芋头淀粉的提取、性质及高吸附性芋头淀粉的制备研究

摘要

芋头块茎中淀粉含量约占干重的70％,且这些淀粉颗粒粒径分布在1~4μm之间,易于消化,非常具有商业价值。
　　本文围绕新鲜莱阳芋头,开展芋头淀粉的生物酶法提取、改性及应用研究。采用碱性蛋白酶法提取芋头淀粉,优化工艺条件;对制备的芋头淀粉的颗粒形貌、结晶类型、粒径大小以及理化性质进行了表征与分析,并与市售淀粉进行了比较;运用酶法制备高吸附性芋头淀粉,优化酶法制备条件;初步研究了高吸附性芋头淀粉对茶多酚的吸附性能和释放效果。
　　(1)通过响应面试验获得了酶法提取芋头淀粉的最佳工艺参数:酶解时间137 min、加酶量0.9%、酶解温度41℃、酶解pH10,该条件下芋头淀粉提取率达88.92%,该方法对淀粉颗粒的形态未造成不良影响。
　　(2)采用最佳工艺条件制得的淀粉的主要组成:水分9.85%,蛋白质0.08%,灰分0.15%,淀粉89.14%,直链淀粉含量为14.71%。其中蛋白质含量非常低,仅为0.08%,便于淀粉的储存销售。制得的芋头淀粉洁白有光泽,颗粒表面光滑,呈多面体形,平均粒径为1.23μm,结晶类型为A型。
　　(3)芋头淀粉的透明度较差,仅优于大米淀粉;凝沉稳定性好,优于红薯、玉米、大米和豌豆淀粉;溶解度适中,但膨胀度较大;冻融稳定性不佳,第一次冻融析水率高达56.3%。
　　(4)芋头淀粉糊化温度为80.5℃,高于大米、马铃薯、红薯、玉米和豌豆淀粉,但淀粉糊的峰值黏度不高,为124 cp。芋头淀粉的热糊稳定性优于大米、红薯、马铃薯和玉米淀粉,冷糊稳定性好,不易老化,凝胶性质较弱。芋头淀粉糊属于剪切稀化的假塑性流体,是一种非牛顿流体,随着剪切速率的增加,表观粘度呈下降趋势,剪切应力呈上升趋势。
　　(5)在单因素试验的基础上,通过正交试验获得高吸附性芋头淀粉制备的最优工艺条件:酶配比1:3,加酶量0.6%,酶解时间3 h,酶解pH4.4,酶解温度45℃,底物浓度20%,此条件下,高吸附性芋头淀粉表面粗糙,凹凸不平,形状由多面体形变成近球形,表面产生微孔,对亚甲基蓝的吸附率达95.81%。原淀粉酶解首先发生在无定形区,获得的高吸附性芋头淀粉晶体类型也为A型,比原淀粉结晶度有所提高。与原淀粉相比,高吸附性芋头淀粉的糊化温度由80.5℃下降到77.4℃,所形成的淀粉糊黏度显著降低,比原淀粉具有更优良的热糊稳定性、冷糊稳定性,更不易老化。
　　(6)与芋头原淀粉、玉米多孔淀粉相比,高吸附性芋头淀粉的吸附能力最强,在100 mg/mL的茶多酚溶液中吸附30 min,吸附量达864.47 mg/g,并具有一定的缓慢释放功能。

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1 绪 论

1.1 芋头

1.2 淀粉的研究进展

1.3 淀粉的改性

1.4 本课题研究的意义及内容

2 酶法提取芋头淀粉工艺参数优化

2.1 材料与仪器

2.2 实验方法

2.3 结果与分析

2.4 芋头淀粉的主要性质

3 芋头淀粉的理化性质分析

3.1 材料与仪器

3.2 实验方法

3.3 结果与讨论

3.4 本章小结

4 高吸附性芋头淀粉的制备

4.1 材料与仪器

4.2 实验方法

4.3 结果与讨论

4.4 本章小结

5 高吸附性芋头淀粉吸附性能的研究

5.1 材料与仪器

5.2 试验方法

5.3 试验结果分析

5.4 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及专利