热塑性微细化淀粉的制备及其结构性能研究

为提高淀粉的热塑性能，优化其加工工艺，以超音速气流粉碎机制备微细化淀粉，确定微细化淀粉的最佳塑化条件，并利用扫描电镜、力学测试和示差扫描量热仪表征热塑性微细化淀粉。结果表明，微细化淀粉的热塑化最佳条件为：丙三醇与聚乙烯醇体积比为5∶1，微细化淀粉含量80%，共混温度160℃，单螺杆转速40 r/min。热塑性微细化淀粉呈现均匀的微观形貌，其拉伸强度为17.36 MPa，断裂伸长率138.29%，于130～155℃温度下熔融，加工性能良好。     

气流粉碎对玉米淀粉结构及理化性质的影响

为研究气流粉碎对玉米淀粉结构及理化性质的影响,该文以普通玉米淀粉为原料,通过流化床气流粉碎处理,采用扫描电子显微镜、偏光显微镜、粒度分析仪、X-射线衍射仪、红外光谱仪、差示扫描量热仪、快速黏度分析仪等分析手段研究经微细化处理前后玉米淀粉颗粒形貌、晶体结构、热力学特性、糊化特性、溶解度和膨胀度、冻融稳定性、持水能力等结构及性质的变化。结果表明,微细化处理后,淀粉颗粒形变的不规则,粒径明显减小,中位径(D50)由14.37μm减小到5.25μm,偏光十字减少,相对结晶度由33.43%降低至15.46%,淀粉颗粒结晶结构被破坏,由多晶态向无定形态转变,粉碎过程淀粉无新的基团产生;热焓值、糊化温度均降低,热糊稳定性好;溶解度、膨胀度均升高,持水能力增加,冻融稳定性好,产生较好的热糊稳定性和冷糊力学稳定性,该研究为玉米淀粉的深度加工与应用提供了理论依据及技术支撑。     

玉米淀粉的塑化及其注射成型一次性餐具特性研究

通过玉米淀粉中加入增塑剂，制备热塑性淀粉，并以热塑性淀粉用注射成型法制造一次性生物降解餐具。研究了3种增塑剂的最佳用量，采用红外及X-衍射对淀粉塑化本质进行表征，进一步探讨了以塑化淀粉制造的一次性餐具的物理性能、卫生指标及其生物降解特性。结果表明：三种增塑剂的最佳用量为15%水、5%丙三醇、5%丙二醇；淀粉经塑化后，次价键断裂、晶区被破坏，使淀粉具备热塑性；以该塑化淀粉制造的一次性餐具，其物理性能、卫生指标达到纸餐具、塑料餐具的实际使用性能，淀粉餐具具有快速的生物降解特性。该研究结果为用淀粉制造一次性生物降解餐具、消除“白色污染”，提供了理论依据和实际参考。     

生物降解热塑性全淀粉塑料研制

天然淀粉不具有热塑性,无法在塑料机械中进行加工,要使其具有热塑性就必须使其分子结构无序化.该文应用两步法使其增塑后,使淀粉具备了热塑性加工的可能性.以热塑性淀粉为主制备了全淀粉可生物降解塑料,并进行了性能测试和表征,其成本较低且产品性能良好,具有广阔的应用前景.     

