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挤压膨化大米磷酸酯淀粉与湿法大米磷酸酯淀粉工艺及性质比较研究

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  挤压膨化大米磷酸酯淀粉与湿法大米磷酸酯淀粉工艺及性质比力研究

  2010年第7期粮食与油脂 23 挤压膨化大米磷酸酯淀粉与湿法大米磷 酸酯淀粉工艺及性质比力研究 彭雅丽,吴卫国 (湖南农业大学食物科技学院, 湖南长沙410128) 摘要:以大米淀粉为原料,尿素为催化剂,别离用挤压膨化法和湿法与磷酸盐反映制得大米磷酸 酯淀粉,并对其进行冻融不变性、通明度、酯化度等比力;成果表白,挤压膨化大米磷酸酯淀粉凝沉 性最弱,热不变性最佳,冻融不变性没湿法成品高。 环节词:大米淀粉;磷酸酯淀粉;挤压膨化 Com! producingphosphateomparison methodS propertiesroducing phosphate est。er rice starch wetway PENG Ya-li。WU Wei-guo (School FoodScience Technology。HunanAgricultural University,Changsha 410128,China) Abstract:With ricestarch startingmaterial,and urea ricestarch phosphatestarch wetways.Then comparising freeze-thawstability,transparency them.Thetest shows phosphateester rice starch worst,thermalstability best,andfreeze-thaw stability lowerthan thewayinwet. Key words:rice starch;phosphate ester starch;extrusion 中图分类号:TS236.9 文献标识码:A 文章编号:1008—9578(2010)07--0023一03 大米淀粉、大米变性淀粉及大米淀粉衍生物都是 主要工业原料,普遍使用于造纸、食物、纺织、医药、胶 粘剂、水产和饲料行业及选矿、废水处置、油田开采等 多个范畴…。 磷酸酯淀粉属变性淀粉一种,与天然淀粉比拟, 磷酸酯淀粉具有糊化温度低、浆液流动性好、粘度稳 定眩’等长处。近年来我国对磷酸酯淀粉研究很是 多,制备磷酸酯淀粉方式多为干法3和湿法。干法 制备长处是无三废、去湿时间短;但干法工艺对喷 雾夹杂设备要求高,其平均度不如湿法。湿法工艺 长处是试剂与淀粉渗入、夹杂平均度好;错误谬误是滤 饼具有会发生三废问题,且因滤饼含水多,干燥和反 应时间长。挤压膨化近年在食物和饲料行业中应 用越来越多,具有很多长处。为此,本研究以大米 淀粉为原料,别离用湿法和挤压膨化法与磷酯盐反 应,比力研究挤压膨化法与湿法制得大米磷酸酯淀 粉及其性质上区别,旨在为工业化出产供给优良理 论根本。 1材料与方式 1.1材料、试剂与仪器 1.1.1材料 纯籼米淀粉:(此中含有杂质:卵白质含量0.26% (以干基计),水分含量10.27%,灰分含量0.19%(以 干基计),粗脂肪含量0.20%,)细渡过100目筛。 1.1.2试剂 磷酸二氢钠,磷酸氢二钠,尿素:国药集团化学试 剂无限公司;硫酸,硝酸:衡阳市凯信化工试剂无限公 司;钼酸铵;抗坏血酸:汕头市西陇化工场无限公司。 