淀粉作为大多数绿色植物的储能物质,广泛存在于植物的种子、根、茎、叶中,具有易取得、成本低、生物可降解等特点,在食品、医药、日用化工等领域有广泛应用[1]。然而,由于天然淀粉具有不溶于冷水、分散性差、成膜性差、热稳定性差、易老化和不能形成稳定的交融体系等缺点,极大地限制了其在食品工业中的应用[2]。通常采用化学改性、酶法改性、物理改性及其他改性方法来改性天然淀粉,使淀粉分子在其表面上引入新官能团,或者改变淀粉分子的大小及淀粉颗粒性质,来实现改变淀粉天然特性的理化性质以适应特定的工业用途[3]。
荸荠(Eleocharis dulcis)又称马蹄,是一种营养丰富,富含淀粉的莎草科荸荠属多年生水生草本植物,原产于印度,后在全世界广泛种植,其中热带和亚热带地区居多,在中国也有广泛栽培。甘增鹏等[4]对荸荠淀粉进行湿热处理后,发现峰值黏度和降落值均下降,最终黏度逐渐升高。任剑豪等[5]研究发现,荸荠淀粉的糊化温度随着淀粉质量分数的增大而下降,凝胶性和凝沉性则随淀粉质量分数增加而提高;邓春丽等[6]通过化学改性将荸荠辛烯基琥珀酸酐(octenyl succinate anhydride,OSA)改性淀粉良好的乳化性能应用于润肤乳液中。辛烯基琥珀酸淀粉酯(octenyl succiniate anhydrate starch,OSAS)是以OSA作为酯化剂与淀粉通过酯化反应制得的一种具有良好亲水亲油性的改性淀粉,因其具有良好的增稠性、乳化稳定性和安全性,常作为增稠剂、乳化剂、掩味剂、微胶囊壁材广泛应用于食品和制药行业[7-8]。我国1997年规定在其取代度不超过0.02的情况可作为食品添加剂使用,2001年又批准扩大了其在食品中的使用范围,同时规定用量可以按照需要添加,不需加以控制,美国食品药品监督管理局(Food and Drug Administration,FDA)明确规定对OSA淀粉酯在食品中应用的限制量是不超过质量分数3%(淀粉基)[9-10]。由于无法针对不同应用需求对OSAS分子结构进行精确调控,无法赋予其优异性能来满足多种应用需求,导致国内在OSAS的生产应用与其他欧美国家存在一定差距[11]。
OSAS正日益引起国内外有关学者及研究者的重视,其重点是对不同原料、不同取代度 OSAS制备工艺的优化及性能的研究。目前国内对淀粉的研究主要集中在马铃薯、玉米、小麦、山药、芭蕉芋、早籼米、糯米等淀粉的改性与应用方面,对荸荠淀粉的研究相对匮乏。本实验以荸荠淀粉和OSA为原料制备不同取代度的OSA荸荠淀粉酯,对其乳化性质、黏度、抗凝沉性等理化性质进行了测定,并和原荸荠淀粉进行了对比,研究取代度与淀粉结构及其性质之间的关系,为淀粉酯在增稠剂、稳定剂、黏结剂等方面的应用提供理论依据。
1 材料和方法
1.1 材料与试剂
荸荠淀粉,实验室自制;OSA,上海源叶生物科技有限公司;异丙醇、NaOH、无水乙醇、AgNO3、HCl(均为分析纯),国药集团化学试剂有限公司。
1.2 仪器与设备
DFY-600 摇摆式高速万能粉碎机,温岭市林大机械有限公司;MB90水分测定仪,奥豪斯仪器有限公司;FE28 pH计,梅特勒-托利多仪器有限公司;JJ-1增力电动搅拌器,江苏金怡仪器科技有限公司;HWS-12电热恒温水浴锅,上海-恒科学仪器有限公司;FA2004B电子天平,上海精科天美科学仪器有限公司;FJ200-SH数显高速分散离心机,上海标本模型厂;TD5A-WS台式低速离心机,湖南湘仪实验室仪器开发有限公司;RVA StarchMaster 2快速黏度分析仪(rapid visco analyzer,RVA),瑞典Perten公司;SpectrumTwo傅里叶红外光谱仪(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR),美国PekinElmer公司;Ultima IVTM 3 kW多功能X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD),日本株式会社理学公司;JOLE 7610F扫描电子显微镜(scanning electron microscopy,SEM),日本电子株式会社;BX53正置显微镜,日本奥林巴斯株式会社。
1.3 实验方法
1.3.1 荸荠淀粉的制备
