏稳定性及其电镜扫描微观分析,都说明蜡质玉米双重改性淀粉对大豆油脂具有较好的包埋效果和优良的贮藏稳定性,与由酪朊酸钠制备的大豆油微胶囊的性质相差不大,因而具有广泛的应用价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 引言
• 1.1 蜡质玉米淀粉的基本结构与性质
• 1.2 蜡质玉米淀粉的改性及其双重改性
• 1.2.1 蜡质玉米淀粉的改性
• 1.2.2 蜡质玉米淀粉的双重改性
• 1.2.3 蜡质玉米改性淀粉的应用
• 1.3 微胶囊化技术及其应用
• 1.3.1 微胶囊的定义和制备概述
• 1.3.2 喷雾干燥法概述
• 1.3.3 微胶囊的功能特点
• 1.3.4 微胶囊化技术在工业中的应用
• 1.3.5 微胶囊壁材的研究概述
• 1.4 课题研究的目的,意义和内容
• 1.4.1 课题研究的目的和意义
• 1.4.2 课题研究的主要内容
• 第2章 蜡质玉米氧化淀粉酯的制备工艺研究
• 2.1 引言
• 2.2 试验部分
• 2.2.1 试验原料
• 2.2.2 试验主要试剂
• 2.2.3 试验主要仪器与设备
• 2.2.4 试验主要技术路线
• 2.2.5 试验测定方法
• 2.2.6 试验设计
• 2.3 试验结果与讨论
• 2.3.1 蜡质玉米氧化淀粉工艺条件的研究
• 2.3.2 蜡质玉米氧化淀粉酯化工艺条件的研究
• 2.4 本章小结
• 第3章 蜡质玉米氧化淀粉酯的性质研究
• 3.1 引言
• 3.2 试验部分
• 3.2.1 实验材料
• 3.2.2 试验仪器与设备
• 3.2.3 试验方法
• 3.3 试验结果与讨论
• 3.3.1 红外光谱分子结构分析
• 3.3.2 X-射线衍射分析晶体结构
• 3.3.3 淀粉糊透明度的分析测定
• 3.3.4 淀粉糊的凝沉稳定性
• 3.3.5 淀粉糊的黏度测定分析
• 3.3.6 淀粉糊的冻融稳定性分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 蜡质玉米氧化淀粉酯作壁材在微胶囊产品中的应用
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验材料
• 4.2.2 试验主要仪器与设备
• 4.2.3 试验主要技术路线
• 4.2.4 试验测定方法
• 4.3 试验结果与讨论
• 4.3.1 蜡质玉米氧化淀粉酯添加量的确定
• 4.3.2 微胶囊粉末的感官评价
• 4.3.3 微胶囊粉末油脂理化性质的分析
• 4.3.4 微胶囊粉末油脂复原乳状液的感官评价
• 4.3.5 微胶囊粉末油脂贮藏稳定性试验
• 4.3.6 微胶囊粉末油脂颗粒的表面结构分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 总结与展望
• 5.1 结论
• 5.2 进一步工作的方向
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间的研究成果