水稻胚乳糖质突变体Sug-11的淀粉粒结构和粒径分布及相关理化特性

本试验以水稻胚乳糖质突变体Sug-11与其野生型对照中花11为材料,利用扫描电镜、激光散射粒度分析仪、差示扫描量热分析仪和X-射线衍射图谱等方法,对两者稻米淀粉粒的形态结构、粒径分布、晶体结构和酶解抗性及其糊化过程中的热力学参数变化进行比较分析,揭示胚乳糖质稻米淀粉的理化特征,为稻米品质改良和功能稻米的开发提供理论依据.结果表明,胚乳糖质突变体Sug-11的稻米淀粉粒径分布呈单峰状正态分布,与野生型对照相比其稻米淀粉平均粒径值(6.48 μm)显著降低,大型淀粉粒(粒径大于8μm)比例(21.63％)显著减少,而小型和中型淀粉粒比例则明显增多,扫描电镜下Sug-11的淀粉粒结构更接近于籽粒灌浆过程胚乳尚未完全充实时的淀粉粒形态结构特点;突变体Sug-11的淀粉粒酶解抗性与野生对照相比显著下降,其抗性淀粉含量的下降幅度接近50％,同时,Sug-11除具有相对较低的淀粉糊化温度外,其淀粉粒糊化过程的热焓值(△H)也显著降低.Sug-11糖质突变体的淀粉晶体类型与野生对照相同(A型淀粉晶体),其淀粉粒的相对结晶度(35.3％)略低于对照,两者间的差异主要表现在诸尖峰的相对强度比值和相对结晶度上,而20°2θ/18°2θ的尖峰相对强度比值则高于其野生对照;糖质突变对稻米淀粉的化学组分(成)、膨胀势和溶解度也产生了十分显著的影响,突变体Sug-11的淀粉溶解度显著高于野生对照,而淀粉膨胀势和表观直链淀粉含量则显著低于野生对照材料.     

优质小麦子粒淀粉组成与糊化特性对氮素水平的响应

在大田条件下,选用3个不同类型优质小麦品种: 豫麦47（强筋品种）、山农8355（中筋品种）和豫麦50（弱筋品种）,设置3个氮肥水平: 施N 0、15和30 g/m2,研究了小麦子粒淀粉的粒度分布、直支链淀粉组成、糊化特性及其对氮素水平的响应。结果表明,优质小麦子粒中淀粉粒的粒径分布范围为1～45 μm,其数目分布呈单峰或双峰曲线变化,体积和表面积分布均呈双峰曲线变化,峰谷位于10 μm处; 据此可将淀粉粒分为两种类型: A型大淀粉粒（10～45 μm）和B型小淀粉粒（1～10 μm）。优质小麦子粒淀粉粒组成存在显著的基因型差异。强筋品种豫麦47子粒中B型淀粉粒的比例较高,弱筋品种豫麦50子粒中A型淀粉粒的比例较高,中筋品种山农8355居中。施氮水平对优质小麦子粒中淀粉的粒度分布存在显著影响。在本试验条件下,随氮素水平的提高,强筋品种豫麦47子粒中A型淀粉粒的比例提高,而B型淀粉粒的比例下降; 增施氮肥后弱筋品种豫麦50和中筋品种山农8355子粒中B型淀粉粒的比例增大,而A型淀粉粒的比例降低,且前者变化的幅度较大。适量增施氮肥提高优质小麦子粒中的淀粉含量,氮肥用量进一步增大后,淀粉含量降低; 增施氮肥后优质小麦子粒中直链淀粉含量降低。增施氮肥对优质小麦子粒淀粉的糊化特性存在较大影响,且此影响的趋势因基因型和施氮量而异。其中强筋品种豫麦47表现为低谷粘度、最终粘度、反弹值、糊化温度和峰值时间提高,而高峰粘度和稀懈值降低; 当氮肥用量增大至30 g/m2时,糊化温度和峰值时间降低,而以粘度为单位的参数均提高。弱筋品种豫麦50表现为增施氮肥后,RVA参数呈下降趋势,与之相对应中筋品种山农8355的呈上升趋势。相关性分析表明,B型淀粉粒的数目、体积和表面积比例与高峰粘度和稀懈值存在显著正相关; 与低谷粘度、最终粘度和反弹值存在显著负相关。子粒中直链淀粉含量、支链淀粉含量和总淀粉含量与高峰粘度和稀懈值呈显著负相关,与低谷粘度、最终粘度、反弹值和峰值时间呈一定程度正相关; 直链淀粉相对含量与RVA特征参数之间的相关趋势与子粒中直链淀粉含量的趋势一致,但均未达显著水平。由此可以认为,氮肥通过调控小麦子粒中淀粉的直、支链组成和粒度分布而影响其糊化特性。     