新鲜荸荠清洗去皮后倒入破壁机,按料液比1∶2(g∶mL)加入清水打浆。打浆后加入同比例的清水搅拌洗涤,用多层纱布进行过滤,重复多次。过滤浆液加水充分搅拌后,静置4～5 h,倒去上层清液,加清水洗涤下层沉淀物表层,多次重复,待上层液澄清后,取下层淀粉沉淀物平铺在托盘中,45 ℃下烘箱过夜烘干,干燥样品经粉碎后过100目筛,得到荸荠原淀粉,用自封袋密封后于干燥器中室温保存备用。
1.3.2 不同取代度OSA荸荠淀粉酯的制备
参照邓春丽等[9]的方法测定所制备的OSA荸荠淀粉酯的取代度。称取一定质量的荸荠原淀粉和蒸馏水,混合均匀,制成质量分数40%的淀粉乳。用增力电动搅拌器持续搅拌,同时电热恒温水浴锅的温度控制在40 ℃,将质量分数3% NaOH溶液缓慢滴加到质量分数40%的淀粉乳中,pH值调至8.5。使用分析纯异丙醇将OSA稀释5倍,然后在1 h之内将稀释后的OSA溶液缓慢滴加到淀粉乳中(OSA添加量分别为 1%、2%、3%、4%、5%,按所使用淀粉干基质量的百分比来计算),酯化时间为6 h,酯化温度为40 ℃,并在荸荠淀粉酯化过程中,滴加质量分数3% NaOH溶液,由此将反应体系pH值维持在8.4～8.6。反应完成后,使用1 mol/L HCl溶液调节反应体系的pH值至6.5,结束酯化反应。反应结束后先使用蒸馏水洗涤离心反应物2遍,再用体积分数70%乙醇洗涤离心2遍,最后用蒸馏水洗涤离心2遍,随后放入40 ℃烘箱中干燥至含水量低于12%,并将干燥后的淀粉酯进行粉碎,过80目筛,最终得到成品。OSA添加量为1%、2%、3%、4%、5%所制得的OSA荸荠淀粉酯分别命名为样品1、样品2、样品3、样品4、样品5,没有经过酯化反应的天然荸荠淀粉作为空白对照(CK)。
1.3.3 取代度的测定
参照韩墨等[12]的方法,准确称取1.5 g样品置于50 mL 体积分数95%的乙醇溶液中,用恒温磁力搅拌器在室温条件下搅拌10 min,加入2.5 mol/L的盐酸乙醇溶液15 mL使其酸化,持续搅拌30 min。酸化反应结束后,将淀粉样品置于布氏漏斗进行抽滤,并用蒸馏水洗涤至没有氯离子为止(用0.1 moL/L AgNO3测试)。再把样品连同滤纸一起移入250 mL 的锥形瓶内,加入100 mL蒸馏水,沸水浴中处理20 min,随后立即用0.01 mol/L的NaOH溶液滴定至粉红色,指示剂为酚酞,以原淀粉为空白对照,取代度和反应效率的计算如公式(1)所示:
实际取代度
(1)
式中:162.4,葡萄糖单位的相对分子质量;C,NaOH的浓度,mol/L;V1,滴定荸荠淀粉酯消耗的NaOH的体积,mL;m,荸荠淀粉酯的质量,g;V0,滴定荸荠原淀粉消耗的NaOH的体积,mL;210,OSA 的相对分子质量。
1.3.4 乳化性质测定
参照王玲等[13]的方法,准确称取0.5 g样品,加入75 mL蒸馏水,于沸水浴中升温搅拌使之完全糊化,持续保温10 min后,再冷却至室温,往烧杯中细射流方式缓慢加入大豆油25 mL(即控制水油体积比为3∶1),并用数显高速分散均质机8 000 r/min剪切均质3 min,均质结束后立即从底部吸取40 mL乳液置于50 mL离心管中,保持3 000 r/min离心20 min,记录此时离心管中乳化层高度和液体乳化层高度及液体总高度。乳化力和乳化稳定性的计算分别如公式(2)和公式(3)所示。
乳化力
(2)
乳化稳定性
(3)
1.3.5 抗凝沉性的测定
参考庞赫[14]的方法,准确称取样品和适量蒸馏水置于100 mL烧杯中,均匀调制为质量分数1%的淀粉乳后使用保鲜膜进行封口处理,置于沸水浴中处理30 min并进行适当振荡摇匀,使其完全糊化,冷却至室温后,量取20 mL糊液,转移到25 mL具塞刻度玻璃试管中,在室温下放置 1、6、12、24、48、72 h,观察其分层情况,记录沉降体积(mL)。
1.3.6 RVA黏度测定
参照李敏等[15]的方法,准确称取样品2.2 g(干基)和25.0 mL蒸馏水置于专用样品筒中,测定先前用搅拌桨上下旋转搅拌使样品均匀分散,然后启动测试。测试程序设置如下:在 50 ℃保持1 min,随后以12 ℃/min的升温速度加热至95 ℃,在95 ℃下保持2.5 min,再以12 ℃/min的速度冷却至50 ℃,于50 ℃下保持2 min。
1.3.7 FTIR测定
