基本介紹
- 中文名：糊化度
- 外文名：gelatinization degree
- 測定方法：酶水解法、黏度法、熱分析法等
- 糊化參數：顆粒膨脹、透光率及黏度變化等
- 套用領域：飼料、穀物和食品的加工
- 計算：澱粉中糊化澱粉/全部澱粉量
糊化度簡介,研究方法,展望,
糊化度簡介
澱粉的糊化是指澱粉懸浮液在一定溫度下，澱粉顆粒吸水膨脹，體積增大，澱粉顆粒破裂，成為黏稠狀膠體溶液的過程。糊化的本質是澱粉中晶質與非晶質態的澱粉分子間的氫鍵斷開，微晶束分離，形成一種間隙較大的立體網狀結構，澱粉顆粒中原有的微晶結構被破壞。糊化度是指澱粉中糊化澱粉與全部澱粉量之比的百分數。澱粉的糊化度越高，越容易被酶水解，有利於消化吸收。
澱粉糊化度是評價顆粒飼料加工質量的重要指標，直接影響畜禽吸收利用飼料中能量物質的效率，進而影響飼料的轉化效率和畜禽生長性能。澱粉糊化作用是飼料加工過程中重要的物理化學特性變化過程，而快速準確檢測和實時監控飼料加工中原料澱粉糊化特性的變化，對提高飼料加工及產品質量，降低生產成本具有十分重要的意義。
研究方法
目前，主要的研究方法有酶水解法、黏度測定法、雙折射法、DSC技術、近紅外光譜分析技術、X-衍射以及核磁共振光譜技術等。飼料行業中普遍採用與畜禽消化功能接近的酶水解法，以熊易強糊化度測定方法較為普遍。
1 酶水解法
酶水解法的基本原理都是利用各種酶對糊化澱粉和生澱粉有選擇性的分解，通過對生成物的測量得到準確的糊化度。酶水解法的優點是準確度較高，但其缺點是繁瑣、耗時長，不利於實際生產中現場測定和控制。試驗中試劑的準備，尤其是酶溶液的製備，費用高、難控制，沸水浴中化學反應的沸液現象，試管的用量大，一組數據的測試時間在4~6 h之間，在實時質量監控領域中的推廣套用存在明顯的局限性，並給飼料產品實際生產質量管理帶來了很大不便。
2 黏度法
澱粉糊化的黏度一般使用布拉班德黏度測定儀（BV）和快速黏度分析儀（RVA）測定。在澱粉糊化特性的研究中，BV的主要套用為評價澱粉糊化性質，其測定的數據可以判斷澱粉的來源或區分澱粉的種類。BV能較為真實地反映澱粉糊化的實際情況，但耗時長，樣品需要量大。RVA的出現，則大大加快了檢測速度，且所需樣品量少，靈活性強，可以測定絕對黏度。RVA是一種由計算機控制的快速旋轉式黏度測試儀，其通過檢測澱粉糊化過程中樣品黏度的變化，實現對樣品澱粉糊化特性的定性和定量分析。樣品糊化度越高，RVA曲線越不明顯。RVA曲線中用於評價樣品黏度和糊化特性的參數包括冷峰值、冷峰面積、峰值黏度、保持黏度、最終黏度、峰值時間、衰減值和回生值。根據這些參數可以尋找出樣品糊化度和黏度之間的定量關係。
3 熱分析
熱分析包括定量差示熱分析（DTA）、差示掃描量熱分析（DSC）和熱重分析（TG），以DSC在澱粉研究中套用最為廣泛。
DSC被廣泛套用於研究澱粉的糊化特性、老化特性、糊化與老化動力、澱粉的玻璃態轉變、澱粉與脂肪複合物的特性等。DSC法是在程式升溫下，保持待測物質與參照物溫度差為零，測量待測物質和參照物的熱量差隨溫度變化的一種技術。澱粉糊化過程中伴隨的能量變化在DSC圖譜上表現為吸熱峰，通過考察圖譜上峰形、峰位置和峰面積的變化情況，可以分析測定澱粉的糊化溫度及糊化焓。DSC的優點為適用的樣品水分範圍廣，試樣盒密封，樣品水分不變，可直接測出實驗中試樣的熱量變化，省時，不需要額外的技術等。
4 近紅外光譜分析
王海東等以熊易強的簡單酶法作為澱粉糊化度的參考測定方法，建立了近紅外光譜分析方法快速測定顆粒飼料的澱粉糊化度。
5 脈衝核磁共振法
純乾或含少量水分的生澱粉中分子鏈上的質子，只能在小尺寸範圍內振動或遷移，表現出較強的固相性質。已糊化的澱粉分子鏈及自由水分中的質子可作大尺寸的遷移，表現出較強的液相性質。在核磁共振中，由於液相中質子的弛豫時間高於固相中質子的弛豫時間，可利用脈衝核磁共振的自由感應衰減（FID）信號，將固相與液相中的質子相對量求算出來，並以此表征澱粉糊的糊化度。
展望
經典酶法測定澱粉糊化度費時、費力，結果受其它影響較大，不利於線上監測和推廣使用。差示掃描量熱法可以在研究澱粉糊化特性的基礎上，計算出澱粉糊化度，既能實現儀器價值，又開發出省時的新的糊化度測定方法；另外近紅外方法、快速黏度分析儀法、累計光密度的數字圖像分析法和聚焦光束反射分析儀法等快速分析法在一定程度上可以滿足飼料工業、澱粉工業提高加工質量管理和產品質量的套用要求，為實現即時檢測提供了希望。隨著技術進步和研究的深入這些檢測方法會不斷完善，進而實現企業和工廠快速檢測的目標。
