基本信息
- 項目名稱：
- 木薯淀粉及木薯變性淀粉觸變性及零切粘度比較研究
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 自然科學類學術(shù)論文
- 簡介：
- 研究了木薯淀粉及其變性淀粉糊的觸變性、零切粘度。結(jié)果表明：4種淀粉均具有剪切變稀特性；隨著糊濃度增大，這些糊均具有增強的觸變性，但酯化淀粉沒有觸變性；在NaCl溶液中，NS、CS、COSAS表現(xiàn)出反聚電解質(zhì)溶液粘性行為，而OSAS在外加鹽情況下其粘度與普通多糖溶液相似；4種糊的零切粘度可由Spencer-Dillon方程外推得出，其與溫度的依賴關(guān)系服從Arrhenius公式。
- 詳細介紹：
- 為了搞清楚交聯(lián)淀粉、辛烯基琥珀酸淀粉酯及交聯(lián)辛烯基琥珀酸淀粉酯糊液的流變性質(zhì)，本文作者從2009年春開始，參加了導(dǎo)師的廣西自然科學基金科研課題“醚化交聯(lián)木薯辛烯基琥珀酸淀粉酯的制備及特性研究（項目編號：桂科自0991274）”研究工作。在導(dǎo)師課題組前期研究工作基礎(chǔ)上，利用數(shù)顯粘度計對所制得的交聯(lián)淀粉、辛烯基琥珀酸淀粉酯及交聯(lián)辛烯基琥珀酸淀粉酯糊的觸變性、零切粘度進行進一步的對比研究。探索木薯淀粉、交聯(lián)淀粉、辛烯基琥珀酸淀粉酯、交聯(lián)辛烯基琥珀酸淀粉酯在不同質(zhì)量分數(shù)時糊的觸變性及濃度對稠度系數(shù)、粘性指數(shù)的影響，外加鹽及溫度對淀粉糊粘度的影響，在此基礎(chǔ)上運用作圖法外推求出零切粘度。研究結(jié)果表明： （1）木薯淀粉和交聯(lián)淀粉均具有一定的觸變性，并且隨著淀粉糊質(zhì)量分數(shù)的增加，觸變性增加，辛烯基琥珀酸淀粉酯基本上沒有觸變性，交聯(lián)辛烯基琥珀酸淀粉酯作為復(fù)合變性淀粉，既保留了辛烯基琥珀酸淀粉酯糊粘度高的優(yōu)良特性，又具備交聯(lián)淀粉所具有的觸變性，這種性質(zhì)對交聯(lián)辛烯基琥珀酸淀粉酯的加工十分有利。 （2）木薯淀粉、交聯(lián)淀粉、辛烯基琥珀酸淀粉酯和交聯(lián)辛烯基琥珀酸淀粉酯的糊液均表現(xiàn)出非牛頓流體流變性質(zhì)；粘性指數(shù)n值隨NS、CS、OSAS及COSAS質(zhì)量分數(shù)增大呈減小趨勢，反映出這4種淀粉糊液均具有剪切變稀性質(zhì)，隨其質(zhì)量分數(shù)增大而呈增強趨勢。稠度系數(shù)k值均隨NS、CS、OSAS和COSAS質(zhì)量分數(shù)增大而增大，表明這4種淀粉糊液的增粘能力均隨質(zhì)量分數(shù)增大而增強。 （3）隨著外加NaCl質(zhì)量分數(shù)的增加，木薯淀粉與交聯(lián)淀粉的粘度呈升高趨勢，辛烯基琥珀酸淀粉酯的粘度則隨外加鹽質(zhì)量分數(shù)的增加呈下降的趨勢，交聯(lián)辛烯基琥珀酸淀粉酯的粘度隨外加鹽質(zhì)量分數(shù)的增加呈升高趨勢，這說明交聯(lián)淀粉具有較強的耐鹽能力，辛烯基琥珀酸淀粉酯耐鹽能力較差，而交聯(lián)辛烯基琥珀酸淀粉酯具有一定的耐鹽能力。 （4）木薯淀粉、交聯(lián)淀粉、辛烯基琥珀酸淀粉酯和交聯(lián)辛烯基琥珀酸淀粉酯的零切粘度對溫度具有依賴關(guān)系，符合Arrhenius方程，且隨溫度升高而降低。這4種淀粉的粘流活化能大小順序為CS>NS>COSAS>OSAS。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 本作品目的就是系統(tǒng)探索木薯及其變性淀粉的流變學特性，以期為木薯淀粉及交聯(lián)辛烯基琥珀酸木薯淀粉酯的實際應(yīng)用提供理論依據(jù)與應(yīng)用指導(dǎo)。 以木薯淀粉為對照，對交聯(lián)淀粉、辛烯基琥珀酸淀粉酯及交聯(lián)辛烯基琥珀酸淀粉酯糊的觸變性質(zhì)、零切粘度及溫度、鹽、剪切速率對淀粉糊粘度的影響進行了測定和對比分析，明確這4種淀粉的流變學特征。
