葛根多孔淀粉的制备、改性及应用研究

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淀粉、纤维素和异黄酮类化合物是干葛中的主要成分,从葛根中提取的葛根淀粉是营养独特,药食兼优的绿色保健食品。目前市场上的葛粉类产品有即食葛粉、葛粉果冻、葛粉软糖、保健葛粉粉丝等,且葛根淀粉的各类产品近年来在国际市场上越来越走俏,因此开发新的葛粉产品有着重要的意义。本实验就以葛根淀粉为原料,通过对其进行酶解、交联和酯化多重改性,最后制得结构性能较稳定的交联酯化葛根多孔淀粉,并以改性后多孔淀粉为壁材,对紫苏籽油进行吸附制备粉末紫苏籽油,实验证明经多孔淀粉包埋后的紫苏籽油抗氧化性明显增强。以葛根淀粉为原料,采用α-淀粉酶和葡萄糖淀粉酶协同酶解制备葛根多孔淀粉,通过单因素实验和正交实验得到最佳工艺条件。SEM观察此工艺条件制得的多孔淀粉孔分布均匀,成孔较好;原淀粉吸油率只有34%左右,而酶解制得的多孔淀粉吸油率接近60%,吸水率也从原来的50%上升到90%,因此,多孔淀粉的吸附性能相比原淀粉有大幅度提高。以环氧氯丙烷作交联剂,对制得的葛根多孔淀粉进行交联改性,此法交联过程分碱化和交联两步。通过实验确定了交联过程的碱化和交联反应条件,在最佳交联条件下制得的交联改性多孔淀粉相比原淀粉和多孔淀粉其吸附性能得到略微改善,其中吸油率达60%以上,吸水率为105%左右。以辛烯基琥珀酸酐为酯化剂,制备交联酯化葛根多孔淀粉,分别通过单因素和正交实验确定其最佳酯化工艺,最后得到的双重改性多孔淀粉比单一交联多孔淀粉的吸附性能又有所提高,其吸油率接近65%,吸水率达110%左右。对葛根原淀粉、葛根多孔淀粉、交联葛根多孔淀粉和交联酯化葛根多孔淀粉的物理性质进行分析比较,结果发现经双重改性后的多孔淀粉比单一交联改性的多孔淀粉具有更高的吸水和吸油效率,且其糊透明度、冻融稳定性及凝沉稳定性等都有明显改善。其中糊透光率由单一交联改性后的10.8%上升到21.5%;冻融次数由原来的一次变为两次,且析水率只有原来的一半;淀粉糊在静置过程中,双重改性后的多孔淀粉静置24h后没有出现任何分层现象。通过SEM、XRD、DSC等仪器分析手段对其进行比较,经改性后的多孔淀粉还保持原有的多孔结构,且比原有结构更牢固;从XRD图谱看出对淀粉的酶解、交联和酯化都主要发生在无定形区,使淀粉保持原有的C型结构;DSC结果显示酶解和交联改性使淀粉的相变峰值温度由原来的96℃上升到103℃,且焓值增加,但是酯化后相变峰值温度下降到97℃左右,且焓值从171J/g下降到58J/g,这表明酯化使淀粉更容易糊化。以制得的改性多孔淀粉为壁材,紫苏籽油为芯材,通过物理吸附即可制成粉末紫苏籽油产品,该产品具有葛根淀粉和紫苏籽油两种材料的保健性能。通过单因素实验和正交实验优化得到包埋率30%以上的粉末紫苏籽油;对制得的粉末油脂和原紫苏籽油进行加速氧化实验,实验结果显示粉末化后的紫苏籽油抗氧化性能明显增强。
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