将淀粉样品与KBr以质量比1∶100进行混合研磨,压片并进行红外光谱扫描。红外光谱仪扫描范围为4 000～400 cm-1,分辨率为4 cm-1,扫描次数为64次。
1.3.8 XRD测定
利用XRD分析样品的结晶特性。设置测试条件为:扫描衍射角范围为4°～40°,扫描速度4°/min,采样步宽为0.02°,扫描模式设置为连续。利用 MDI Jade 6.0 软件计算样品的相对结晶度(relative crystallinity,RC),RC的计算如公式(4)所示:
(4)
1.3.9 SEM测定
淀粉样品干燥后,涂于SEM中的金属圆盘上,真空镀金处理后利用SEM进行观察。在2 kV加速电压下,放大1 000 倍观察淀粉颗粒表面形貌,选取视野清晰且代表性高的样品颗粒进行拍照。
1.3.10 光学显微镜测定
在载玻片上放置少量样品,滴加等比例甘油水的混合液1～2滴,使其均匀分散。盖上盖玻片,放于载物台,偏光显微镜(polarized light microscopy,PLM)在偏振光模式下可以观察到OSA荸荠淀粉颗粒偏光十字变化的情况,在正常光模式下观察其颗粒形貌,并选择视野清晰、有代表性的样品颗粒进行拍摄,放大倍数为400倍(40×10)。
1.4 统计分析
本文关于OSA荸荠淀粉酯的理化指标测定实验均重复3次,取其平均值。利用Excel 2019、SPSS 20及OriginPro 2021等软件对实验数据分析处理及作图。采用MDI Jade 6.0对 XRD图谱进行图像拟合与结果分析。
2 结果分析
2.1 取代度的测定
取代度是指反应试剂在反应时取代每1个失水葡萄糖单元上的羟基数目的平均值,取代度越高表明OSA与淀粉分子之间发生的酯化反应程度越大。OSA添加量为1%、2%、3%、4%、5%时,测得取代度分别为0.003 7、0.008 4、0.013 2、0.016 2、0.018 1,按样品取代度大小顺序,将所制得的样品分别命名为样品1、样品2、样品3、样品4和样品5,没有经过酯化反应的天然荸荠淀粉作为空白对照(CK)。由表1可知,随OSA添加量增加,取代度不断升高,这是由于OSA添加量越大,淀粉分子表面羟基取代量越大[16]。
表1 不同OSA添加量对取代度的影响
Table 1 Effect of different OSA addition amounts on the degree of substitution
OSA用量/%样品取代度0CK0.00a1样品10.003 7±0.000 3b2样品20.008 4±0.000 3c3样品30.013 2±0.000 1d4样品40.016 2±0.000 1e5样品50.018 1±0.000 3f
注：同列中不同小写字母表示差异显著(P<0.05)(下表同)。
2.2 乳化性质分析
由表2可知,荸荠原淀粉(CK)与取代度为0.008 4、0.013 2、0.016 2、0.018 1的荸荠淀粉酯的乳化力差异显著(P<0.05),说明荸荠淀粉酯化处理后,其乳化稳定性明显提高,并且乳化力随取代度的增加而增强。这是由于荸荠淀粉在与OSA发生酯化反应的过程中,淀粉颗粒中的羟基基团与OSA发生脱水缩合反应,引入了疏水性的辛烯基侧链,使其疏水性提高,形成较为牢固的膜和油水界面,油颗粒向乳液顶部迁移率降低,降低聚结的可能,从而增强了乳化能力[17]。OSA荸荠淀粉酯的乳化稳定性较原淀粉明显提高,不同取代度的淀粉酯的乳化稳定性相差不大,无显著性差异。荸荠淀粉的乳化力经酯化反应后增加,是由于淀粉经OSA酯化后,淀粉具备亲水和亲油的性质[18]。
表2 不同取代度对OSA荸荠淀粉酯乳化力及乳化稳定性的影响
Table 2 Effect of different degrees of substitution on emulsifying power and emulsifying stability of water chestnut starch octenylsuccinate
样品样品取代度乳化力/%乳化稳定性/%CKCK4.22±0.57a4.22±0.57a样品10.003 75.06±0.94a4.85±0.04a样品20.008 48.41±1.18b6.63±0.85b样品30.013 29.68±0.07b6.40±0.72b样品40.016 212.60±1.41c6.40±1.37b样品50.018 115.86±0.35d6.02±0.00b
