羅曉鋒

摘要：以玉米淀粉為材料，制取了苯乙烯-玉米淀粉樹脂、玉米氧化淀粉、玉米交聯(lián)淀粉-醋酸乙烯樹脂三種淀粉衍生物, 對比測定了該三種淀粉衍生物的黏度參數(shù)，并研究其流變特性。結果表明淀粉通過復合變性后, 粘度熱穩(wěn)定性增強，相同剪切速率下，玉米交聯(lián)淀粉-醋酸乙烯樹脂的切應力最大。都具有剪切稀化現(xiàn)象，且原玉米淀粉的凝膠強度大于變性淀粉的凝膠強度。

關鍵詞：玉米淀粉 變性淀粉 流變特性 黏度 剪切速率

天然淀粉的可利用性取決于淀粉顆粒的結構和淀粉中直鏈淀粉和支鏈淀粉的含量。不同種類的淀粉其分子結構和直鏈淀粉、支鏈淀粉的含量都不相同，因此不同來源的淀粉原料具有不同的可利用性[1 2]。天然淀粉在現(xiàn)代工業(yè)中的應用，特別是在廣泛采用新工藝、新技術、新設備的情況下應用是有限的 [3]。為了探討變性淀粉在不同濃度，不同溫度下的特性，本研究利用NDJ-79型旋轉式黏度計對玉米淀粉及其三種衍生物進行了流變性測定，分析了在不同濃度，不同溫度下，淀粉及其衍生物的流變特性的變化規(guī)律，為進一步提高玉米淀粉的品質提供了依據(jù)[4]。

1.材料與方法

1.1 原料與儀器

原料：玉米淀粉：甘肅昆侖生化有限責任公司；

苯乙烯-玉米淀粉樹脂、玉米氧化淀粉、玉米交聯(lián)淀粉-醋酸乙烯樹脂：試驗室自制。

儀器：旋轉黏度計：NDJ - 79 型,上海森地科學儀器設備有限公司；

GKC型數(shù)顯控溫水浴鍋：同濟大學機電廠生產(chǎn)；

JJ-5測速電動攪拌器：上海司樂儀器廠生產(chǎn)。

1.2 試驗方法

1.2.1 苯乙烯-玉米淀粉樹脂的制備

取20g淀粉，加入150ml水，用鹽酸調(diào)節(jié)PH至3，水浴加熱升溫至70℃，糊化半小時至透明，加入10%過硫酸銨8ml，滴加苯乙烯10ml，升溫至80～82℃，1小時滴完，取樹脂提取后分析其結構。

1.2.2 玉米氧化淀粉的制備

取30g玉米淀粉，加入50ml水打漿均勻，加0.01%的CuSO4·5H2O溶液3ml，加入10% H2O23ml，攪拌均勻，攪拌升溫至55℃，保溫半小時，過濾烘干，研細。

1.2.3 玉米交聯(lián)淀粉-醋酸乙烯樹脂

取20g玉米淀粉，加入150ml水，1gNaOH（少量水溶解），加入2ml環(huán)氧氯丙烷，加熱1小時，升溫至90℃，保溫10分鐘。降溫至70℃，調(diào)節(jié)PH至3，加入10%過硫酸銨8ml，滴入醋酸乙烯20ml，1小時滴完，升溫至90℃，取樹脂提取后分析其結構。

1.2.4 淀粉及其衍生物黏度的測定

分別取4 g以上三種實驗室自制的變性淀粉和原淀粉，蒸餾水定容到100 ml；將定容淀粉液倒入250 ml具塞三角瓶中，然后將該三角瓶放入500 ml燒杯中，杯子盛有70～80℃的熱水；將此燒杯與三角瓶放到已預熱到70℃以上的磁力攪拌器上,攪拌加熱升溫到80℃,并在此溫度下保溫10 min ,使淀粉徹底糊化；取出三角瓶在冷水中冷卻至(25 ±1)℃(在15min內(nèi))，然后在25℃下測定黏度3次，取平均值為測定結果。