淀粉基完全生物降解材料的研究

将淀粉与大豆渣、PVA等复配制备完全生物降解材料，考察了大豆渣、PVA用量对淀粉基完全生物降解材料力学性能的影响，发现拉伸强度随大豆渣、PVA的增加呈先升后降的趋势，断裂伸长率随大豆渣的增大而逐步下降，随PVA的增加则先升后降。同时还对添加纸粉或碳酸钙对材料力学性能的影响进行了考察，发现两者对材料的增强均不明显，但却显著降低断裂伸长率。当淀粉∶豆渣∶PVA∶甘油∶碳酸钙的比例为60∶10∶6∶10∶2时，所得的淀粉基生物降解材料具有较好的力学性能，其拉伸强度和断裂伸长率分别达到3.5 MPa和60%。所得淀粉基生物降解材料在100%湿度环境中的吸湿率测试表明，加入菜油或硬脂酸单甘酯可使吸湿率有所降低，而试样表面涂覆胶乳层吸湿率降低明显。将所得材料试样在腐殖土上放置7～8 d，试样表面微生物大量生长，菌覆盖率达60%以上。     

纳米级大米淀粉的制备及性质

为了探索纳米淀粉的新型制备方法及可行性,采用超高压均质和超微粉碎制备了纳米级大米淀粉,并研究了其颗粒粒度、吸湿性能、溶解度和膨胀率等理化性质.结果表明,超高压均质和超微粉碎能明显减小大米淀粉的颗粒粒度,成功制得纳米级大米淀粉,且随着大米淀粉粒度的减小,其吸湿性能、溶解度和膨胀率明显增加,说明纳米级大米淀粉的水合能力增强,体现了纳米级大米淀粉的表面效应和小尺寸效应.     

机械活化醋酸酯淀粉的制备及其生物降解塑料膜性能

为了有效提高淀粉基生物降解塑料的性能,本试验对机械活化1.0 h的玉米淀粉（MAS）进行酯化改性,制备了机械活化醋酸酯淀粉（MASA）及机械活化醋酸酯淀粉/聚乙烯醇的生物降解塑料膜（MASA/PVA）,用傅立叶红外光谱仪（FTIR）、差示扫描量热仪（DSC）、扫描电镜（SEM）分别对MASA的结构、热稳定性、形貌等进行测试和表征,并与原醋酸酯淀粉/聚乙烯醇生物降解塑料膜（SA/PVA）对比研究了塑料膜的力学性能和生物降解性能。结果表明,机械活化淀粉经酯化改性后,结构和形貌都有很大的改变,热性能提高;MASA/PVA塑料膜的性能均比SA/PVA好,以机械活化醋酸酯淀粉（DS=0.1）为原料制备的MASA/PVA塑料膜浸水前的拉伸强度为3.56 MPa,断裂伸长率146.22%,24 h吸水率为134.79%,抗热水性能好,在20 d内该塑料膜土埋生物降解率为45.90%。机械活化预处理有效改善了生物降解塑料膜的性能。     

不同虫态谷蠹侵害对小麦淀粉组分及微观形态结构的影响

为了探讨不同生长发育阶段的谷蠹侵害对小麦淀粉组分及形态结构的影响。通过控制谷蠹侵害小麦的温度(30℃±1℃)、相对湿度(75%±5%)及虫口密度(1 000头/100 g),保证其完成一个生长发育周期,以谷蠹感染后的小麦为研究对象,对谷蠹不同发育阶段(卵期、幼虫期、蛹期、成虫期)侵害后小麦中粗淀粉、破损淀粉含量、还原糖含量及淀粉颗粒形貌及结构、淀粉粒度和淀粉结晶度进行测定与分析。结果表明:不同生长发育阶段的谷蠹对小麦侵害后,与谷蠹未侵害的小麦对照样相比,粗淀粉含量除在卵期略有增加外其余各期均低于对照样,在4个发育阶段谷蠹侵害后均呈现显著差异性(P0.05),还原糖含量、破损淀粉含量在各发育期均高于原始样,中位径变化则呈现波动性,且均明显低于原始样;还原糖含量从卵期到成虫期时均与原始样品差异性明显(P0.05),破损淀粉含量从卵期的2.42%上升至成虫期的5.58%,其中从卵期到幼虫期破损淀粉含量增幅最大;与原始样相比,小麦淀粉的X射线衍射曲线变化差异不明显,结晶度值各虫期间变化不显著(P0.05);淀粉的扫描电镜图显示:随着谷蠹由卵期发育至成虫期,其小麦籽粒中淀粉颗粒表面逐渐变得粗糙不完整,形状变得无规则,且小粒径颗粒增多,破损淀粉含量增加,大粒径淀粉颗粒表面出现较大凹坑和破损。因此,在实际的小麦储藏过程,应关注谷蠹在发育过程中的幼虫期对小麦品质的影响。     