2.3 抗凝沉性分析
凝沉性的本质是淀粉分子在糊化后,重新组合排列的过程,也是淀粉老化的过程。淀粉糊液中析出的水分越少,沉降体积越大,表明淀粉的抗凝沉性能越好。由图1可知,原荸荠淀粉糊液放置1 h后即出现分层现象,沉降体积为17.50 mL,放置6 h后其沉降体积变为2.53 mL,放置72 h后原淀粉的沉降体积仅为2.25 mL,原荸荠淀粉抗凝沉性差。OSA荸荠淀粉酯与原荸荠淀粉相比,在观察期内,前者糊液沉降体积均大于后者,说明经酯化反应后的荸荠淀粉酯抗凝沉性升高。除样品1(取代度为0.003 7)外,其他OSA荸荠淀粉酯抗凝沉性表现优异,尤其是样品3(取代度为0.013 2)的糊液在放置24 h后,其沉降体积仍维持在20 mL,放置72 h后其沉降体积才略有下降,为19.42 mL。究其原因,可能是因为OSA亲水基团的引入,淀粉分子链结构和空间结构变得复杂,遏制了淀粉分子之间氢键的生成,使淀粉分子不能团聚,使得糊液的稳定性得到提高,抗凝沉性得到改善[19]。
图1 不同取代度对OSA荸荠淀粉酯抗凝沉性的影响
Fig.1 Effect of different degrees of substitution on anticoagulation of water chestnut starch octenylsuccinate
注:不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。
2.4 RVA黏度分析
RVA是一种研究淀粉糊化的常用工具,并且能够快速、准确评价谷物面粉、淀粉及其改性产品黏度,它具有样品用量少,且测定速度快的优点[20]。改性前后荸荠淀粉的RVA黏度曲线如图2所示。由图2可知,OSA荸荠淀粉酯的RVA黏度曲线与原荸荠淀粉RVA黏度曲线有较大差异,原荸荠淀粉的黏度比OSA荸荠淀粉酯黏度低。其原因是,OSA基团的引入提高了淀粉分子质量,增加了淀粉的总体糊化能力,由此可见,改性后的荸荠淀粉黏度增加[21]。
图2 不同取代度OSA荸荠淀粉酯 RVA 黏度曲线
Fig.2 RVA viscosity curves of water chestnut starch octenylsuccinate with different degrees of substitution
不同取代度的酯化荸荠淀粉糊化过程的黏度特征值见表3。从表3可以看出,与OSA荸荠淀粉酯相比,原荸荠淀粉的峰值黏度(2 776 cP)、谷值黏度(1 619.67 cP)、终值黏度(2 724.33 cP)、崩解值(1 156.33 cP)较低,回生值(1 104.67 cP)、糊化温度(70.27 ℃)较高。酯化后的淀粉黏度升高,表明酯化作用使得荸荠淀粉分子间相互作用增强。酯化荸荠淀粉的回生值较原荸荠淀粉回生值有所降低,说明OSA荸荠淀粉酯不易老化,抗老化性能得到提高,表现出优良的冷糊稳定性。从总体趋势来看,与荸荠原淀粉相比较,OSA荸荠淀粉酯的糊化温度下降,且与原荸荠淀粉的糊化温度存在显著性差异,说明酯化后的荸荠淀粉更容易糊化。
表3 不同取代度OSA荸荠淀粉酯RVA黏度特征参数
Table 3 RVA viscosity characteristic parameters of water chestnut starch octenylsuccinate with different degrees of substitution
样品样品取代度峰值黏度/cP谷值黏度/cP终值黏度/cP崩解值/cP回生值/cP糊化温度/℃CK02 776.00±16.64a1 619.67±9.02a2 724.33±17.00a1 156.33±20.55a1 104.67±8.08b70.27±0.21c样品10.003 74 855.00±31.10b2 907.00±18.08b3 435.33±27.30cd1 948.00±28.84b528.33±44.84a68.83±0.64b样品20.008 45 243.67±4.16c2 814.33±61.33b3 228.33±54.35b2 