1.1.3仪器 电子阐发天平:塞多利斯科学仪器无限公司; 数显恒温水浴锅:上海浦东物理光学仪器无限公 司;ZN-400A高速中药破坏机:长沙岳麓区中南制 药机械厂;JJ-1细密增力电动搅拌器:上海浦东物 理光学仪器厂;LXJ—II离心计心情:上海安亨科学仪器 厂;SHB—III T轮回水式多用真空泵:郑州长城科 工贸无限公司;101A-3ET电热鼓风干燥箱:上海试 验仪器厂无限公司;EHD20消化炉;722S分光光度 计:上海棱光手艺无限公司:RVA Super 4型快速 粘度阐发仪:澳大利亚Newport Scientific仪器公司; DS56-X型双螺杆全膨化出产线:济南赛信机械有 限公司。 1.2试验方式 以代替度为目标,制造大米磷酸酯淀粉时,试验 要素对酯化反映影响挨次是反映温度>反映时间> pH>尿素用量>磷酸盐用量;最佳工艺前提为反映 温度150、反映时间2.5 h、pH值5.4、磷酸盐用量 16%、尿素用量5%b1。磷酸酯淀粉比原淀粉冻融稳 定性、通明度等均有所变化】,因而检测目标次要以 这几项为主。 1.2.1挤压膨化大米磷酸酯淀粉制备 称取必然量大米淀粉,将磷酸二氢钠和磷酸氢二 钠以1:1夹杂,磷酸盐用量为淀粉干基16%,尿素用 量为淀粉干基5%,夹杂消融于10%水中(以淀粉干 基计);夹杂平均,通过调至150挤压膨化机,得成 收稿日期:2010-05-21 基金项目:2008年湖南省科技严重专项“稻米深加工环节手艺研究与示范”(1006:SR0485) 作者简介:彭雅丽(1986~),女,硕士研究生,研究标的目的:食物科学。 万方数据 24 粮食与油脂 2010年第7期 品,破坏,过80目筛,干燥。 1.2.2湿法大米磷酸酯淀粉制备 称取必然量大米淀粉,于由磷酸二氢钠和磷酸氢 二钠以1:l夹杂、磷酸盐用鼍淀粉干基16%、尿素用 量为淀粉干基5%溶液中,设置装备摆设成40%淀粉乳;因大 米淀粉流动极限为40%m3,在45和pH值为5.4下 浸泡20 min,抽滤,在40下干燥至含水5%~10%, 然后在150酯化反映,经冷却即得淀粉磷酸酯。 1.2.3空白对照组挤压膨化大米淀粉制备 称取必然量大米淀粉,与10%蒸馏水夹杂平均通 过150。C挤压膨化机,得成品,破坏,过80目筛,干燥。 1.2.4样品性质测定 1…24 1冻融不变性测定‘ 配制质量分数为6.25%淀粉乳,然后水浴加热 至95,在该温度下连结30 min,然后从95冷却至 50并持续搅拌,最初,冷却至25。称取必然量上 述糊液于离心管中,盖紧管盖,在温度为4前提下放 置24 h,然后将离心管置于一18储存24 h,之后在 30水中解冻2 h。反复上述步调,直至析出水后,以 3,000 r/min,离心15 mill,称取沉淀物质量,计较析水 率。每组反复两次。 析水率=(糊质量一沉淀物质量)/糊质量100% 42通明度测定‘61称取必然量淀粉样品,配成1%淀粉乳,取50 ml 1%淀粉乳于100 ml烧杯中,置滚水浴中加热、搅拌 15 min并连结淀粉乳体积不变;冷却至25,以蒸馏 水作参照,用l cm比色皿在620 hill波利益测定淀粉 乳透光率。 43淀粉磷酸酯代替度测定【81磷酸酯淀粉所含连系磷可用浓硫酸湿法消化分 解,使其转化为磷酸,然后在强酸性及还原剂存鄙人, 与钼酸铵反映生成磷钼酸铵,被还原成蓝色钼蓝,其 蓝色深浅与样品中含磷量成反比。 制造尺度曲线后,别离测总磷含量及游离磷含 量,从而计较出磷酸酯代替度。最佳波长为824 nm。 