科學性、先進性及獨特之處
- 利用數(shù)顯粘度計對原淀粉、交聯(lián)淀粉、辛烯基琥珀酸淀粉酯及交聯(lián)淀粉辛烯基琥珀酸淀粉酯的觸變性和零切粘度進行分析測定，運用最小二乘法分析試驗數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)分析科學。 作品運用Arrhenius理論分析淀粉糊流變特性，并推導(dǎo)得出零切粘度及粘流活化能，具有一定先進性；所合成的交聯(lián)辛烯基琥珀酸淀粉酯，由于分子內(nèi)同時含有醚化交聯(lián)鍵、辛烯基及羧基，因而具有獨特的流變學特性。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義
- 作品對木薯淀粉、交聯(lián)淀粉、辛烯基琥珀酸淀粉酯及交聯(lián)辛烯基琥珀酸的觸變性及零切粘度進行對比研究，為木薯淀粉、交聯(lián)淀粉、辛烯基琥珀酸淀粉酯及交聯(lián)辛烯基琥珀酸淀粉在食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)等方面的應(yīng)用提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，對變性淀粉企業(yè)開發(fā)新的變性淀粉品種及在食品工業(yè)、醫(yī)藥行業(yè)應(yīng)用這4種淀粉提供了應(yīng)用指導(dǎo)。 現(xiàn)實意義：拓寬木薯淀粉的用途，提高木薯淀粉產(chǎn)品附加值。
學術(shù)論文摘要
- 以環(huán)氧氯丙烷和辛烯基琥珀酸酐為變性劑，采用濕法工藝對木薯淀粉（NS）進行交聯(lián)、酯化變性，制備了交聯(lián)淀粉（CS）、辛烯基琥珀酸淀粉酯（OSAS）及交聯(lián)辛烯基琥珀酸淀粉酯(COSAS)。利用數(shù)顯粘度計研究了木薯淀粉、交聯(lián)淀粉、辛烯基琥珀酸淀粉酯、交聯(lián)辛烯基琥珀酸淀粉酯糊的觸變性、零切粘度，考察了淀粉糊質(zhì)量分數(shù)、NaCl和溫度對CS、OSAS和COSAS觸變性、零切粘度影響情況。實驗結(jié)果表明：在實驗條件下，糊呈非牛頓流體特征，具有剪切變稀特性；隨NS、CS、COSAS糊質(zhì)量分數(shù)增大，這些糊均具有增強的觸變性質(zhì)，但OSAS基本上沒有觸變性；在一定質(zhì)量分數(shù)的NaCl溶液中，NS、CS、COSAS可表現(xiàn)出反聚電解質(zhì)溶液粘性行為，而OSAS在外加鹽情況下其粘度特性與普通多糖類溶液相似；NS、CS、OSAS和COSAS糊的零切粘度可由Spencer-Dillon方程外推得出，其與溫度的依賴關(guān)系服從Arrhenius公式。
獲獎情況
- 無
鑒定結(jié)果
- 無
參考文獻
- [1] 孔令曉, 崔波, 趙京敏. 高交聯(lián)改性淀粉的制備及性質(zhì)研究[J]. 中國食品添加劑, 2010, (2): 127-130. [2] Tesch S, Gerhards C, Schubert H. Stabilization of emulsions by OSA starches [J]. Journal of Food Engineering, 2002, 54(2): 167-174. [3]馮慶梅, 張玉軍, 閻向陽. 醚化交聯(lián)淀粉的制備及性能測定[J].糧油食品科技, 2006, 14(1): 40-42. [4] 周建芳, 張黎明, Perter S H. 兩性瓜爾膠衍生物溶液的流變特征[J]. 物理化學學報, 2003, 19(11): 1081-1084. [5] 黃祖強, 童張法, 黎鉉海, 等. 機械活化對木薯淀粉的溶解度及流變學特性的影響[J]. 高?；瘜W工程學報, 2006, 20(3): 449-454. [6] 張潔, 史勁松, 孫達峰, 等. 白芨多糖膠-瓜爾膠復(fù)配溶液的流變性[J]. 中國野生植物資源, 2010, 29(1): 55-57,61.