回生抗性淀粉种类对米淀粉凝胶形成的影响

为寻找改善普通米淀粉制品的结构及品质的新型食品添加剂,该文以普通米淀粉为原料,采用快速黏度分析仪、扫描电子显微镜、质构分析仪、全自动X射线衍射仪及示差扫描量热仪等手段,研究添加锥栗、马铃薯与绿豆回生抗性淀粉(retrograded resistant starch,RSⅢ)对米淀粉凝胶微观结构及理化性质的影响。结果表明:添加锥栗、马铃薯及绿豆RSⅢ对米淀粉凝胶的结构及性质产生显著影响(P0.01),以锥栗RSⅢ的作用最为突出。添加锥栗、马铃薯与绿豆RSⅢ对米淀粉糊的黏度特性没有影响(P0.05)。未添加RSⅢ的米淀粉凝胶存在很多不规则、深浅不一的大洞,而加入RSⅢ使米淀粉凝胶的网状结构变得更为规整、致密,且其胶着性与黏聚性变化不大(P0.05);添加锥栗、马铃薯与绿豆RSⅢ后能加速米淀粉凝胶的形成,与未添加RSⅢ的米淀粉凝胶比,其硬度分别增加了2.38、1.97和1.25倍(P0.01),黏着性分别增加2.56、1.99和1.32倍(P0.01),弹性增加1.07、0.81和0.53倍(P0.01)。米淀粉以A-型晶体占优,锥栗RSⅢ以V-型晶体占优,马铃薯与绿豆RSⅢ均以B-型晶体占优;不加或加入RSⅢ的米淀粉凝胶粉末都转变为以V-型晶体为主,且总相对结晶度没有改变(P0.05)。加入RSⅢ后的米淀粉糊除有低温吸热峰外还出现高温吸热峰,是否添加RSⅢ对低温吸热峰的温度参数影响不大(P0.05),但吸热焓显著降低(P0.01);而对于高温吸热峰,添加马铃薯与绿豆RSⅢ的各项参数没有差别(P0.05),但比添加锥栗RSⅢ的显著增高(P0.01)。可见添加不同来源的RSⅢ可以有效改善米淀粉凝胶的结构与品质。该研究结果为抗性淀粉用于提高米制品品质与营养功能的研究和生产提供了重要参考。     

减少玉米粗淀粉挤出物中抗性淀粉的工艺参数优化

为减少玉米粗淀粉经过挤压蒸煮后,在室温下冷却而产生的抗性淀粉Ⅲ,以降低其对挤出物制备糖化液葡萄糖当量值的影响,需要对挤压参数进行优化选择。该文以玉米粗淀粉为原料,采用五因素五水平二次正交旋转组合试验设计,研究挤压参数对挤出物中抗性淀粉Ⅲ质量分数的影响,得出产生抗性淀粉Ⅲ质量分数最小的挤压条件为：套筒温度60.0℃,原料含水率27.0%,模孔直径11.0 mm,螺杆转速200.0 r/min,轴头间隙10.0 mm,抗性淀粉Ⅲ质量分数可降低到1.48%。     

甘薯淀粉性质与其粉丝品质的关系

为了弄清不同品种甘薯淀粉所制粉丝品质差异的原因,该研究通过对各种甘薯淀粉的理化性质、热力学特性、分子结构与甘薯粉丝品质的测定,并以绿豆淀粉做对照,对三者与其粉丝品质进行了相关性分析。结果表明：淀粉理化性质对粉丝品质影响较大,按相关系数大小依次是：膨润力＞溶解度＞表观直链淀粉含量＞蛋白质含量＞颗粒大小。回生对粉丝品质的影响远远大于糊化对其的影响。快速黏度分析参数与粉丝品质有显著的相关性,可作为预测其相应的粉丝品质的重要手段之一。淀粉分子结构对粉丝品质影响更大,按显著程度依次是：直链淀粉（A _m ）含量＞支链淀粉（A _P ）短链量＞A_P长链量＞A_m分支数＞A_P短链长度＞A_m链长＞A_P长链长度。     

