玉米_木薯及馬鈴薯淀粉顆粒微晶結構及性質的研究

2024年2月21日發(作者：呼叫轉移設置)

基礎研究２００１，Ｖｏｌ．２２，Ｎｏ．２１１玉米木薯及馬鈴薯淀粉顆粒結晶結構及顆粒不同微晶結構的影響進行了系統研究并提供了在一條Ｘ射線衍射曲線圖中確定微晶關鍵詞淀粉　　微晶　　亞微晶　　非晶Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｔｈｅ　ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｉｔｙ　ｏｆ　ｓｔａｒｃｈ　ｇｒａｎｕｌｅｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｓｗｅｌｌｉｎｇ　ｉｎ　ｗａｔｅｒａｔ　ｎｏｒｍａｌ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｏｎ　ｓｔａｒｃｈ　ｇｒａｎｕｌｅｓ　ｗｅｒｅ　ｓｔｕｄｉｅｄ　ｂｙ　ｗｅａｎｓ　ｏｆ　Ｘ－ｒａｙ　ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ　ｅｘａｍｉｎａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓ　ｉｎｄｉｃａｔｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅｒｅ　ｅｘｉｓｔｅｄ　ａ　ｋｉｎｄ　ｏｆ　ｓｕｂ－ｃｒｙｓｔａｌ　ｉｎ　ｃｏｒｎ，ｃａｓｓａｖａ　ｏｒ　ｐｏｔａｔｏ　ＳｔａｒｃｈＧｒａｎｕｌｅｓ，ａｎｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅｒｅ　ｗｅｒｅ　ｔｗｏ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｔｙｐｅｓ　ｏｆ　ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｉｎ　ｎａｔｉｖｅ　ｓｔａｒｃｈ　ｇｒａｎｕｌｅｓ．Ｉｔｗａｓ　ｐｏｉｎｔｅｄ　ｏｕｔ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｉｎｎｅｒ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｎａｔｉｖｅ　ｓｔａｒｃｈ　ｇｒａｎｕｌｅｓ　ｃｏｕｌｄ　ｉｎｃｌｕｄｅ．ｎｏｎ－ｃｒｙｓｔａｌ，ｓｕｂ－ｃｒｙｓｔａｌ　ａｎｄ　ｃｒｙｓｔａｌ，ａｎｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｉｎｎｅｒ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ａｎｙ　ｓｔａｒｃｈ　ｇｒａｎｕｌｅｓ　ｃｏｕｌｄ　ｂｅ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ　ｔｏｉｎｃｌｕｄｅ　ｅｉｔｈｅｒ　ｏｎｅ　ｏｒ　ｔｗｏ，ｏｒ　ｔｈｒｅｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｈｒｅｅ　ｔｙｐｅｓ．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ　Ｓｔａｒｃｈ　　Ｃｒｙｓｔａｌ　　Ｓｕｂ－ｃｒｙｓｔａｌ　　Ｎｏｎ－ｃｒｙｓｔａｌ目前對淀粉及其衍生物微晶結構的研究已成為國內外淀粉科技工作者非常重視的前沿課題之一［１對于淀粉微晶而言因此根據在Ｘ衍射曲線上所表現出的不同衍射特征來劃分淀粉微晶結構晶形完整及長程有序的區域在Ｘ衍射曲線上表現出明顯的尖峰衍射特征而那些處于短程有序稱為無定形區［９］這種結晶結構由于晶粒線度小此只表現出類似非晶結構的彌散衍射特征因別玉米原淀粉淀粉實驗儀器實驗方法拌３０ｍｉｎＲｉｇａｋｕ馬鈴薯原常溫攪對樣品然后在４５預糊化玉米淀粉中的這種亞微晶結構是在淀粉糊的干燥過程中隨著水分含量的減少因此研究淀粉微晶在不同過程中的變化規律和準確劃分淀粉廣角Ｘ射線衍射圖中的不同區域木薯原淀粉及馬鈴薯原淀粉進行了ｘ射線衍射研究木薯及馬鈴薯原淀粉中也存在一種介于微晶和非晶之間的晶粒線度小由此作者提出把淀粉微晶按其廣角Ｘ射線衍射特征的不同這兩種結構在晶體粒度大小和晶形完整的程度上存在著一定的差批準號同時對水分含量分別為１２．６％木薯原淀粉和馬鈴薯原淀粉在同樣條件下也進行Ｘ射線衍射分析電壓３０ｋＶ掃描速度８０／ｍｉｎ時間常數１ｓ超始角度６００２結果與討論圖１中曲線曲線分別是水分含量為１２．６％未經處理的玉米原淀粉和經處理的水分含量為４０％曲線分別是水分含量為１２．２％