2.結果與分析

在動態(tài)流變特性的測量過程中，彈性模量和粘性模量是很重要的2個參數(shù)。彈性模量表示的是當物質受到力的作用時，物質變形程度。彈性模量越大，物質受到力時變形程度小。粘性模量表示的是物質受到力的作用時，阻礙物質流動的特性。粘性模量越大，表明物質受到力時，物質不易流動[5]。

2.1 淀粉糊的彈性模量、粘性模量與溫度的關系

（淀粉1～淀粉４分別為原淀粉、苯乙烯-玉米淀粉樹脂、玉米氧化淀粉、玉米交聯(lián)淀粉-醋酸乙烯樹脂）

對4種淀粉糊彈性模量、粘性模量和溫度的關系進行了考察，以淀粉1的動態(tài)流變特性測定結果為例，當溫度較低時低于62℃時，彈性模量和粘性模量近似相等。當溫度升高到90℃以上時，由于淀粉糊沸騰，產(chǎn)生氣泡，致使測量結果不準確。從粘性模量的變化可以看出，當溫度超過60℃后，粘性模量開始增加，直到最大值，然后逐漸下降到某一恒定值。玉米淀粉在溫度超過60℃后，其淀粉顆粒吸收水分，逐漸膨脹，淀粉顆粒裂解，與周圍水的界限消失，最終和水形成某種穩(wěn)定結構的溶膠，這就是淀粉的糊化過程。淀粉糊化過程表現(xiàn)在淀粉粘性模量的變化上，當溫度超過60℃，粘性模量開始增加，直到最大值，然后下降到某一恒定值。也就是說可以用測定粘性模量的方法來簡單、直觀地確定淀粉起始和終了的糊化溫度。

2.2 四種淀粉糊彈性模量與溫度的關系

60℃時，隨著溫度的升高，淀粉1、淀粉2、淀粉4的彈性模量不發(fā)生變化淀粉3溫度升高到40℃時， 彈性模量達到最大值27.7Pa，然后隨著溫度的升高，彈性模量逐漸降低淀粉3的彈性模量大于淀粉1、淀粉2、淀粉4的。溫度升高到60℃，淀粉的彈性模量從開始急劇增加，當溫度達到68℃時達到最大值83.5Pa，彈性模量增加了將近22倍。淀粉1當溫度升高到63℃，彈性模量從開始急劇增加，溫度增加到86℃時，彈性模量增加到最大值48.8Pa。淀粉4當溫度升高到64℃，彈性模量從開始急劇增加， 當溫度達到73℃時，彈性模量增加到最大值111Pa，彈性模量增加了將近30倍。彈性模量達到最大后，淀粉4的彈性模量最大，其次為淀粉2、淀粉1,淀粉3最低。

3.結論

動態(tài)流變特性測定結果表明，隨著溫度的增加，原淀粉、苯乙烯-玉米淀粉樹脂、玉米交聯(lián)淀粉-醋酸乙烯樹脂的彈性模量、粘性模量剛開始基本不發(fā)生變化, 到60℃后，兩模量急劇增加到最大值，然后降低到某恒定值。玉米氧化淀粉的兩模量隨溫度升高逐漸增加到最大值，然后逐漸降低到某恒定值。粘性模量達到最大后，苯乙烯-玉米淀粉樹脂的粘性模量最大，其次為玉米交聯(lián)淀粉-醋酸乙烯樹脂，原淀粉，玉米氧化淀粉的最低。彈性模量達到最大后，玉米交聯(lián)淀粉-醋酸乙烯樹脂的彈性模量最大，其次為苯乙烯-玉米淀粉樹脂、原淀粉，玉米氧化淀粉最低?？梢杂脺y定粘性模量的方法來簡單、直觀地確定淀粉起始和終了的糊化溫度?！?/p>

參考文獻：

1.張燕萍.變性淀粉制造與應用[M]. 北京:化學工業(yè)出版社, 1998.

2.李云飛,殷涌光,金萬鎬.食品物性學[M].北京:中國輕工業(yè)出版社,2005.

作者簡介：西北民族大學,甘肅蘭州。西北民族大學化工學院05級化學工程與工藝（2）班