冻融处理对淀粉吸油特性及模拟油炸对冻融淀粉吸油特性的影响

发布时间：2020-06-17 00:55

【摘要】：本文以玉米淀粉、小麦淀粉和木薯淀粉为原料进行冻融处理,对冻融处理淀粉进行模拟油炸。选取经二次冻融的具有低吸油率的淀粉进行研究,探讨了冻融处理及模拟油炸处理对三种淀粉的结构及性质的影响,并阐述了淀粉吸油率降低的原因。对冻融淀粉在淀粉基食品及油炸淀粉基食品中的应用和开发具有十分重要的意义。本研究以吸油率为指标,将三种淀粉经不同次数的冻融循环后测定吸油率,选取吸油率最低的循环次数制备冻融淀粉。得出经两次冻融循环后,三种淀粉的吸油率达到最低值,分别从80.34%、73.12%和74.12%降至68.23%、60.78%和68.27%。对原淀粉和冻融处理淀粉的结构及性质进行了比较研究,分析了淀粉颗粒的吸附特性,直链淀粉含量,润湿性,官能团,微观结构,比表面积和结晶性质,探讨总吸油率降低的原因。冻融后,直链淀粉含量降低,分别从13.47%、18.02%和15.56%降至12.98%、16.54%和15.07%。总吸水率增加,分别从88.17%、97.12%和82.04%升至98.41%、110.37%和91.13%。基质油吸附率略有增加,分别从1.78%、2.33%和2.41%升至1.85%、2.56%和2.46%。接触角(CA)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)表明,基团和粗糙表面的变化与疏油性有关。粗糙的表面可以提高淀粉颗粒表面的疏油性,亲水性基团的增加以及亲脂性基团的减少证实总吸水率的增加以及总吸油率的减少。通过粒径的测定显示,冻融处理淀粉的表面积减少,D10、D50、D90和最大粒径提高,这同样增加了淀粉颗粒的疏油性。X射线衍射(XRD)表明,所有样品均为A型淀粉,冻融淀粉的结晶度降低,这导致基质油吸附率的增加。然而,基质油吸附率的增加对总吸油率的降低几乎没有影响。总之,冻融处理有效地改善了淀粉的性质并降低了冻融淀粉的亲脂性。本文还将三种淀粉以及三种冻融淀粉进行了模拟油炸处理,对油炸处理原淀粉及油炸处理冻融淀粉的结构及性质进行了比较研究。油炸后,与原淀粉相比,冻融处理淀粉的总吸油率依然呈降低趋势。三种油炸处理冻融淀粉的总吸油率分别从78.72%、71.76%和71.01%降至70.25%、61.12%和67.18%。直链淀粉含量、基质油吸附率及总吸水率均得到提高。其中直链淀粉含量分别从8.34%、5.01%和9.64%升至9.58%、5.66%和10.22%。基质油吸附率分别从1.30%、1.91%和1.57%升至1.62%、2.11%和2.29%。总吸水率分别从92.55%、86.47%和82.27%升至99.22%、99.18%和87.12%。傅立叶变换红外光谱(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)表明,淀粉颗粒表面的官能团成分在油炸后没有变化,亲水性基团大幅增加,亲脂性基团减少。粗糙的颗粒表面减小亲脂性,更加疏松的结构使基质油吸附率略有提升。粒径分析表明,与油炸处理原淀粉相比,油炸处理冻融淀粉的D10、D50、D90和最大粒径相似或略有增加,比表面积显著减小,这会降低淀粉的亲脂性。X射线衍射(XRD)表明,冻融处理淀粉经油炸后仍为A型淀粉,但结晶度降低,这同样会导致基质油吸附率的增加。但基质油吸附率的增加与总吸油率的降低相比影响甚微。综上所述,冻融处理淀粉总吸油率的降低不受油炸处理的影响。
【学位授予单位】：吉林农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TS231
【图文】：

接触角,原淀粉,淀粉,形状

图 3.2 原淀粉和冻融处理淀粉的形状及与油的接触角Fig. 3.2 The shape and contact angles with oil of raw starch and FT starch图 3.2 显示了三种原淀粉和三种冻融淀粉与油的接触角和油滴形状的数据。液体面的扩散称为湿润性，接触角是描述湿润程度的度量[54]。液体、固体和气体相结体表面的切线与固体表面的切线之间的角度为接触角。当测量固体表面与油的，大于 150°的角表示固体表面具有超疏油性；90°到 150°之间的角表示疏油0°之间的角表示亲脂性；0°角表示超亲脂性。所以接触角越大，亲脂性则越低所有数据均小于 90°，表明所有淀粉样品颗粒表面都是亲脂性的。冻融淀粉具有更高的接触角值，这意味着冻融淀粉颗粒表面具有较低的亲脂性。这与 Musc研究结果相同，在高直链淀粉-甘油中加入蜂蜡、烛台蜡和巴西棕榈蜡，可提高粗糙度和疏水性，使膜的接触角大于其它膜。冻融淀粉接触角值的增加证实了的减少。结果表明，冻融处理有效地改善了淀粉，降低了冻融淀粉颗粒表面的3 冻融处理淀粉的傅里叶红外光谱扫描结果

扫描电镜图像,原淀粉,淀粉,小麦淀粉

15图 3.4 原淀粉、冻融处理淀粉和 5 次冻融处理淀粉的扫描电镜图像（3000×）Fig. 3.4 SEM images of raw starch, FT starch and 5 times FT starch by 3000×注：5 FT-CS，5 次冻融处理玉米淀粉；5 FT-WS，5 次冻融处理小麦淀粉；5 FT-TS，5 次冻融处理木薯淀粉。原淀粉和冻融淀粉样品的扫描电镜图像如图 3.4 所示，放大倍数为 3000 倍。玉米淀粉（CS）颗粒是有光滑表面的不规则多边形，这与以前的研究结果相似[47]。小麦淀粉（WS）的颗粒形状为椭圆形，表面光滑，类似于 Sujka 等人[62]的研究结果。像 Huang 等人[63]观察到的结果，木薯淀粉（TS）是具有锥形凹坑的球体。在三种原淀粉颗粒的冻融处理之后，表面出现较多的沟槽，并且颗粒表面变得粗糙，但都没有形成孔洞。Zhao 等人[64]的研究发现，粗糙的表面可以大大提高疏油性。冻融处理可以使淀粉表面粗糙化，这使淀粉颗粒表面能降低，所以总吸油量降低。个别冻融木薯淀粉（FT-TS）颗粒受损，破碎的淀粉颗粒会导致油的溢出[65]。这可能是 FT-TS 与冻融玉米淀粉（FT-CS）和冻融小麦淀粉

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