联系大家 / Contact

  • 澳门威利斯人88038
  • 联系人:王伟
  • 电 话:0533-8299008 13280657534
  • 手 机:13280657534
  • 传 真:请填写您的传真
  • 邮 箱:sddachina@163.com
  • 网 址:http://www.sdcmcchina.com/
  • 地 址:山东省淄博市周村区开发区工业园16号

黄原胶对大米淀粉长期回生的影响

发布日期:2014-10-09 12:01:22
黄原胶对大米淀粉长期回生的影响研究
黄原胶对大米淀粉长期回生的影响
黄原胶对大米淀粉长期回生的影响,研究了黄原肢(Xan)对大米淀粉(RS)长期回生的影响,黄原肢和大米淀粉可以形成质地 更为柔软的凝肢,黏着性升高,内聚性下降。X-射线衍射结果表明黄原肢能降低淀粉的重结晶 度,用Avrami方程拟合结晶动力学,大米淀粉/黄原肢体系支链淀粉的重结晶生长为一次成核 (n <1 ),添加黄原肢后,结晶速率常数k降低,表明大米淀粉的成核速度和重结晶增长速度都降 低,支链淀粉回生受到较大抑制。扫描电镜(SEM)显示黄原肢能填充于淀粉颗粒片段间,体系表 面孔洞缩小,表面更加光滑,形成的结构更加致密。
大米是世界上的主要粮食作物,在许多国家都 有种植,我国是其最大生产国和消费国[1]。随着人们 对食品种类要求的提高,以大米淀粉为主要生产原 料的米制品也愈发多样并且有很强的销售潜力[2]。 但是,由于大米淀粉在低温下易回生,导致米制品 品质衰败,包括变干、变硬、掉渣等,影响口感,严重 限制了米制品的大规模生产。大米淀粉的回生过程 可分为短期回生和长期回生[3]。淀粉糊化后的初始 阶段(几个小时内),渗漏的直链淀粉分子首先发生 定向迁移,形成三维凝胶网络结构,此过程称之为 短期回生[4]。长期回生一般会超过几周时间,是由于 支链淀粉具有高支叉结构,在聚合时受到较强的抑 制,回生作用较慢。长期回生在整个淀粉回生过程 中占主要作用,是导致淀粉体系质量变化的主要原 因[5]。
亲水性胶体的添加能够控制整个体系的水分 流动性和质构,提高食品质量和稳定性,降低成本 '与化学手段抑制回生相比,更加安全有效。大量 的研究主要集中在淀粉与胶体的糊化和流变学性 质上,对于回生的研究较少。 Ferrero 等人利用差示 扫描量热仪(DSC)比较了不同亲水性胶体对玉米淀 粉热力学性质的影响,结果发现随着胶体浓度的增 加,显著提高了淀粉的Tp值,值显著降低,抑制 了淀粉的回生[7]。研究表明,小麦淀粉的糊化和回生 性质与亲水胶体的种类之间具有一定的相关性[8]。 由于淀粉的长期回生影响着淀粉制品的质量,通过 运用质构仪、X-射线衍射仪(XRD)和扫描电镜 (SEM)3种现代分析仪器,用Avrami方程拟合结晶 过程,分析黄原胶对大米淀粉长期回生的影响程 度,为控制淀粉回生提供一定的理论依据,并对实 际生产有一定的引导意义。
 
