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电场处理对大米淀粉理化性质的影响

王诗雁;韩忠;刘忠义;岳书杭;刘红艳

【摘要】利用脉冲电场对大米淀粉进行预处理,研究不同电场强度和不同有效处理

时间对淀粉颗粒结构特征和理化性质的影响.通过扫描电镜(SEM)发现,淀粉颗粒表

面受电场影响遭到破坏.傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线衍射(XRD)表征结果表

明脉冲电场处理大米淀粉不会引入新的官能团,在本实验条件下也不会改变淀粉的

晶型结构,是一种物理改性的处理手段.经脉冲电场处理后,大米淀粉糊的透明度由

6.2％提高到32.4％,冻融析水率由58.31％降低到22.53％,此外凝沉性和冻融稳定

性均有所改善.

【期刊名称】《中国粮油学报》

【年(卷),期】2019(034)003

【总页数】7页(P31-37)

【关键词】大米淀粉;脉冲电场;理化性质

【作者】王诗雁;韩忠;刘忠义;岳书杭;刘红艳

【作者单位】广西高校北部湾特色海产品资源开发与高值化利用重点实验室(钦州

学院),钦州535000;湘潭大学化工学院,湘潭411105;华南理工大学食品科学与工程

学院,广州510641;广西高校北部湾特色海产品资源开发与高值化利用重点实验室

(钦州学院),钦州535000;广西高校北部湾特色海产品资源开发与高值化利用重点实

验室(钦州学院),钦州535000;湘潭大学化工学院,湘潭411105;广西高校北部湾特

色海产品资源开发与高值化利用重点实验室(钦州学院),钦州535000;湘潭大学化工

学院,湘潭411105

【正文语种】中文

【中图分类】TS236.9

大米淀粉的潜在用途非常广泛，如造纸、照相用纸、化妆品添加剂和药品赋形剂，

汤羹、沙司的增稠剂、烘焙食品的抗老化剂和挤压食品的膨化剂[1]。商用大米淀

粉是一种细白粉末，颗粒细小、结构紧密，和所有原淀粉一样糊化后容易老化

[1,2]，这些特性限制了它的应用。采用化学修饰方法对大米淀粉进行改性，例如

羟乙基化[3]、磷酸酯化[4]以及羧甲基化[5,6]，可以改善其理化特性，扩大其应用

范围。

除了使用化学法外，淀粉的改性还可以通过生物酶法[7]和物理法[8,9]完成。相较

于化学法和酶法改性，物理法改性不引进新的化学基团，不改变淀粉的化学组成，

只破坏生物大分制之间的分子间作用力，改变淀粉颗粒的物理结构。物理改性法中

的脉冲电场技术是一种新型的非热加工技术，近年来越来越受到关注[10]。电场处

理能明显破坏蛋白质、淀粉等大分子物质的分子间作用力，能改变蛋白质[11]和淀

粉[8,12]的高级结构，但不破坏共价键。通过高压脉冲电场处理普通玉米淀粉的结

果显示[8]，淀粉的相对结晶度下降，颗粒表面遭到破坏，冷热糊稳定性提高。

本研究利用脉冲电场处理大米淀粉乳，结合扫描电子显微镜、红外光谱仪和X射

线衍射仪对样品进行表征分析，研究脉冲电场处理前后淀粉颗粒结构的改变，测定

淀粉糊的透明度、凝沉性、冻融稳定性和溶解度，研究电场处理是否会对淀粉糊理

化性质产生影响。旨在探讨一种新的处理方法，制备以大米淀粉为原料的改性淀粉，

以期满足淀粉的市场需求。

1材料与方法

1.1材料与试剂

大米淀粉：食品级；氯化钠：AR。

1.2仪器与设备

SY-20脉冲电场设备；DDS-11A数显电导率仪；DZF-6050真空干燥箱；SHA-

C恒温振荡仪；UV-1800紫外-可见分光光度计；XL-30扫描电镜；NexusPor

Euro傅里叶红外光谱仪；EmpyreanX射线衍射仪。

1.3方法

1.3.1脉冲电场预处理大米淀粉

大米淀粉的电场处理过程

称取一定质量的大米淀粉，加入蒸馏水配制成质量分数为8%淀粉乳。不断搅拌淀

粉乳并逐滴加入氯化钠溶液，将乳浊液的电导率调至150μs/cm。用蠕动泵将淀

粉乳泵入处理室进行电场处理。设定样品流速为120mL/min，电场强度分别为2、

4、6、8、10、12kV/cm，处理时间分别为400、800、1200、1600、2000

μs。经脉冲电场处理后的淀粉乳，洗涤、抽滤后放入45℃烘箱中干燥24h，烘干

后粉碎过200目筛，收样备用。

电场处理时间计算

单次处理脉冲个数n以及总处理时间t的计算如下[12]：

(1)

t=nτ

(2)

式中：V为处理室体积/mL；f为脉冲频率/Hz；u为流速/mL/min;τ为有效脉宽

/μs。

总处理时间：

T=N·t

(3)

(