429.33±57.18c414.00±44.84a68.30±0.17b样品30.013 25 308.33±127.63c2 815.33±83.52b3 519.00±101.42d2 493.00±152.48c703.67±132.69a67.00±0.52a样品40.016 24 695.33±146.75b2 927.67±58.88b3 355.67±100.25d1 767.67±205.49b428.00±97.62a67.00±0.52a样品50.018 14 801.67±136.00b2 984.00±185.67b3 521.00±32.14d1 817.67±221.54b537.00±212.71a68.02±0.07b
2.5 FITR图谱分析
从原荸荠淀粉与不同取代度的OSA荸荠淀粉酯的FITR图谱(图3)可看出,在3 302 cm-1时出现OH伸缩振动峰,说明原荸荠淀粉和酯化淀粉均含有大量羟基[22]。荸荠淀粉经酯化后,在2 919 cm-1处出现C—H 伸缩振动峰,在1 152 cm-1处出现C—O键振动伸缩,1 722 cm-1处出现C
O双键伸缩振动,说明淀粉改性后引入新的官能团[23],由此可判定荸荠淀粉与OSA在碱性条件下发生了酯化反应,生成了OSA荸荠淀粉酯。对比原荸荠淀粉和OSA荸荠淀粉酯的红外光谱图,发现在1 570 cm-1处出现了1个新的特征吸收峰,是因为羧基的不对称基团所导致的。对比样品2(取代度为0.008 4)和样品4(取代度为0.016 2)的荸荠淀粉酯的红外光谱图谱可发现,随取代度的增加,羧基RCOO—表现出的特征吸收峰逐渐增强。峰值在1 722 cm-1处,对比样品2(取代度为0.008 4)和样品4(取代度为0.016 2)可发现,随取代度的增加,酯羧基CO表现出的特征吸收峰逐渐增强。这一研究结果与韩墨等[12]、陆兰芳等[24]、肖志刚等[25]在研究OSA对油莎豆淀粉、小米淀粉、藜麦淀粉改性研究的结果是一致的。
图3 不同取代度OSA荸荠淀粉酯傅里叶红外光谱
Fig.3 FTIR of water chestnut starch octenylsuccinate with different degrees of substitution
红外指数(R)为图谱上1 047 cm-1与1 022 cm-1两处吸收峰强度之比。R值主要是用于表示淀粉颗粒表面短程的有序结构,可以通过R值的大小体现淀粉分子间的有序程度,有序程度越高,则R值越大[26]。淀粉分子在波数为1 022 cm-1处的吸收峰体现淀粉大分子的不定型结构,体现淀粉非结晶区结构特征。从淀粉分子结构上看,R值是结晶结构和非结晶结构之比。因此,R值越大,表明淀粉颗粒内的结晶区间越大。
表4为原荸荠淀粉和不同取代度下OSA荸荠淀粉酯的红外指数。从总体上来看,酯化荸荠淀粉的红外指数低于原荸荠淀粉的红外指数,且R值随样品取代度的增加而逐渐减小。R值的上升说明淀粉结晶结构有序度增加,R值下降,说明酯化改性破坏了淀粉表面的短程有序结构。
表4 不同取代度的OSA荸荠淀粉酯的红外指数(R)
Table 4 The infrared index (R) of water chestnut starch octenylsuccinate with different degrees of substitution
样品CK样品1样品2样品3样品4样品5样品取代度CK0.003 70.008 40.013 20.016 20.018 1红外指数/R1.0651.0551.0531.0521.0521.051
2.6 XRD图谱分析
如图4所示,在15°、17°、18°、23°处有强衍射峰,符合A型晶体的特征,但在20°附近出现较弱的衍射峰,所以荸荠淀粉属于C型,接近A型。从不同取代度OSA荸荠淀粉酯的XRD图(图4)可以看出,荸荠淀粉经过OSA酯化后,其衍射峰峰型出现一定的变化。随着取代度的增加,15°和23°处的衍射峰随取代度的增加,峰值强度先降低后增加,说明酯化作用改变了荸荠淀粉的结晶程度,但酯化后的荸荠淀粉与原淀粉相对比,其XRD图谱的衍射曲线相似,具有相同的衍射特征峰,特征峰也未发生迁移,说明经改性后淀粉晶体结构类型未发生改变,仍是C型结晶结构。
图4 不同取代度OSA荸荠淀粉酯的X射线衍射图