1.1主要材料与试剂
大米淀粉:水分质量分数13.09%,江苏宝宝集 团企业产品;黄原胶:水分质量分数10.82%,苏州丹 尼斯克(中国)有限企业产品。
1.2仪器和设备
电子精密天平:梅特勒-托利多上海有限企业 产品;Pyris-1差示扫描量热仪:美国PE企业产品; XT21-物性测试仪:美国SMS企业产品;D8 X-射线 衍射仪:德国Bruker企业产品;QUANTA-200型扫 描电子显微镜:美国FEI企业产品。
1.3方法
1.3.1凝胶质构测定选取大米淀粉与黄原胶质 量比(100:0,40:1,20:1,10:1,体系中干基质量分数 为6%)为研究对象,使淀粉于黄原胶溶液中充分分 散再用RVA进行糊化,将样品在4丈下冷藏14 d 后,采用物性测试仪对凝胶进行质地剖面分析 (TPA)。测定条件:测前速度为1.0mm/s,测试速度 为1.0 mm/s,测后速度为1.0 mm/s,触发力为5.0 g, 压缩程度为40%,每个样品重复实验3次。
1.3.2 X-射线衍射分析样品制备同1.3.1,将 RVA糊化后的样品4丈下冷藏14 d,随后冷冻干 燥,研磨过200目筛,进行XRD测定。XRD测定程 序为:特征射线Cu靶,功率为1 600 W,NaI晶体闪 烁计数器测量X-射线强度,扫描范围为4~40° (20),扫描速度为2 °/min。发散狭缝DS、防散射狭 缝SS和接收狭缝RS分别设定为1.0,1.0,0.1 mm。 每个样品测量1次,用MDIJade 5.0App进行数据 分析,Hernan法计算样品的相对结晶度气 1.3.3热力学性质测定用标准铟对DSC进行温 度和热焓校正。预先用磁力搅拌器将大米淀粉均匀 分散于黄原胶水溶液中(大米淀粉和黄原胶质量比 例为100:0,40:1,20:1,10:1;体系中干基质量分数为 20%)。称取2 mg混合样品到坩锅中,样品密封后 在室温下放置24 h平衡后在DSC上糊化,条件是 以10 t/min的速度从30丈加热到100丈,以空坩 锅为参比,氮气为载气,流量20 mL/min。糊化后的 样品随即放入4丈冰箱中分别贮存1、3、5、7、14和 21 d再进行回生测定。测定条件同糊化测定条件相 同,30丈到100丈重新加热,从第二次加热曲线中 可以计算出样品的回生焓值(AHr)。
1.3.4 扫描电子显微镜观察将1.3.1中RVA制 得的大米淀粉/黄原胶样品(100:0,40:1,20:1,10:1) 快速转移至5 mL离心管中,于4丈冰箱中放置14 d后,进行冷冻干燥,用四氧化锇气体固定4h,再经 离子溅射仪喷金,于扫描电子显微镜下观察体系微 观结构。
 
2.1凝胶质构分析
淀粉凝胶体系的硬度、黏着性和内聚性可以用 来表征回生的程度。在单独淀粉回生过程中,凝胶 的硬度上升,内聚性升高以及黏着性下降[10]。表1中 为不同比例淀粉和黄原胶混合体系储存14 d前后 凝胶质构参数对比。从表中可见,原淀粉在储藏14 d 后,凝胶硬度增加,黏着性下降,内聚性升高。这主 要是由于淀粉回生引起的[11],体系在回生过程中水 分流动性降低,直链淀粉和支链淀粉分子定向迁
食品与生物技术学报2013年第32卷第7期貑 | 
Research Article
TANG Min-min,et al: Effect of Xanthan on Long-Term Retrogradation of Rice Starch 
移,导致凝胶硬度升高[4]。添加黄原胶后,体系的硬 度降低,并且黄原胶的比例越大,趋势越明显。黄原 胶能与直链淀粉相互缠绕,形成的凝胶质地更为柔 软[12],与此同时,黄原胶对大米淀粉长期回生的影响,直链淀粉分子间的聚集也受到了阻 碍。因此淀粉/黄原胶体系的硬度降低。黄原胶对体 系的黏着性和内聚性也有影响,可以看出,14天后 的大米淀粉/黄原胶体系的黏着性升高,内聚性有微 小下降。 
表1大米淀粉/黄原胶体系凝胶质构参数 Table 1 Parameters of texture profile of rice starch/xanthan mixed systems
储存前大米淀粉与黄原醇质量比储存14d大米淀粉与黄原醇质量比
T日你100:040:120:110:1100:040:120:110:1
硬度/g70.36±8.2364.37±8.3158.32±7.9354.45±6.3997.54±9.3382.26±9.0175.81±8.2471.32±7.42
黏着性/g-190.54±6.59-198.49±4.32-216.58±5.75-233.34±4.85-157.17±9.89-163.40±8.54-171.39±8.21-178.56±7.28
内聚性/g0.72±0.100.71±0.070.70±0.030.70±0.070.82±0.190.78±0.120.77±0.140.73±0.07
 
determined using X-ray diffraction
样品质量比相对结晶度/%
RS(未糊化)100:025.33
RS+Xan(回生 14d)100:013.79
RS+Xan(回生 14d)40:110.78
RS+Xan(回生 14d)20:18.52
RS+Xan(回生 14d)10:17.40
貥 Journal of Food Science and Biotechnology Vol.32
 
