缠结浓度Ce对谷物淀粉物化性能的影响

摘要

高分子聚合物溶液根据浓度分为稀溶液、亚浓溶液和浓稠溶液。淀粉是一种天然高分子化合物，目前关于浓度对淀粉溶液物化特性影响的研究大多集中在浓稠状态，而关于稀和亚浓状态下淀粉溶液的物化特性还不是很清楚。
　　缠结浓度（Entanglement concentration，ce）被定义为聚合物溶液中亚浓状态与浓稠状态的分界线，它表示聚合物分子线团之间互相重叠和互相贯通的起始浓度。
　　在本论文的研究中，以玉米、小麦、大米、糯米四种谷物淀粉为研究对象，使用乌氏粘度计测定谷物淀粉稀溶液中的粘度，从而确定四种谷物淀粉的特性粘度（[η]）和缠结浓度(ce)，并基于ce研究谷物淀粉溶液的物化特性及其淀粉膜的成膜情况。主要结果如下:
　　1、糯米、大米、小麦、玉米的[η]值分别为4.39、6.98、7.42、9.61。这表明在谷物淀粉稀溶液中，糯米淀粉链的尺寸是最小的，而玉米淀粉链的尺寸是最大的。此外，玉米、小麦、大米、糯米淀粉的ce值分别为16.9、13.8、3.6和3.3g/L。
　　2、ce对大米和糯米淀粉糊溶液网络结构形成的影响要比对玉米和小麦淀粉糊溶液大得多。此外，ce还影响谷物淀粉溶液回生的程度。因此，ce值可能是调节淀粉糊化和回生程度的合适参考浓度。
　　3、当淀粉溶液浓度≤ce时，除玉米淀粉糊溶液外，其他三种谷物淀粉糊溶液几乎不表现出剪切变稀行为。当淀粉溶液浓度＞ce时，剪切变稀行为显著。当淀粉溶液浓度高于ce时，谷物淀粉糊溶液表现为假塑性流体，剪切应力随剪切速率的增加而增加，其中糯米淀粉糊溶液则呈现出更明显的假塑性行为。通过对谷物淀粉溶液粘弹性的研究表明相较于其他三种谷物淀粉，ce对大米淀粉溶液G'影响更大。相较于玉米和小麦淀粉溶液，ce对大米和糯米淀粉溶液的η*值影响更大。
　　4、四种谷物淀粉溶液的糊化温度随着淀粉浓度的增加而增加。并且当溶液浓度增加到ce时，四种谷物淀粉溶液的糊化温度都有提高，其中糯米淀粉溶液提升最显著。当溶液浓度≥ce时，与玉米淀粉和小麦淀粉相比，大米淀粉和糯米淀粉的糊化温度显著增加，尤其是糯米淀粉。
　　5、在四种谷物淀粉糊与凝胶中T2值随着淀粉浓度的增加而逐渐降低。当浓度增加到ce时，玉米和小麦淀粉糊T2值的降低程度低于大米和糯米淀粉糊。相较于玉米和小麦淀粉，ce对大米和糯米淀粉糊的水分子流动性的影响更显著。此外，缠结浓度对大米和糯米淀粉溶液老化过程中水分子迁移的影响更大。
　　6、四种谷物淀粉的原始红外光谱在900-4000cm-1之间有几乎相同的吸收峰频带，仅在吸收峰强度和峰位上有微小差异。去卷积后的光谱中，1047cm-1与1022cm-1峰强度比值随着浓度的增加而增大。特别是当浓度从1g/L增加到ce时比值增加的更加明显，表明谷物淀粉中ce对(1047cm-1/1022cm-1)比值有显著的影响。
　　7、当四种谷物淀粉溶液浓度小于ce时淀粉薄膜无法形成，而当浓度达到ce时形成薄膜，这表明ce对谷物淀粉的成膜性有非常显著的影响。其中小麦和大米淀粉具有良好的成膜性能，而玉米和糯米淀粉的成膜性能较差。

目录

声明

致谢

摘要

1 文献综述

1．1 谷物淀粉概述

1．2 淀粉糊化研究进展

1．2．1 淀粉糊化概述

1．2．2 淀粉糊化的影响因素

1．3 淀粉回生研究进展

1．3．1 淀粉回生的定义及机理

1．3．2 淀粉回生的影响因素

1．3．3 浓度对淀粉回生的影响

1．3．4 淀粉回生对淀粉类食品品质的影响

1．4 淀粉基生物降解膜

1．5 缠结浓度概述

2 引言

2．1 立题依据和意义

2．2 主要研究内容

3 材料与方法

3．1 实验材料与试剂

3．1．1 实验材料

3．1．2 实验试剂

3．2 实验仪器与设备

3．3．1 谷物淀粉纯化及其组成成分的测定

3．3．2 谷物淀粉颗粒大小分布测定

3．3．3 谷物淀粉粘度特性测定

3．3．4 透射电镜形态观察(TEM)

3．3．5 谷物淀粉的傅里叶红外光谱分析

3．3．6 低场核磁共振(LF-NMR)水分迁移测定

3．3．7 谷物淀粉的流变学性质测定

3．3．8 谷物淀粉热力学性质测定(DSC)

3．3．9 缠结浓度Ce对谷物淀粉膜形成的影响

3．4 数据处理分析

4 实验结果与讨论

4．1 谷物淀粉中的基本组成成分含量

4．2 谷物淀粉粒度表征

4．3 谷物淀粉溶液特性粘度分析

4．4 谷物淀粉溶液缠结浓度分析

4．5 谷物淀粉糊溶液与凝胶TEM观察分析

4．6 谷物淀粉凝胶老化结晶度分析

4．7 谷物淀粉溶液水分迁移的分析

4．8 谷物淀粉糊溶液的流变学性质分析

4．8．1 稳态流变分析

4．8．2 动态流变分析

4．9 谷物淀粉溶液热力学性质分析

4．10 缠结浓度对谷物淀粉成膜性的影响

5 结论

5．1 谷物淀粉溶液特性粘度和缠结浓度的确定

5．2 缠结浓度对谷物淀粉溶液网络结构和凝胶化的影响

5．3 缠结浓度对谷物淀粉结晶度的影响

5．4 缠结浓度对谷物淀粉溶液水分迁移的影响

5．5 缠结浓度对谷物淀粉糊溶液流变学性质的影响

5．6 缠结浓度对谷物淀粉溶液热力学性质的影响

5．7 缠结浓度对谷物淀粉膜的影响

参考文献

作者简介

附录