同類課題研究水平概述
- 孔令曉等在《中國食品添加劑》2010第2期中對高交聯(lián)改性淀粉的制備及性質(zhì)進行了研究，得出結(jié)論：高交聯(lián)淀粉透明度隨著交聯(lián)度的增大而減小， 在高溫及酸堿環(huán)境中不易糊化， 有良好的抗膨脹性。 孫慧敏等在《食品工業(yè)科技》2008年第6期中對木薯淀粉及木薯變性淀粉性質(zhì)進行比較研究，實驗結(jié)果表明：經(jīng)過變性的木薯淀粉和原木薯淀粉有很大的不同， 經(jīng)過羥丙基化、羥丙基交聯(lián)、醋酸酯化、醋酸酯交聯(lián)后，分別引入了羥丙基、交聯(lián)鍵、乙?；龋蛊渚哂休^強的凍融穩(wěn)定性，具有較高的透明度、耐鹽性、耐酸性。據(jù) R V A分析，各種變性淀粉糊液性質(zhì)較原淀粉有較大的提高。經(jīng)過交聯(lián)后糊液穩(wěn)定性較原淀粉、羥丙基及醋酸酯淀粉有較大程度的提高，因此具有更為廣闊的應(yīng)用性。 展楊化桂等在《高校化學工程學報》1999年第6期中對剪切稀化懸浮體觸變性的研究時，描述了懸浮體應(yīng)用于非定態(tài)剪切（即在連續(xù)變化的剪切速率下，體系內(nèi)部結(jié)構(gòu)的破壞和恢復(fù)還未達到動態(tài)平衡）下的力學響應(yīng)，主要是無彈性的觸變性表征， 用觸變環(huán)的試驗數(shù)據(jù)求得少量模型參數(shù)， 據(jù)此可以推定不同剪切條件下的觸變環(huán)，求得懸浮體系的材料函數(shù)，并可以進一步推斷定態(tài)剪切粘度和屈服應(yīng)力。 王琴等在《食品科學》2006年第9期中對銀杏淀粉流變特性進行了研究，認為銀杏淀粉具有一定觸變性。 周建芳在《物理化學學報》2003年第11期中對兩性瓜爾膠衍生物溶液的流變特征進行了研究，發(fā)現(xiàn)在實驗條件下，E-AMPHO-S溶液呈非牛頓流體特征，具有剪切變稀特性；隨改性瓜爾膠濃度增大，E-AMPHO-S溶液具有增強的觸變性質(zhì)；在一定濃度鹽溶液中，E-AMPHO-S可表現(xiàn)出明顯的反聚電解質(zhì)溶液粘性行為；E-AMPHO-S溶液的零切粘度可由Spencer-Dillon方程外推得出，其與溫度的依賴關(guān)系服從Arrhenius公式。 綜上所述，目前國內(nèi)外雖有專家學者對高聚物的觸變性及零切粘度進行了一些探索，但還沒有學者對木薯淀粉及木薯變性淀粉的觸變性及零切粘度進行綜合的對比研究。