°4~7~10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 衍射角2 8/(。)
 
50
2.2黄原胶与大米淀粉混合体系X-射线衍射结果 分析
回生过程中淀粉体系中晶体的含量可以通过 X-射线衍射测定。体系晶体的结晶含量越多,结晶 区域越完整,则得到的衍射峰越高,越窄,回生程度 越强[13]。因此X-射线衍射图谱可以反应淀粉的回生 程度。
图1和表2为大米淀粉与黄原胶混合样品的 回生X-射线衍射图谱和其相应的结晶参数。未糊 化的大米原淀粉在20接近14.2°、17.37°、18.7°和 23.37°时能观察到强峰,如图1中a线显示了典型 的A-型峰[14]。但是,糊化后的大米原淀粉在回生过 程中形成了 B-型结晶[15]。大米淀粉/黄原胶体系在 回生过程中显示的也是B-型结晶,其特征是在 16.9°(20)处有一特征峰。这个峰的形成主要是体系 中支链淀粉的长期回生所引起的[16]。表2中进一步 计算结晶度,可以看出,大米淀粉与黄原胶体系的 重结晶度要小于大米淀粉,可见黄原胶对大米淀粉 的重结晶具有一定的抑制作用。
表2 X-射线衍射测定的回生样品的相对结晶度 Table 2 Relative crystallinity in retrograded samples as
a.天然未糊化大米淀粉;b.大米淀粉/黄原胶质量比为10:1; c.大米淀粉/黄原胶质量比为20:l;d.大米淀粉/黄原胶质量 比为40:1;e.大米淀粉/黄原胶质量比为100:0 图1不同比例大米淀粉/黄原胶体系糊化后在4 t储存14 d的X-射线衍射图
Fig. 1 X -ray diffraction patterns of gelatinized rice starch/xanthan after 14 days1 storage at 4 ^
2.3 Avrami方程拟合结晶动力学
淀粉储藏过程中,相邻的双螺旋结合形成晶 体,淀粉回生焓值反应的就是该形成的晶体的熔 化,黄原胶对大米淀粉长期回生的影响,并且这个晶体熔化形成的吸热峰是支链淀粉长 期回生后再熔化引起的,而不是直链淀粉[15]。支链淀 粉的重结晶在长期储藏过程中发生明显变化。随着 储藏时间的延长,淀粉体系内晶体含量逐步增加, 在DSC上表现为其融化热焓值逐步增大。
表3列出了不同比例的大米淀粉和黄原胶混 合物糊化后在4丈下贮存不同天数的回生焓值。可 以清楚地看到,储藏21 d后,淀粉黄原胶质量比为 10:1时,其回生焓值从7.21J/g降低到5.22 J/g,表明 黄原胶对大米淀粉长期回生具有显著的抑制效果。
淀粉在回生过程中形成的结晶属于天然高分 子。所以现在广泛采用Avrami模型来描述淀粉回生 
No.7 2013
过程,该方程可表达包括晶核形成、晶体生长、晶体模型可以很好的描述聚合物的晶核形成和晶体生
成熟3个子过程的高分子聚合物结晶特性。Avrami 长初级过程[4]。
表3糊化后的淀粉/黄原胶体系在4 1下贮存不同天数的回生焓值 Table 3 Changes in retrogradation enthalpy and retrogradation ratio of RS and RS/Xan mixtures after 4 ^ storage
(J/g)
时间/d
"i(RS).m(Xan)13571421
100:02.85±0.373.78±0.554.62±0.295.65±0.216.72±0.417.21±0.55
40:12.52±0.323.31±0.324.28±0.335.24±0.186.08±0.636.54±0.49
20:12.01±0.212.99±0.243.76±0.394.56±0.315.47±0.525.92±0.38
10:11.52±0.462.46±0.513.27±0.584.03±0.274.89±0.445.22±0.43
 
