非晶颗粒态玉米淀粉的结构特征[1]

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1、第20卷第4期高分子材料科学与工程Vol.20,No.42004年7月POLYMERMATERIALSSCIENCEANDENGINEERINGJul.2004X非晶颗粒态玉米淀粉的结构特征1222梁勇,张本山,杨连生,高大维(1.华南师范大学化学系,广东广州510631;2.华南理工大学轻化所,广东广州510640)摘要:采用扫描电子显微镜、光学显微镜、X射线衍射等分析测试方法,以原淀粉为参照,对非晶颗粒态玉米淀粉的颗粒形貌、颗粒大小和结晶程度进行详尽地观察和研究,结果发现,在非晶化处理过程中发生了从内向外爆裂式膨胀而形成大小、深度、位置不同的爆裂孔,并有少

2、量的淀粉颗粒碎片粘附在颗粒的表面上,非晶颗粒态淀粉仍然能够保持颗粒外形,颗粒大小比原淀粉有所增加,不再具有原淀粉颗粒结晶性,整个颗粒呈现无定形结构。关键词:玉米淀粉;非晶颗粒态;结构特征+中图分类号:O636.12文献标识码:A文章编号:100027555(2004)0420177204淀粉是一种天然高聚物,在淀粉颗粒的结产品;OLYMPRSVANOXBHS22型多功能构中包含结晶相与非结晶相两大部分,1974新显微镜:日本产品;RigakuDömax21200X射年,LelievrefJ.提出了淀粉糊化过程的微晶熔线衍射仪:日本产品。融理论,20世纪80年代

3、,H.F.Zebel和J.W.1.2实验方法Donovan报道了淀粉晶体的理论熔点。随着淀1.2.1非晶颗粒态淀粉的制备:见文献[6]。粉结晶研究的深入,人们发现淀粉颗粒在某些1.2.2颗粒形貌的观察:扫描电子显微镜测试条件下具有非晶化现象。1995年Veelaert等报方法:将待测淀粉样品置于105℃烘箱中干燥道了马铃薯淀粉在制备双醛淀粉过程中的非晶4h～5h,在红外灯下用双面胶将样品固定在[1]化现象;1996年Stute等报道了小麦、玉米及样品台上,然后喷金并将处理后的样品保存于[2]豆类淀粉在高压下的非晶化现象;1997年干燥器中。测试时将样品置于扫描

4、电子显微镜VeroniqueCarcia等报道了中等水分含量加热中,观察、拍摄具有代表性的淀粉颗粒形貌。[3]木薯淀粉的非晶化现象。在高交联淀粉制备1.2.3颗粒大小测定:粒度分布的测定是将被过程中,我们发现了高交联导致的淀粉非晶化测淀粉样品经水调乳后抽滤,滤饼用比重瓶法[4][5]现象,制备出高交联非晶颗粒态淀粉,在此测其相对密度。淀粉沉降分散剂为含六偏磷酸基础上,本文利用经高温溶胀后得到的非晶颗钠0.2%的水溶液。样品(滤饼)的加入量应使溶粒态淀粉,以原淀粉为比较标准,从颗粒结构、液显示的吸收强度在透光率80%～120%之大小、结晶性等方面系统研究了非晶颗

5、粒态玉间。样品的沉降方式为离心式或离心与自由沉米淀粉的结构特征。降混合式。1.2.4颗粒非晶性确定:(1)偏光显微镜测试1实验部分条件见文献[7];(2)X射线测定方法:首先将原1.1实验仪器淀粉和非晶颗粒态淀粉干燥、粉碎,然后进行测LEO21530VP型扫描电子显微镜:德国产试,淀粉样品应保持在平衡水分含量并过120品;SA2CP3离心沉降式粒度分布测定仪:日本mesh筛后进行测试,实验条件为CukA射线,X收稿日期:2002209217;修订日期:2002211228基金项目:国家自然科学基金资助项目(29976016)作者简介:梁勇(1964-),男,博

6、士.E2mail:liangy@scnu.edu.cn178高分子材料科学与工程2004年-10Ni片滤波=1.5405×10m,电压40kV,电态淀粉所特有的结构特征,它是高交联淀粉颗流30mA,扫描范围Z=46°,扫描速度1°ö粒在高温分散系中加热非晶化处理时发生了由min。内向外爆裂式膨胀而形成的,爆裂膨胀的裂口在淀粉颗粒干燥以后发生收缩,形成了所观察2结果与讨论到的爆裂孔。2.1非晶颗粒态淀粉的颗粒形貌Fig.1和Fig.2为在扫描电镜下观察到的原玉米淀粉的颗粒形貌。原玉米淀粉颗粒的形状为多角形,颗粒表面有许多大小不同的小孔,不同的颗粒其孔的大小、分布

7、各不相同:Fig.1中淀粉颗粒的孔少而浅,而Fig.2中淀粉颗粒的孔大小、深浅各一,分布区域极不均匀。Fig.3SEM-micrographofnon-crystallizedcornstarch(×5500)Fig.1SEM-micrographofnativecornstarch(×5000)Fig.4SEM-micrographofnon-crystallizedcornstarch(×5500)从图中不同侧面观察可知,由于淀粉交联及溶胀程度不同,非晶颗粒在形态上存在较大的差别,有的颗粒的孔洞大而深,在颗粒上还能观察到因高温溶胀颗粒表面的表皮被胀破的现象

8、。而有的颗粒表面的孔洞大而浅,但表面较