１２基礎研究這些分解圖中的Ａ曲線在形狀上基本上是一致的從圖２和圖３看出這說明常溫時由于大量水分存在衍射曲線由于曲線樣品本身呈凝膠狀態其衍射曲線只包含一個形狀近似對稱的非晶衍射峰及曲線然而當重新干燥處理樣品這部分結構基本上又恢復到原來的狀態即當水分含量較高的淀粉顆粒在干燥過程中一種介于微晶和非晶之間的晶粒線度小但常溫下當水分含量增大時因此晶形不完整的亞微晶結構而是表現出類似于非晶的彌散衍射峰［１３］從圖２這部分曲線表現出明顯的尖峰特征這部分結晶結構在常溫下當水分含量增高時也會受到一定程度的破壞只是部分受到破壞當水分含量降低時因此玉米原淀粉顆粒結構可以劃分為非晶結構它們在Ｘ射線衍射曲線上表現出不同的衍射特征亞微晶表現出類似于非晶結構的彌散衍射特征非

基礎研究晶結構只有短程有序而無長程有序晶面間距大及晶形完整和晶粒線度大的特晶形不完整點的特點表１列出了這三種結構在不同水分含量下的Ｘ射線衍射的累積衍射強度表1 淀粉顆粒不同結晶結構的X射線衍射累積衍射強度樣品水分含量%亞微晶累積衍射程度Cps微晶累積衍射強度Cps非晶累積衍射強度Cps12.628146640.03108312.8281466２００１，Ｖｏｌ．２２，Ｎｏ．２１３晶組合而成兩種或三種成分水分含量對淀粉顆粒的不同結構有不同程度的影響亞微晶結構的累積衍射強度從２８Ｃｐｓ降低到３Ｃｐｓ微晶結構的累積衍射強度從１４Ｃｐｓ降低至１０Ｃｐｓ而非晶結構由于亞微晶結構和微晶結構被破壞增大了約２６％由于常溫下水對淀粉顆粒的溶脹作用而微晶結構僅受到較小程度的破壞晶體殘缺及晶體穩定性較差有關當在干燥過程中隨著淀粉分子鏈間距離的縮短微晶結構也將恢復和可以發現在木薯原淀粉和馬鈴薯原淀粉中同樣存在類似于玉米原淀粉的亞微晶結構亞微晶結構和微晶結構三種結構各種淀粉的物態組成都可以看成是由亞微在Ｘ射線衍射曲線圖上對應著各自不同的區域木薯和馬鈴薯原淀粉顆粒中存在大量的介于微晶和非晶之間的晶粒線度小３．２原淀粉顆粒結構可以劃分為非晶結構它們具有不同的Ｘ射線衍射特征及性質微晶和非晶態三者中的一種３．３常溫下水的溶脹作用對原淀粉顆粒中的亞微晶結構和微晶結構有不同的影響微晶結構只受到一定程度的破壞受破壞的亞微晶結構和微晶結構都會恢復到原來的狀態１１６．２Ｓｈｉ，ＹＣ，Ｓｅｉｂ，ＰＡ．Ｆｉｎｅ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　Ｍａｉｚｅ　Ｓｔａｒｃｈｅｓ　ｆｒｏｍｆｏｕｒ　Ｗｘ－ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ　Ｇｅｎｏｔｙｐｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｗ６４Ａ　Ｉｎｂｒｅｄ　Ｌｉｎｅ　ｉｎＲｅｌａｔｉｏｎ　ｔｏ　Ｇｅｌａｔｉｎｉｚａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｒｅｔｒｏｇｒａｄａｔｉｏｎ．　Ｃａｒｂｏｈｙ－ｄｒａｔｅ　Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，１９９５，２６（２）：１４１３６９．４Ｍｕａ，ＪＰ．Ｊａｃｋｓｏｎ，ＤＳ．Ｆｉｎｅ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　Ｃｏｒｎ　Ａｍｙｌｏｓｅ　ａｎｄＡｍｙｌｏｐｅｃｔｉｎ　Ｆｒａｃｔｉｏｎｓ　ｗｉｔｈ　Ｖａｒｉｏｕｓ　Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　Ｗｅｉｇｈｔｓ．Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　ａｎｄ　Ｆｏｏｄ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，１９９７，　４５（１０）：３８４０３８９．