Fig.4 XRD patterns of water chestnut starch octenylsuccinate with different degrees of substitution
RC是淀粉的颗粒结晶性质的呈现,RC的大小反应淀粉基产品的应用性能。由表5可知,与原荸荠淀粉相比,OSA荸荠淀粉酯的RC有所降低,这表明酯化改性作用破坏了淀粉晶体结构的有序性。随着取代度的增大,OSA荸荠淀粉酯的RC减小,可能归因于OSA分子在荸荠淀粉颗粒的无定形区,甚至在结晶区取代了羟基,导致氢键发生断裂,使得淀粉的晶体结构崩解,破坏了其结构的有序性[16]。
表5 不同取代度OSA荸荠淀粉酯的RC
Table 5 The relative crystallinity of water chestnut starch octenylsuccinate with different degrees of substitution
样品CK样品1样品2样品3样品4样品5样品取代度CK0.003 70.008 40.013 20.016 20.018 1RC/%29.8526.1225.9824.0123.1822.20
2.7 SEM分析
从图5可以看出,荸荠原淀粉颗粒为圆球形或椭圆形,大部分表面平滑,形态较小。荸荠淀粉经酯化后,其颗粒明显增大,形貌与原淀粉相比差别不大。少数颗粒的表面有较小的凹陷形成,随取代度的增大,颗粒表面凹陷会更明显,说明酯化反应对淀粉颗粒的形态有一定的影响。但颗粒形态上仍保持完整,由此可知,酯化反应未破坏颗粒内部结构的晶体区,改性淀粉保持着原淀粉的基本性质,不会影响淀粉的使用价值,这与XRD得出的结论相同。
图5 不同取代度OSA荸荠淀粉酯电镜扫描图(1 000×)
Fig.5 SEM micrographs of water chestnut starch octenylsuccinate with different degrees of substitution(1 000×)
2.8 PLM分析
在偏光条件下,淀粉颗粒会显示出双折射现象,形成典型的马耳他十字图案,即所谓的偏光十字团。偏光十字形成的原因在于淀粉颗粒内具有结晶和无定形2种不同的结构。偏光十字现象的消失,是由于淀粉颗粒内的结晶结构,在分子链排列中,从有序被破坏后变为无序,所以淀粉颗粒偏光十字的改变在某种程度上可以反映出淀粉颗粒的结晶结构改变[27]。
图6是荸荠原淀粉和OSA荸荠淀粉酯在正置显微镜下的自然光条件下的显微镜图片与对应PLM图片。与荸荠原淀粉相比较,经过OSA酯化处理后得到的OSA荸荠淀粉酯的淀粉颗粒偏光十字图像变化不明显,说明大多数颗粒仍保持着淀粉颗粒形态,这与扫描电镜的结果一致。
a-正常光显微镜图片;b-PLM图片
图6 原荸荠淀粉及不同取代度OSA荸荠淀粉酯在正常光显微镜图片以及对应PLM图片(400×)
Fig.6 Normal light micrographs and PLM of water chestnut starch octenylsuccinate with different degrees of substitution(400×)
3 结论
本研究以荸荠淀粉为原料,采用湿法工艺,制备OSA荸荠淀粉酯,并对所制备不同取代度的改性淀粉以及原荸荠淀粉的理化性质进行比较分析。结果表明,随OSA添加量的增加,取代度不断升高。荸荠淀粉经过酯化后,乳化能力和乳化稳定性明显提高,抗凝沉性增强,在取代度为0.013 2时,抗凝沉性最好,黏度增高。荸荠淀粉经过OSA处理后,OSA荸荠淀粉酯的红外光谱在1 570 cm-1和1 722 cm-1处出现了新的收缩振动峰,随取代度的增加,在1 570 cm-1 和 1 722 cm-1处产生的吸收峰越来越明显。改性后的淀粉晶体结构仍保持C型结晶结构,接近于A型,说明酯化过程并未破坏淀粉颗粒内部晶体结构。通过SEM观察发现荸荠淀粉经酯化处理后,淀粉颗粒增大,且随取代度增大,颗粒表面凹陷更明显。荸荠淀粉经过酯化处理后,淀粉颗粒的偏光十字变化很小,多数保持了淀粉的完整性,表明酯化反应对荸荠淀粉的内部结晶结构几乎没有影响。
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