Avrami方程的基本模型为:
AHt /AHX= 1-exp (-ktn)(1)
将两边同时取对数,方程变为:
ln{-ln( 1-AHt /AH^)=lnk+nlnt(2)
式(2)中,AH,为不同放置时间的晶体融化热 焓,AH。为淀粉的极限晶体融化热焓,回生21d的
晶体融化热焓作为极限晶体熔化热焓。k为结晶速 率常数,与晶核密度和晶体生长速率有关,n为 Avrami其大小与成核方式有关,n值越小,成
核越快[17]。将不同放置天数的重结晶融化热焓值代 入式(2),得到淀粉结晶动力学方程及参数结果见 表4。 
表4大米淀粉/黄原胶体系回生动力学模型(4 〇 Table 4 Avrami retrogradation kinetic models of rice starch/xanthan mixed systems (4
m(RS)-m(Xan)Avrami 方程R2nlnk
100:0y=0.636 2x-0.837 10.990 50.636 2-0.837 10.433 0
40:1y=0.657 5x-0.869 60.989 50.657 5-0.869 60.419 1
20:1y=0.694 7x-0.991 60.993 00.694 7-0.991 60.371 0
10:1y=0.794 0x-1.183 30.992 30.794 0-1.183 30.306 3
 
利用Avrami方程研究黄原胶对大米淀粉回生 的影响机理,结果表明,黄原胶对大米淀粉长期回生的影响,大米淀粉/黄原胶体系支链 淀粉的重结晶生长为一次成核(n<1 ),且随着黄原 胶比例增加,n值增加,这表明晶核在结晶开始时形 成。添加黄原胶后,体系的结晶速率常数k随着黄 原胶比例增加而降低,表明在黄原胶存在条件下, 大米淀粉的成核速度和重结晶增长速度都降低,支 链淀粉回生受到较大抑制。Ring等[18]认为淀粉的长 期回生是由于其支链淀粉外侧短支链通过双螺旋 结构相互聚合后形成的结晶而引起,同时黄原胶与 渗漏直链淀粉相互作用,并能填充到膨胀的淀粉三 维网状组织中,所造成的空间位阻阻止淀粉羟基之 间的进一步缔结,淀粉结合水的能力增强,从而抑
制淀粉重结晶。
2.4大米淀粉/黄原胶体系的微观结构
选择了大米淀粉/黄原胶质量比为10:1,观察放 置14 d后混合体系的微观结构。由图2可见,与大 米原淀粉相比,大米淀粉/黄原胶混合体系的微观结 构发生显著变化。大米原淀粉体系(a)存在大量的 淀粉碎片,表面结构粗糙,孔洞多且分布不均。加入 黄原胶后,如图(b)所示,黄原胶填充于淀粉碎片片 段间,体系表面孔洞缩小,表面更加光滑,形成的结 构更加致密,这也从侧面说明黄原胶能与渗漏出的 直链、支链淀粉组成了较为均匀的连续相,使得体 系结构更加致密[19]。 
食品与生物技术学报2013年第32卷第7期貑 | 
TANG Min-min,et al: Effect of Xanthan on Long-Term Retrogradation of Rice Starch
Research Article 
 u)大米淀粉
(b)大米淀粉/黄原胶
图2大米淀粉与黄原胶体系糊化后储藏14d后的微观结构 Fig. 2 Microstructure of RS and RS/Xan mixed system after 14 days1 storage at 4 ^ 
 
编辑研究了黄原胶对大米淀粉长期回生的影 响,表明黄原胶能够显著延缓大米淀粉的回生。黄原胶对大米淀粉长期回生的影响,发 现:1)大米淀粉/黄原胶体系的回生结晶峰型为B 型,与原淀粉相比,大米淀粉/黄原胶体系的结晶度 降低,形成的凝胶更加柔软,储藏稳定性增加;2)淀 粉结晶的形成和完善是一个动态变化过程,其动力 学模型可用Avrami方程表示,黄原胶能填充于淀粉 颗粒片段间,使体系的微观结构更加光滑致密,回 生得到有效抑制。
本文推荐企业:澳门威利斯人88038(http://www.sdcmcchina.com/),是专业的澳门威利斯人88038,羧甲基淀粉钠,黄原胶生产型企业,专业生产澳门威利斯人88038,羧甲基淀粉钠,黄原胶。拥有雄厚的技术力量,先进的生产工艺和设备。东达纤维素有限企业全体员工为海内外用户提供高技术,高性能,高质量的产品。热忱欢迎国内外广大客户合作共赢。
 
XML 地图 | Sitemap 地图