Pl100 X10-6 阼—弋广100% PF:—£王兰j掣100%;PB:Pr—PF W2 P8(162130.974)100—PFKl+PaK2) 式中:Ds:淀粉磷酸酯代替度;162:淀粉分子 每个葡萄糖质量,(g);30.974:磷原子量,(g);P1: 总磷测定中比色液含磷质量,(恤g);P2:游离磷测定 中比色液含磷质量,(肛g);PT:淀粉试样中总磷含量, (%);PF:淀粉试样中游离磷含量,(%);PB:淀粉 试样中连系磷含量,(%);Wl:总磷测定中淀粉试样 质量(干基),(g);W2:游离磷中淀粉试样质量(干 基),(g);Ki:游离磷换算成磷酸盐系数,若以磷酸二 氢钠,则换算系数为3.8734;K2:淀粉磷酸酯比原淀 粉增重系数,若以磷酸淀粉酯一钠计,则换算系数为 3.2922。 1.2.4.4糊化特征测定憎’ 采用Super 4型RVA进行快速测定,用TCW (thermal Cycle For Windows)配套软件进行阐发。根 据AACC(美国谷物化学协会)操作规程,称取淀 粉样品3.009,蒸馏水25.00 ml。测定过程中,加热 过程从50。C起头以每分钟添加5至95,然后在 95保温2.7分钟,冷却过程是从95起头以每分 钟降低5至50,然后在50保温2分钟。搅拌器 初始10 S内转速为960 r/min,之后维持在160 r/min。 1.2.4.5膨化度测定驯 采用与截面积增大倍数类似体积增大倍数暗示 水膨化处置膨化目标,可称之为体积膨化度目标,用 公式暗示为: 体积膨化度目标=同样质量淀粉膨化前体积/膨 化后体积 2成果与阐发 2.1淀粉冻融不变性及通明度比力 淀粉糊化冷却后会呈现凝沉现象,糊通明度和冻 融不变机能反映糊的凝沉特征。凝沉随通明度添加而 削弱,凝沉常用来暗示淀粉沉淀行为、线性分子或直 链淀粉行为…,。 4种淀粉冻融不变性比力由表1可知,湿法磷酸酯大米淀粉比未变性大米 淀粉析水率低,挤压膨化磷酸酯大米淀粉比挤压膨化 淀粉析水率低,这申明磷酸酯化后大米淀粉析水率降 低,冻融不变性高。但挤压膨化磷酸酯大米淀粉比湿 法磷酸酯淀粉及大米淀粉析水率要高很多,因淀粉经 挤压膨化后,需破坏进行测定,会粉碎淀粉必然质构, 对测定影响颇大。因而,湿法磷酸酯大米淀粉冻融稳 定性最佳。 4种淀粉透光率比力淀粉品种 透光率f%) 大米淀粉 挤压膨化大米淀粉 湿法磷酸酯大米淀粉 挤压膨化磷酸酯人米淀粉 1.9 5.3 3.7 6.8 同样由表2可知,湿法磷酸酯大米淀粉比未变 性大米淀粉透光率高,挤压膨化磷酸酯大米淀粉比 挤压膨化大米淀粉透光率高,申明磷酸酯化后大米 淀粉不易凝沉,且获得挤压膨化磷酸酯大米淀粉最 不易凝沉。 影响透光率和析水率次要要素有直链淀粉含量 和膨胀力。直链淀粉含量高,淀粉容易凝沉而惹起透 光率降低,析水率升高;高的膨胀能力能障碍淀粉分 子间缔结感化、提高糊的通明度,而大米淀粉直链淀 粉含量最高。因而,磷酸酯淀粉通明度大幅提高是基 于引进亲水性官能团。冻融不变性添加,可提高食物 在低温储藏过程中不变性。 万方数据 2010年第7期 粮食与油脂 25 2.2淀粉磷酸酯代替度 挤压膨化磷酸酯淀粉湿法磷酸酯淀粉 DS o.034 0.050 由表3可知,湿法磷酸酯淀粉磷酸酯代替度要比 挤压膨化磷酸酯淀粉高,因在挤压膨化时,溶液占淀 粉比例很是少,很难夹杂平均,导致代替度降低。但 操纵挤压膨化机制造样品,反映时间短,步调简单,比 湿法能节流更多能源。湿法制造步调复杂,需热源较 多,晦气于工场大型出产。