藕淀粉的加工性能研究

该文从化学成分、淀粉颗粒大小、淀粉糊、热力学、淀粉颗粒形态和表面结构以及对酶水解耐受力等方面，对藕淀粉的加工性质进行了较为详尽的研究。结果表明，藕淀粉(重庆产)的水分含量为15.32%、蛋白质0.16%、脂肪0.07%、粗纤维0.02%、灰分0.54%、磷0.053%，其直链淀粉含量(30.61%)高于玉米淀粉的。藕淀粉的平均粒径为50.27 μm，而玉米淀粉的为38.97 μm。藕淀粉颗粒呈小圆形和椭圆形，但在某些淀粉颗粒一端有凹陷。淀粉的X-衍射图谱为B型，糊化温度为54.09℃，透明度为57.9%，淀粉糊达到最大黏度即呈现平缓的特征，黏度峰值远低于玉米淀粉糊的。该研究对实际生产中，提高藕淀粉得率和纯度以及应用具有指导意义。     

Surface-associated proteins of wheat starch granules: suitability of wheat starch for celiac patients

Wheat starch is used to make baked products for celiac patients in several European countries but is avoided in the United States because of uncertainty about the amounts of associated grain storage (gluten) proteins. People with celiac disease (CD) must avoid wheat, rye, and barley proteins and products that contain them. These proteins are capable of initiating damage to the absorptive lining of the small intestine in CD patients, apparently as a consequence of undesirable interactions with the innate and adaptive immune systems. In this study, starch surface-associated proteins were extracted from four commercial wheat starches, fractionated by high-performance liquid chromatography and gel electrophoresis, and identified by tandem mass spectrometry analysis. More than 150 proteins were identified, many of which (for example, histones, purothionins, and glutenins) had not been recognized previously as starch-associated. The commercial starches were analyzed by the R-5 enzyme-linked immunosorbent assay method to estimate the amount of harmful gluten protein present. One of these starches had a low gluten content of 7 ppm and actually fell within the range proposed as a new Codex Alimentarius Standard for naturally gluten-free foods (maximum 20 ppm). This low level of gluten indicates that the starch should be especially suitable for use by celiac patients, although wheat starches with levels up to 100 ppm are deemed safe in the proposed Codex standards.     

Characterization of potato leaf starch

The starch accumulation-degradation process as well as the structure of leaf starch are not completely understood. To study this, starch was isolated from potato leaves collected in the early morning and late afternoon in July and August, representing different starch accumulation rates. The starch content of potato leaves varied between 2.9 and 12.9% (dry matter basis) over the night and day in the middle of July and between 0.6 and 1.5% in August. Scanning electron microscopy analyses of the four isolated starch samples showed that the granules had either an oval or a round shape and did not exceed 5 microm in size. Starch was extracted by successive washing steps with dimethyl sulfoxide and precipitated with ethanol. An elution profile on Sepharose CL-6B of debranched starch showed the presence of a material with a chain length distribution between that generally found for amylose and amylopectin. Amylopectin unit chains of low molecular size were present in a higher amount in the afternoon than in the morning samples. What remains at the end of the night is depleted in specific chain lengths, mainly between DP 15 and 24 and above DP 35, relative to the end of the day.     

