[01702753]微波辐射对木薯淀粉结构及性质的影响

1.课题来源和背景 本课题来源于广西教育厅立项项目。 木薯是广西主要的农作物之一,种植面积约占全国70％。木薯淀粉深加工产业是广西今后重点发展的产业之一。目前,我区木薯加工企业大多数只停留在原淀粉和初级变性淀粉产品阶段,致使资源优势长期得不到发挥,效益不高。木薯淀粉深加工产业构建先进的技术支撑体系和技术产品开发平台也是广西今后需要重点解决的科技问题之一。所以本课题的研究,具有重要的学术价值,对广西木薯淀粉深加工产业的技术进步,广西的经济和社会发展都具有重要意义。 木薯淀粉颗粒反应性能的强化对反应起到非常重要的作用。本研究利用物理场中的微波、超声波对木薯淀粉进行活化处理,使木薯淀粉结晶度降低,能更好的适应化学反应改性的要求,对降低木薯淀粉深加工产品生产成本和提高木薯淀粉深加工产品质量具有十分重要的意义。 2.研究内容和结果 本项目研究的主要内容是通过不同形式外能的输入,如超声波、微波、溶剂等外能形式对木薯淀粉颗粒晶态改变的影响,探索出改变木薯淀粉颗粒晶态最佳的能量形式和能量输入方式。用选定的外能输入形式,考察外能输入强度,作用时间,助剂等因素对木薯淀粉颗粒晶态转化的影响规律。以晶态改变后的木薯淀粉进行双醛化与羟丙基化反应,在相同的条件下与原淀粉相比较,系统考察经晶态改变后淀粉的化学活性变化,通过红外光谱,X射线衍射,电镜和偏光显微镜表征木薯淀粉颗粒晶态结构,研究木薯淀粉晶态与反应活性间的构效规律,探索提高颗粒态淀粉化学活性的原理及技术方法。 所取得的成果： （1）分别利用微波作用、超声波作用木薯淀粉,试验结果表明木薯淀粉颗粒不仅保持着原木薯淀粉的颗粒形状,无溶胀变大或者出现淀粉凝胶和糊化的现象,并且木薯淀粉颗粒的偏光十字特征呈现减弱或消失的状态,说明木薯淀粉颗粒的结晶结构减弱或消失。 （2）考察作用后的木薯淀粉的理化性质,与原木薯淀粉相比,经微波和超声波作用后的木薯淀粉透明度增大,粘度降低,抗凝沉性较好。红外光谱、电镜等手段来表征作微波和超声波用后的木薯淀粉,没有新的官能团生成,红外光谱中通过计算得出活化后的木薯淀粉结晶指数降低,说明结晶区域变小或者结晶结构消失,颗粒表面有小孔、裂缝和凹陷产生。 （3）考察微波和超声波作用后的木薯淀粉的反应性能,用超声波作用后的木薯淀粉合成双醛淀粉和羟丙基淀粉。实验结果表明,合成的双醛淀粉氧化度可达到95.11%,而在相同的条件下原木薯淀粉合成的双醛淀粉的氧化度仅为64.40%。作用后的木薯淀粉合成的羟丙基淀粉的取代度为0.1895远高于原木薯淀粉制备的羟丙基淀粉的0.0725。