《脈衝電場協同製備變性澱粉的方法和機理研究》是依託華南理工大學，由韓忠擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：脈衝電場協同製備變性澱粉的方法和機理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：韓忠
- 依託單位：華南理工大學
項目摘要,結題摘要,
由於澱粉資源豐富，價格低廉，又具有可再生性，所以，對澱粉資源的開發以及利用，一直是相關科學研究最為關注的熱點之一。以澱粉為原料製造的改性澱粉，是澱粉深加工領域中最大的一個分支之一，改性的主要目的是提高澱粉糊的穩定性。據統計，在世界改性澱粉總量中，化學改性澱粉占90%以上。澱粉的化學改性主要發生在澱粉顆粒表面的無定形區，取代基團在澱粉顆粒中分布具有不均勻性，從而導致澱粉糊在套用過程中，那些沒有發生取代或局部發生取代的澱粉分子之間氫鍵結合而發生凝沉或分層現象。基於此，本項目將在我們階段性研究結果基礎上，採用脈衝電場改變澱粉顆粒的結構，研究脈衝電場作用下酯化和醚化澱粉基團在澱粉顆粒表面和內部、結晶區和無定形區的分布與澱粉糊穩定性的之間的內在聯繫和規律，揭示脈衝電場協同澱粉酯化和醚化改性機理並提高改性澱粉的質量和生產效率，研究結果對澱粉改性理論的豐富和發展具有重要的意義。
以澱粉為原料製造的改性澱粉，是澱粉深加工領域中最大的一個分支之一，據統計，在世界改性澱粉總量中，化學改性澱粉占90%以上。澱粉的化學改性主要發生在澱粉顆粒表面的無定形區，取代基團在澱粉顆粒中分布具有不均勻性，從而導致澱粉糊在套用過程中，那些沒有發生取代或局部發生取代的澱粉分子之間氫鍵結合而發生凝沉或分層現象。基於此，本項目將在我們階段性研究結果基礎上，採用脈衝電場改變澱粉顆粒的結構，研究脈衝電場作用下酯化和醚化澱粉基團在澱粉顆粒表面和內部、結晶區和無定形區的分布與澱粉糊穩定性的之間的內在聯繫和規律，揭示脈衝電場協同澱粉酯化和醚化改性機理並提高改性澱粉的質量和生產效率。 主要研究內容：（1）澱粉顆粒經脈衝電場處理後聚集態結構和鏈結構的變化。（2）採用反應均勻的濕法改性技術，對不同脈衝電場處理的澱粉進行酯化和醚化改性，研究改性前後產物性質變化。（3）採用XPS 檢測技術和酸水解技術，研究改性澱粉取代基團在澱粉顆粒表面和內部、結晶區和無定形區的分布規律。 主要研究結果：以木薯澱粉為原料，以乙酸酐為酯化劑，在不同脈衝電場強度（0 kV/cm 、2kV/cm、3 kV/cm、4 kV/cm、5 kV/cm、6 kV/cm、7 kV/cm）、不同有效處理時間（0ms、3ms、6ms、9ms、12ms、15ms）和不同酸酐添加量(4%、6%、8%、10%、12%)下濕法製備醋酸酯澱粉，對乙醯基及取代度進行測定，得出經過脈衝電場處理，木薯醋酸酯澱粉乙醯基含量和取代度都有所提高。乙酸酐添加量為6%，電場強度為4Kv/cm,有效處理時間為9ms，樣品取代度由0.084 提高至0.110，說明脈衝電場處理可以促進酯化反應的進行，提高了酯化反應效率。此外還研究了木薯醋酸酯澱粉糊透明度、溶解度及膨潤力、凍融穩定性和澱粉糊黏度性質，並通過紅外光譜對產品進行結構表征，經過脈衝電場處理，木薯澱粉顆粒均引入了乙醯基團，並提高醋酸澱粉的糊透明度、溶解度和膨潤力，提高澱粉糊峰值黏度，而澱粉糊穩定性基本保持不變。脈衝電場協同製備馬鈴薯酯化澱粉也有類似性質。
