武望婷

【摘要】本文以玉米淀粉、紅薯淀粉和土豆淀粉為對(duì)象，對(duì)其粘性與糊化性質(zhì)和陳化時(shí)間因素的變化進(jìn)行分析。結(jié)果表明：由糊化性質(zhì)知玉米淀粉的糊化溫度最高，土豆淀粉和紅薯淀粉相當(dāng)。達(dá)到峰值所需時(shí)間差異也很大，土豆淀粉、紅薯淀粉和玉米淀粉到達(dá)峰值所需時(shí)間依次增大；測(cè)試了陳化時(shí)間對(duì)成糊淀粉黏結(jié)力的影響，從分子結(jié)構(gòu)的角度解釋了糊化淀粉降解的機(jī)理，為科技數(shù)據(jù)提供理論依據(jù)。以上工作在驗(yàn)證傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)也給書畫裝裱提供了理論依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】糊化淀粉；粘度；剝離強(qiáng)度

書畫裝裱是一門傳統(tǒng)技藝，裱件的質(zhì)量如何，很大程度上取決于漿糊的運(yùn)用，《裝潢志》中說(shuō)：“裱之于糊，猶墨之于膠。墨以膠成，裱以糊就?！比藗冴P(guān)注怎樣使裱件既粘合牢固又柔軟平整，且能防蟲、防霉。裱畫所使用的漿糊與生活中常用的一般漿糊不同，其是整個(gè)裝裱工藝中的主要粘合劑，要求漿質(zhì)白凈、粘合力強(qiáng)，濃稀可調(diào)而粘性不減、不懈，能夠長(zhǎng)時(shí)間地存放而不變性。所以，裱畫用的漿糊，其制漿技法與一般的漿糊制法相比要嚴(yán)格細(xì)致得多，其中關(guān)鍵在于把握漿糊的用料純度和制作的程序要領(lǐng)。在傳統(tǒng)裝裱中，師傅憑傳授和經(jīng)驗(yàn)都是以小麥面粉和淀粉為原料打制漿糊，我國(guó)兩者的使用主要分南北方，北方以淀粉為主，南方以面粉為主。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)此也做了大量研究，所使用的原料都是小麥淀粉，迄今沒(méi)有對(duì)別的淀粉糊做過(guò)研究。其他雜糧淀粉包括玉米淀粉、紅薯淀粉、土豆淀粉糊化后直觀可以看到和小麥淀粉的相似，但其成本低，若能替代效果更好。本文以玉米淀粉、紅薯淀粉和土豆淀粉為對(duì)象，對(duì)其粘性與糊化性質(zhì)和陳化時(shí)間等因素的變化進(jìn)行對(duì)比分析研究。

1.實(shí)驗(yàn)儀器與材料

Super4型快速黏度分析儀（澳大利亞Newport Scientific），TA-XT-Plus型物性儀（英國(guó)SMS公司），土豆淀粉（呼和浩特華歐淀粉制品有限公司）、紅薯淀粉、玉米淀粉。

2.實(shí)驗(yàn)方法

各種淀粉糊化特征曲線的測(cè)定和漿糊的制作：

淀粉水分測(cè)定方法見文獻(xiàn)，采用快速粘度計(jì)（RVA）測(cè)定不同條件下淀粉的糊化特征。

按照水分測(cè)定結(jié)果，準(zhǔn)確稱取一定量樣品，配制成濃度為2g/25.0mL，用旋轉(zhuǎn)槳充分?jǐn)嚢韬笾糜赗VA樣品臺(tái)上，標(biāo)準(zhǔn)條件下最初10s以960r/min攪拌形成均勻懸濁液后，保持160r/min轉(zhuǎn)速至實(shí)驗(yàn)結(jié)束。RVA初始溫度50℃保持1min，再以12℃/min提高到糊化溫度95℃，糊化攪拌時(shí)間保持4min，再以12℃/min降到50℃即可。

將上述制好的漿糊分別陳化1d，5d，10d和15d后，作為原料制作裱件，為測(cè)試粘度做準(zhǔn)備。

3.結(jié)果與討論

3.1 不同淀粉糊化曲線特征差異

土豆淀粉、紅薯淀粉和玉米淀粉在糊化過(guò)程中粘度分別經(jīng)歷了三個(gè)過(guò)程——升高、崩解和回生，三種淀粉的RVA曲線如圖1所示，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示。由圖可知，不同淀粉的RVA曲線明顯不同。就糊化特性而言，玉米淀粉的糊化溫度最高（74.0℃），土豆淀粉和紅薯淀粉相當(dāng)（69.40℃）。達(dá)到峰值所需時(shí)間差異很大，土豆淀粉（4.07min）、紅薯淀粉（4.60min）和玉米淀粉（5.73min）到達(dá)峰值所需時(shí)間依次增大，這與pasting temp的定義有關(guān)。pasting temp反映的是規(guī)定時(shí)間間隔內(nèi)粘度的變化幅度大于某一設(shè)定值時(shí)的溫度，本實(shí)驗(yàn)設(shè)定在2s內(nèi)粘度變化大于4cp時(shí)的溫度為pastmg temp，對(duì)于糊化相對(duì)較慢的淀粉，peak tims長(zhǎng)，pasnng temp會(huì)出現(xiàn)偏高。糊化速度的快慢與淀粉分子結(jié)構(gòu)有關(guān)?；厣祍etback玉米淀粉最小175cp，土豆淀粉和紅薯淀粉的消減值相當(dāng)550～600cp。土豆淀粉和紅薯淀粉相對(duì)玉米淀粉糊化冷卻后更易形成凝膠，回生的程度大。