１４基礎研究黑米雙螺桿擠壓機的螺桿轉速機筒溫度三種操作參數對雙螺桿擠壓機的擠壓膨化效果的影響通過對響應面和等高線的分析本實驗研究對于開發谷物膨化食品關鍵詞　　　　雙螺桿擠壓機　　系統分析模型　　響應面分析法Ａｂｓｔｒａｃｔ　　Ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｖａｒｙｉｎｇ　ｓｃｒｅｗ　ｓｐｅｅｄ雙螺桿擠壓機是食品擠壓加工的重要設備能耗低目前正在逐步取代單螺桿擠壓機在食品擠壓加工領域中的地位具有指導意義Ｍｅａｓｅｒ等人提出的系食品的擠壓加工過程十分復雜還沒有應用于雙螺桿食品擠壓機的精確的數學模型擠壓機的結構參數和加工條件來預測擠壓機的工作情況和加工結果本文通過實驗研究了物料濕度機筒溫度這三個操作參數對反映雙螺桿食品擠壓機擠壓加工效果的重要參數－糊化度的影響促進擠壓膨化食品的開發黑龍江省自然科學基金資助項目統分析模型ｘ在這個模型中ｙ機械能等膨化指數產品外觀口感淀粉糊化度水溶性指數等６Ｖ．Ｇａｒｃｉａ，Ｐ．Ｃｏｌｏｎｎａ，Ｂ．Ｂｏｕｃｈｅｔ．Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　Ｃｈａｎｇｅｓ　ｏｆＣａｓｓａｖａ　Ｓｔａｒｃｈ　Ｇｒａｎｕｌｅｓ　ａｆｔｅｒ　Ｈｅａｔｉｎｇ　ａｔ　Ｉｎｔｅｒｍｅ－ｄｉａｔｅ　Ｗａｔｅｒ　Ｃｏｎｔｅｎｔ．Ｓｔａｒｃｈ，１９９７，４９（５）：１７１８１２０．Ｙ．Ｅ．Ｍ．Ｖａｎｄｅｒ　Ｂｕｒｇｔ，Ｊ．Ｂｅｒｇｓｍａ，Ｉ．Ｐ．Ｂｌｅｅｂｅｒ．Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ　Ｓｔｕｄｉｅｓ　ｏｎ　Ｍｅｔｈｙｌａｔｅｄ　ＳｔａｒｃｈＧｒａｎｕｌｅｓ．Ｓｔａｃｈ，２０００．５２（２４３．９張力田．碳水化合物化學．北京１９８８３２２．１０　　張本山１９９７２１１１．１１　　王煜明．非晶體及晶體缺陷的Ｘ射線衍射．北京１９８８鐘維烈多晶和非晶物質的Ｘ射線衍射．濟南１９８５冶金工業出版社，１９９０，１６９１４　　叢秋滋．多晶二維Ｘ射線射．北京１９９７４１．