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振动式超微粉碎机的处理时间对绿豆淀粉的凝沉性、老化值和形成的影响


绿豆淀粉(starch)是制作龙口粉丝等中国传统淀粉回生制品的良好原料,本文以绿豆淀粉为研究对象,通过振动式超微粉碎机的处理,研究了处理时间对样品的凝沉性、老化值、提高抗性淀粉形成等性质的影响,以期揭示振动式超微粉碎处理对改善绿豆淀粉回生相关理化特性的影响。
1.超微粉碎时间对绿豆淀粉凝沉性的影响
从表可以看出绿豆原淀粉(未处理的样品)经过10h的迅速沉降后,沉降速度减缓,最后沉淀体积(volume)停止在27.0mL;处理10min的绿豆淀粉在8h内迅速沉降,最后沉淀体积停止在23.0mL;处理20min的绿豆淀粉在6h内迅速沉降,最后沉淀体积停止在15.5mL。随着处理的时间增加,绿豆淀粉糊的凝沉程度变高、凝沉速度变快。分析原因可能是超微处理的绿豆淀粉,由于机械力的作用,在淀粉颗粒的不定形区切断部分支链淀粉分子,加快了淀粉链的重新凝聚,微晶束形成,淀粉分子内部的结合水被游离出来。
超微粉碎处理处理30min的绿豆淀粉(starch),在前4h的静置时间内,在溶液上部有清液产生,但界限不明显,很难准确读出沉淀体积;静置6h,沉淀体积为18.0mL,低于处理20min的绿豆淀粉(P<0.05),但是24h后,沉淀体积已略高于处理20min的绿豆淀粉(P>0.05)。说明糊化的淀粉在冷却(cooling)过程中部分淀粉链又会自动排列成序,形成致密不溶性的淀粉分子微晶束,但由于分子量较小,需一定时间的絮凝,才能分层明显。
超微粉碎处理40min之后,因淀粉结晶被破坏,分子链段变得更小,需要较长时间聚集才能形成淀粉分子微晶束沉降下来,导致沉淀体积随着静置时问的增加而增加,而且整个溶液体系不透明,可能(maybe)与超微粉碎处理绿豆淀粉40min之后,淀粉在室温时溶解度大幅升高有关。超微粉碎机ZKY系列机型可广泛用于中药、西药、农药、生物、化妆品、食品、饲料、化工、陶瓷等多行业干性物料的超微粉碎需求。尤其对于纤维性、高韧性,如虫草、茶叶、灵芝等物料的粉碎效果更为完美。当25时,超微粉碎40、50min使其溶解度可达到37.0%、57.5%,能够形成絮凝的分子链段变少,因此虽然沉降体积减少,但是不能说明回生性质明显提高。
2.超微粉碎处理对绿豆淀粉(starch)老化值的影响
淀粉老化的本质是糊化的淀粉分子在静置的过程中又自动有序排列,并由氢(Hydrogen)键结合成(解释:由几个部分合并成一个整体)束状结构,使溶解度降低(reduce),直链分子和支链分子的分支都趋向(tend to)于平行排列,相互靠拢,彼此通过氢键结合,重新组成混合微晶束。
本试验以凝胶的析水量来反映绿豆淀粉的老化值见下图。超微粉碎机利用空气分离、重压研磨、剪切的形式来实现干性物料超微粉碎的设备。它由柱形粉碎室、研磨轮、研磨轨、风机、物料收集系统等组成。物料通过投料口进入柱形粉碎室,被沿着研磨轨做圆周运动的研磨轮碾压、剪切而实现粉碎。超细粉碎机一种细粉及超细粉的粉碎加工设备,此设备主要适用于中、低硬度,湿度小于6%,莫氏硬度在9级以下的非易燃易爆的非金属物料。对于任何纤维状、高韧性、高硬度或有一定含水率的物料均可适应。对花粉及其它孢子植物等要求打破细胞壁的物料,其破壁率高于95%。同时适应干式和湿式粉碎。湿式粉碎时可加入水、酒精或其它液体。从下图可以看出,随着超微处理时间的增加,其析水量逐渐上升,在20min达到最高值,随后逐渐下降,可以看出适度的超微处理时间可以提高绿豆淀粉的老化程度,而长时间超微处理反而降低了绿豆淀粉的老化程度。分析原因可能(maybe)是适度超微处理,使得淀粉颗粒的不定形区部分支链淀粉分子被切断,加快了淀粉链的重新凝聚及微晶束形成,淀粉分子内部的结合水被游离出来,从而提高绿豆淀粉的老化程度;而经长时间超微处理,淀粉分子链被打断成小分子,而小分子链不易形成分子问氢键,也不容易重新结晶,超微的淀粉糊更加稳定(解释:稳固安定;没有变动),不容易老化。
3.超微粉碎处理时间对抗性淀粉(starch)形成的影响
不同超微粉碎处理时问对抗性淀粉(starch)形成的影响见下图。由下图可以看出,超微粉碎处理时间在0~20min期间,随着时间的增加其形成抗性淀粉的量逐渐增加;但是在处理时间30~50min期间,随着处理时间的延长,其形成抗性淀粉的量逐渐降低,分析原因可能与超微粉碎处理改变了绿豆淀粉中直链淀粉/支链淀粉的比例、凝沉性及淀粉颗粒等有关。
有研究(research)发现,在木薯淀粉的粉碎试验中,支链淀粉比直链淀粉更容易被物理破碎,粉碎处理可能将支链淀粉的分枝切下,直链淀粉和中间级分增加。分子链段短的直链淀粉在糊化后的淀粉糊中由于运动比较强烈、扩散速度较快、较难聚集,分子链段长的直链淀粉在糊化后的淀粉糊中由于分子问斥力较大、也难聚集,分子链段适中的直链淀粉更容易回生形成抗性淀粉,所以适度减小绿豆原淀粉中的直链淀粉分子链段,有利于抗性淀粉的形成,但是过度的超微粉碎,又可使直链淀粉的分子链段减小,难以形成直链淀粉双螺旋,反而使抗性淀粉产率下降(descend)。
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