3.2 不同淀粉陳化相同時(shí)間對(duì)剝離強(qiáng)度的影響

同一條件下用三種淀粉制作的漿糊靜置不同時(shí)間后做成裱件，在物性儀上做1800剝離試驗(yàn)，測(cè)試不同漿糊的剝離強(qiáng)度即粘附性。圖2是新制作未陳化的三種淀粉糊剝離強(qiáng)度曲線，玉米淀粉糊的剝離強(qiáng)度值最大，土豆淀粉糊和紅薯淀粉糊的值相當(dāng)，低于玉米淀粉糊。圖3是土豆淀粉陳化不同時(shí)間后的剝離強(qiáng)度，剝離強(qiáng)度值的波動(dòng)在誤差允許的范圍內(nèi)，隨著陳化時(shí)間的增加，剝離強(qiáng)度臺(tái)階值呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。將三種淀粉糊剝離強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)結(jié)果值統(tǒng)計(jì)作圖，如圖4所示。從曲線的趨勢(shì)看，剝離強(qiáng)度隨陳化時(shí)間增加出現(xiàn)降低趨勢(shì)，紅薯淀粉和玉米淀粉制成的漿糊隨時(shí)間剝離強(qiáng)度下降趨勢(shì)基本一致，即放置5d時(shí)強(qiáng)度下降最快，5～15d下降趨勢(shì)變緩，土豆淀粉制成的漿糊隨放置時(shí)間增加剝離強(qiáng)度穩(wěn)步下降。土豆淀粉和紅薯淀粉制成的漿糊剝離強(qiáng)度值相近，而玉米淀粉的值稍高，這與不同淀粉的分子結(jié)構(gòu)有關(guān)。

3.3 淀粉結(jié)構(gòu)對(duì)糊化和剝離強(qiáng)度的影響

各種淀粉均為微小的顆粒，由淀粉分子組成，每個(gè)淀粉分子均為由脫水葡萄糖單元構(gòu)成的大分子多聚物，但有兩種不同的類型：直鏈淀粉和支鏈淀粉。玉米淀粉中含有2/3支鏈淀粉和1/3直鏈淀粉，土豆淀粉和紅薯淀粉中分別含有4/5支鏈淀粉和1/5直鏈淀粉，支鏈淀粉含量越高粘性越強(qiáng)，以此可以解釋玉米淀粉制成漿糊的剝離強(qiáng)度大于土豆淀粉和紅薯淀粉。由RVA曲線還可知，支鏈淀粉含量越高-糊化溫度越高，達(dá)到峰值粘度的時(shí)間也增加。直鏈淀粉結(jié)構(gòu)基本上是線形的，由α-D-葡萄糖通過(guò)α-D-1，4糖苷鍵連接而成，多聚化程度比較低，分子量為104～105u，相當(dāng)于250～300個(gè)葡萄糖殘基。實(shí)踐證明，直鏈淀粉不是完全伸直的，通常卷曲成螺旋形（分子結(jié)構(gòu)見圖5），每一轉(zhuǎn)有6個(gè)葡萄糖殘基，溶于熱水，被水解時(shí)產(chǎn)生大量麥芽糖。支鏈淀粉主鏈?zhǔn)瞧咸烟峭ㄟ^(guò)α-1，4糖苷鍵連接而成，支鏈通過(guò)α-1，6糖苷鍵與主鏈相連接，為分子量很大的多聚物，其結(jié)構(gòu)有很多分支，多聚化程度比較高，分子量105～106u，相當(dāng)于6000個(gè)或更多葡萄糖殘基，每個(gè)分支短鏈的長(zhǎng)度平均為12～30個(gè)葡萄糖殘基（分子結(jié)構(gòu)見圖6）。支鏈淀粉不溶于熱水，水解產(chǎn)物為異麥芽糖等雙糖，并可進(jìn)一步分解成葡萄糖，各種淀粉制成的漿糊隨陳化時(shí)間增加其剝離強(qiáng)度下降，是因?yàn)榈矸鄯肿訒?huì)老化降解。

4.總結(jié)

（1）利用RVA儀研究了玉米淀粉、紅薯淀粉和土豆淀粉的糊化特性。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知玉米淀粉的糊化溫度最高，土豆淀粉和紅薯淀粉相當(dāng)。達(dá)到峰值所需時(shí)間差異很大，土豆淀粉、紅薯和玉米淀粉到達(dá)峰值所需時(shí)間依次增大。

（2）利用物性儀測(cè)試了三種成糊淀粉靜置不同時(shí)間后對(duì)粘接力的影響，總體來(lái)看，放置時(shí)間越長(zhǎng)，糊化淀粉會(huì)發(fā)生不同程度的老化，大分子鏈降解，表現(xiàn)為剝離強(qiáng)度減小，粘附性下降。

（3）從分子結(jié)構(gòu)的角度解釋了糊化淀粉降解的機(jī)理，為書畫裝裱提供了理論依據(jù)。