【摘 要】
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淀粉回生是高淀粉产品储藏过程中的常见现象,它在很大程度上影响着产品品质。通常认为以直链淀粉为主的短期回生和以支链淀粉为主的长期回生共同决定着淀粉回生过程,且短期回生过程中快速回生的直链淀粉为长期回生过程中支链淀粉回生提供了晶种源,促进支链淀粉的回生。然而在缺少直链淀粉提供晶种源时,纯支链淀粉体系也会自发回生,且淀粉回生过程中的特性变化主要源于支链淀粉回生,但支链淀粉种类繁多、体系复杂,纯支链淀粉体
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淀粉回生是高淀粉产品储藏过程中的常见现象,它在很大程度上影响着产品品质。通常认为以直链淀粉为主的短期回生和以支链淀粉为主的长期回生共同决定着淀粉回生过程,且短期回生过程中快速回生的直链淀粉为长期回生过程中支链淀粉回生提供了晶种源,促进支链淀粉的回生。然而在缺少直链淀粉提供晶种源时,纯支链淀粉体系也会自发回生,且淀粉回生过程中的特性变化主要源于支链淀粉回生,但支链淀粉种类繁多、体系复杂,纯支链淀粉体系如何回生的问题未得到系统阐述。基于此,本课题构建支链淀粉晶种,通过将晶种引入到纯支链淀粉体系中干预其回生,简化回生研究体系,解析支链淀粉回生共性机制。以支链淀粉为原料制备得到不同支链淀粉晶种并对晶种进行晶态结构表征。利用乙醇纯化的方法处理糯米粉,制备得到支链淀粉,分别采用回生法和酸解法处理支链淀粉样品,得到回生支链淀粉晶种、回生酸解支链淀粉晶种和酸解支链淀粉晶种等三种晶种,分别命名为RA、RA-AH和A-AH晶种,动态光散射扫描显示三种晶种的有效粒径分别为311.26、226.17和163.32 nm,均为纳米级。XRD结果表明,RA和RA-AH晶种呈六方晶系,为B-型晶体,A-AH晶种呈单斜晶系,为A-型晶体;结合Jade 6.0软件分析得到三种晶种的c轴均长于a轴和b轴,呈棒状,但A-AH晶种的各轴均长于其他两种晶种且其晶胞体积最大。小角X-射线衍射结果表明,A-AH晶种结晶结构更完美,片层厚度为8.655 nm;RA和RA-AH晶种的结晶结构不完美,片层厚度分别为17.654和12.368nm。将晶种添加到支链淀粉体系中解析晶种干预下的支链淀粉重结晶成核特征。通过Avrami方程分析晶种对于支链淀粉回生动力学参数的影响,结果表明RA和RA-AH晶种的介入使回生速率常数k从0.035增加到0.038和0.045,促进淀粉重结晶;而A-AH晶种的添加使得k值减小到0.032,抑制淀粉重结晶。RA和RA-AH晶种干预下n值从1.75降低至1.68和1.53,淀粉重结晶成核模式更趋向于瞬间棒状成核;A-AH晶种的加入对n值没有显著影响。DSC结果表明,添加RA和RA-AH晶种的回生淀粉的焓变值从4.05 J/g增加到4.36和5.19 J/g,促进回生,A-AH晶种对焓变值的影响不显著。三种晶种的添加均提高了To、Tp和Tc,表明回生淀粉的晶体稳定性升高,RA和RA-AH晶种使回生样品的（Tc-To）值降低,说明这两种晶种诱导支链淀粉生成同质性更高的淀粉晶体,且RA-AH晶种的诱导作用更强。研究晶种干预下的支链淀粉重结晶晶体结构转化过程。XRD结果显示,对照组和实验组样品都为B-型结晶,表明晶种的添加没有改变回生淀粉的结晶类型;RA和RA-AH晶种的添加使回生淀粉的结晶度分别提高2.16%和4.73%,表明其促进淀粉重结晶,回生淀粉的长程有序度提高,而A-AH晶种的添加对结晶度没有显著影响。傅里叶红外光谱结果显示,添加RA和RA-AH晶种使回生淀粉的1047 cm-1/1022 cm-1和995 cm-1/1022cm-1比值升高;激光共聚焦拉曼光谱显示,RA和RA-AH晶种使回生淀粉在480 cm-1处的半峰宽值从19.1减小到18.0和16.9,这些结果表明支链淀粉分子链的排列更加有序,回生淀粉的短程有序度提高。13C固体核磁结果显示,添加RA、RA-AH和A-AH晶种后回生淀粉的双螺旋结构含量从14.98%提高至24.23%、27.86%和19.79%,结合XRD的分析结果,表明RA和RA-AH晶种诱导邻近支链淀粉分子链有序排列形成双螺旋结构并进一步促进双螺旋结构的有序堆积。Jade 6.0软件分析结果显示,添加RA和RA-AH晶种后回生淀粉晶胞体积增大;小角X-射线衍射结果显示,RA和RA-AH晶种增加了回生淀粉的片层厚度,这些结果表明其促进支链淀粉分子链的排列,从而促进淀粉重结晶。综上,支链淀粉晶种的介入提升了支链淀粉重结晶速率,晶核以瞬间棒状成核为主,且推动支链淀粉分子链的有序排列,促进回生。因此推测纯支链淀粉体系的回生共性机制为支链淀粉分子链瞬间成核生成B-型晶核,晶核诱导邻近分子链有序排列从而促进支链淀粉回生。
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