因而,挤压膨化磷酸酯淀 粉代替度虽较湿法低,但能节约能源,快速获得成品, 适于工场利用。 2.3挤压膨化淀粉与挤压膨化磷酸酯淀粉成品外观比力 左:挤压膨化磷酸酯淀粉 右:挤压膨化淀粉 图1挤压膨化磷酸酯淀粉与挤压膨 化淀粉外观比力 表4两种淀粉膨化度比力 淀粉品种 膨化度(%) 挤压膨化磷酸酯淀粉 挤压膨化淀粉 170 190 由图l及表4可知,膨化程度比挤压膨化淀粉低, 因磷酸盐具有,使挤压膨化磷酸酯淀粉分子连系更慎密。 2.4RVA粘度曲线 快速粘度阐发仪(RVA)可完整记实整个加热升 温、热保温、降温及冷保温中粘度与时间变化。曲线上 反映的是淀粉与水整个夹杂物系统即淀粉糊的糊化 形态,而不是某个淀粉颗粒溶胀环境。RVA谱特征用 最高粘度、最低粘度、最终粘度、崩解值(最高粘度与 最低粘度之差)、消减值(最终粘度与最高粘度之差)、 最高粘度时间、糊化温度来暗示。 影响淀粉糊化特征次要要素有脂肪、卵白质、直 链淀粉含量和膨胀力,支链淀粉支端链长分布也影响 淀粉糊糊化特征引。 大米淀粉3293 2703 590 5076 2373 6.27 76.82 248l243 3194 713 6.93 81.65 94221 208 114 254.55 775640 .67 err 由表5可知,一般来说,直链淀粉含量高、结晶 度高、支链外链较长淀粉晶体布局慎密,晶体消融所 需热量大,导致糊化温度较高。来由2.1已知大米 淀粉直链淀粉含量最高,因而可得知,磷酸酯淀粉糊 化温度较高是因支链外链较长淀粉晶体布局慎密。 崩解值反映淀粉热不变性,越低热,不变性越好。 因而挤压膨化磷酸酯淀粉热不变性最佳。 消减值暗示淀粉糊凝沉性,变化为正值时,越大, 则暗示凝沉性越强;变化为负值时,暗示凝沉性弱,负 值绝对值越小,则暗示凝沉性越弱引。因而可知,磷 酸酯淀粉凝沉性变弱。 3成果与会商 (1)磷酸酯大米淀粉最佳工艺前提为:反映温度 150、反映时间2.5 h、pH值5.4、磷酸盐用量16%、 尿素用量5%。操纵挤压膨化法制得大米磷酸酯淀粉, 代替度虽较高,但与湿法成品比力,并没提高。但此 法工艺流程简单、反映时间短、适于工场出产,可节约 大量能源。 (2)挤压膨化磷酸酯淀粉凝沉性最弱,热不变性 最佳,分子布局连系慎密,但冻融不变性没有湿法制 品高;且因为制造方式缘由,得到一些淀粉应有特征 值,导致测定方式并不十分精确。 [参考文献] (1】于秋生.大米淀粉成长前景诱人伽.农产物加工,2009,(3): 10—ll。 【2】颜晓青,倪春锋.磷酸酯淀粉的机能阐发忉.纺织科技进展, 2005,(6):5l一52. 【3】田龙.大米淀粉磷酸酯的干法出产工艺研究【J】.上海造纸, 2008,39(1):48—51. 【4】魏云丰.挤压膨化手艺研究现状【J】.农村牧区机械化,2009, (6):15—16. 【5】毛海峰.碎米淀粉及其磷酸酯的制备和理化性质研究【D].湖 南长沙:湖南农业大学,2009. 【6】张燕萍.变性淀粉制造与使用[加.北京:化学工业出书社, 2007.96. 【7】Wu YangSheng。Paul ASeib.AcetylateA distarchphosphatesfrom waxy barly:paste propertiesand free--thaw stability L力.Cereal Chemistry,1990,67(2):202— 208. 【8】姜元荣,倪巧儿,吴嘉根.淀粉磷酸酯代替度的阐发方式伽.无 锡轻工大学学报,1999,18(2),70一73. 【9】林亲录,肖华西.