Slowly digestible state of starch: mechanism of slow digestion property of gelatinized maize starch

The mechanism underlying the previously reported parabolic relationship between amylopectin fine structure, represented by the weight ratio of linear short chains [degree of polymerization (DP < 13) to long chains (DP >/= 13], and slowly digestible starch (SDS) content was investigated from the viewpoint of starch retrogradation and substrate susceptibility to enzyme hydrolysis. A maize mutant sample, termed "highest long-chain starch" (HLCS) representing group I samples with a higher proportion of long chains, showed a bell-shaped SDS pattern with retrogradation time, whereas insignificant changes in SDS were found for the sample termed "highest short-chain starch" (HSCS) representing group II samples with a higher proportion of short chains. This corresponded to results from X-ray powder diffraction and differential scanning calorimetry that showed a rapid increase of crystallinity and enthalpy for HLCS during retrogradation, but negligible changes for sample HSCS. Therefore, retrogradation was associated with SDS content for group I samples, but not for group II samples. Analysis of amylopectin fine structure, SDS content, retrogradation enthalpy, SDS material debranching profile, and hydrolysis pattern demonstrated, for group I samples, that linear branched chains of DP 9-30 of amylopectin may act as anchor points to slow the digestion of branced-chain fractions of DP > 30, which constitute the major slowly digestible portion, whereas for group II samples, it is the inherent molecular structure of amylopectin with a higher amount of branches and shorter chains that is not favorable for rapid enzyme digestion. The concept of a slowly digestible starch state (SDS state) that could be a chemical or physical entity is proposed to better describe the mechanistic underpinning of the slow digestion property of starches.     

施氮对高淀粉玉米和普通玉米子粒可溶性糖和淀粉积累的影响

采用田间试验、植株生理生化分析和电镜观察等方法,研究了不同氮肥用量对高淀粉玉米吉单535和普通玉米军单8号子粒糖分与淀粉形成的影响。结果表明,在施氮量N 0～200 kg/hm2之间,两品种玉米子粒淀粉含量随着施氮量的增加而增加,过量施氮则淀粉含量降低。灌浆期吉单535子粒蔗糖、果糖、葡萄糖含量高于军单8号,适量施氮使子粒灌浆期保持较高的蔗糖、果糖和葡萄糖含量,有利于淀粉合成。高淀粉玉米在成熟期淀粉粒充满了细胞,大小均匀,排列有序;普通玉米的淀粉粒则没有充满细胞,大小不一,排列混乱。适宜施氮下淀粉粒大小较为均匀,淀粉粒之间挤压轻微,而过量施氮下淀粉粒相互挤压成多面体状。     

玉米淀粉糊的流变学特性分析

利用生物显微镜分析系统观察玉米淀粉颗粒的外形及结构,并利用旋转黏度计研究了不同玉米淀粉乳制备淀粉糊的流变性能,根据其流变性能数据非线性回归得到淀粉糊在不同温度下的流变模型.研究结果表明:在试验中所设的剪切速率范围内,淀粉糊的剪切应力均是随着剪切速率的增加而增大;且在同一剪切速率同一温度下,淀粉与水的比值越大,淀粉糊所受的剪切应力就越大;相同比例淀粉乳形成的淀粉糊在同一剪切速率下,随着温度的升高而剪切应力减小;玉米淀粉糊属于屈服-假塑性流体,模型的拟合相关系数γ2在0.990～1.000之间,说明屈服-假塑性流体模犁能有效地表征玉米淀粉糊的流变性能.淀粉糊的流变学特性研究为进一步淀粉胶黏剂的开发及利用提供了理论和试验依据.     

玉米淀粉黏结剂的黏结性能

基于水量、糊化温度、糊化剂及交联剂4个因素设计了正交试验L₉(3⁴)方案，制备糊化玉米淀粉黏结剂，以木材黏结压缩剪切强度评价黏结剂的黏结性能。对试验数据进行了极差分析，得出了影响淀粉黏结剂因素的优水平、主次因素及最优组合，最优组合即当普通玉米淀粉为10 g时，水量125 g，糊化温度B₂=75℃，糊化剂NaOH为0.10 g，交联剂Na₂B₄O₇·10H₂O为0.03 g。对最优组合进行了试验验证，得到木材黏结压缩剪切强度为1.425 MPa，其结果符合极差分析结果。并对试验数据进行方差分析，得出各因素对黏结剂黏结性能影响的显著程度。研究表明：水量因素和糊化温度因素对黏结性能影响显著，而糊化剂和交联剂因素对黏结性能影响不显著。该论文为进一步研究玉米淀粉黏结剂的特性和应用提供参考。