两种大米淀粉及其磷酸酯淀粉理化特征的比 较研究叨.食物机械,2009,25(4):9—13. [10]楼文高,柏春祥.魔芋精粉水膨化膨化度目标简直定和测定方 法【盯.食物与机械,2001,(1):27—28. 【ll】丁文平,王月慧,丁霄霖.大米淀粉理化目标对其回生特征的 影响【J】.郑州工程学院学报,2003。24(1):39—42. [123隋迥明,李欣,严松.稻米淀粉RVA谱特征与质量性状相关性 研究L玎.中国农业科学,2005,38(4):657—663. [13}侵占东,王琴,李伟雄.分歧介质前提对银杏淀粉糊流变特征 的影响咖.农业工程学报,2006。22(7):38--42. 万方数据 挤压膨化大米磷酸酯淀粉与湿法大米磷酸酯淀粉工艺及性质 比力研究 作者: 彭雅丽, 吴卫国, PENG Ya-li, WU Wei-guo 作者单元: 湖南农业大学食物科技学院,湖南,长沙,410128 刊名: 粮食与油脂 英文刊名: JOURNAL 2010(7)被援用次数: 大米淀粉成长前景诱人[期刊论文]-农产物加工2009(03) 磷酸酯淀粉的机能阐发[期刊论文]-纺织科技进展2005(06) 大米淀粉磷酸酯的干法出产工艺研究[期刊论文]-上海造纸2008(01) 挤压膨化手艺研究现状[期刊论文]-农村牧区机械化2009(06) 5.毛海峰 碎米淀粉及其磷酸酯的制备和理化性质研究 2009 6.张燕萍 变性淀粉制造与使用 2007 7.Wu YangSheng;Paul SeibAcetylated distarehphosphatesfrom waxy barly:paste propertiesand free-thaw stability 1990(02) 淀粉磷酸酯代替度的阐发方式[期刊论文]-无锡轻工大学学报1999(02) 9.林亲录;肖华西 两种大米淀粉及其磷酸酯淀粉理化特征的比力研究[期刊论文]-食物机械 2009(04) 魔芋精粉水膨化膨化度目标简直定和测定方式[期刊论文]-食物与机械2001(01) 大米淀粉理化目标对其回生特征的影响[期刊论文]-郑州工程学院学报2003(01) 12.隋迥明;李欣;严松 稻米淀粉RVA谱特征与质量性状相关性研究[期刊论文]-中国农业科学 2005(04) 13.侵占东;王琴;李伟雄 分歧介质前提对银杏淀粉糊流变特征的影响[期刊论文]-农业工程学报 2006(07) 本文读者也读过(6条) Wen-gang.QIAOXu-guang 玉米磷酸酯淀粉的制造及其在姜膏出产中的使用[期刊论文]- 食物科学2007,28(4) Zhang-fa.TIANBao-hua.HUANG Zu-qiang.LIAO Dan-kui 机械活化玉米淀 粉制备磷酸酯淀粉及其布局表征[期刊论文]-广西大学学报(天然科学版)2008,33(4) 林红梅.卢玉栋.吴宗华磷酸酯淀粉的制备[期刊论文]-造纸化学品2004,16(4) Yi-sun.YANGJing-hui 热塑性磷酸酯淀粉的制备与机能研究[期刊论文]-塑料工业 2010,38(12) Xiao-qing.NIChun-feng 磷酸酯淀粉的机能阐发[期刊论文]-纺织科技进展2005(6) 引证文献(2条) 挤压法制备交联辛烯基琥珀酸木薯淀粉酯工艺与布局表征[期刊论文]-食物与生物手艺学报 2012(8) 挤压手艺在谷物加工中的使用[期刊论文]-粮油食物科技2011(2) 本文链接:

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