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1、不同分離方法對大米淀粉理化性質的影響演講：王孟杰01摘 要第一部分確立既不破壞大米淀粉天然結構與性質，又能有效分離制備大米淀粉的方法與工藝。研究并比較了堿法、表面活性劑法和酶法3種不同的制備大米淀粉的方法分離大米淀粉與蛋白的效果，以及對大米淀粉各項物理化學性質的影響。3種制備方法除蛋白的能力相近，但酶法制備的大米淀粉，其顆粒的破損率最小；DSC測量的熱力學參數(shù)顯示，不同方法制備的淀粉其糊化熱力學特性沒有明顯的差異;粒徑分布圖顯示，酶法制備的大米淀粉具有最小的顆粒粒徑。綜合各項物理指標，得出酶法制備大米淀粉的方法相對于堿法和表面活性劑法有較高的優(yōu)越性，能較好地保持大米淀粉的天然特性。目的目的方法

2、方法結果結果結論結論02前言第二部分 目前,大米淀粉的工業(yè)化生產(chǎn)主要采用堿水解堿水解蛋白質結合離心分離的工藝。大米中蛋白質至少有80%是堿溶性蛋白，堿液能使包裹在淀粉顆粒外的蛋白質體結構變疏松，同時對蛋白質分子間的次級鍵特別是氫鍵有破壞作用，可使某些極性基團發(fā)生解離,從而對蛋白質分子有增溶作用，促進淀粉和蛋白質的分離。但是,堿處理過程會引入大量的鹽分和堿性廢液，增加廢水處理及排放的成本。表面活性劑表面活性劑法制備大米淀粉是利用烷基苯磺酸鈉等表面活性劑與蛋白質結合，使蛋白質形成絡合物變性而使淀粉分離,但與堿法類似，此法同樣會產(chǎn)生廢 水處理困難等問題。同樣是在20世紀80年代，有學者開始嘗試用酶法

3、酶法來制備大米淀粉。其原理是利用蛋白酶將包裹在大米淀粉外層的蛋白質水解，使淀粉與蛋白質體的結合變疏松，從而在水解過程中逐步釋放蛋白質，實現(xiàn)大米淀粉與蛋白的分離。Biliaderis等發(fā)現(xiàn)用Pronase（鏈霉）蛋白酶水解大米蛋白來制備大米淀粉不會破壞淀粉與脂肪的結合，淀粉顆粒的完整性保持較好。 為了確立既不破壞大米淀粉天然結構與性質，又能有效分離制備大米淀粉的方法與工藝，筆者選用不同品種的大米，分別采用堿法、表面活性劑法和酶法進行大米淀粉的分離 制備，對制得淀粉的各項理化性質進行了系統(tǒng)分析與比較。03材料與樣品制備第三部分粳米（M202）糯米（優(yōu)糯3號）秈米（先農(nóng)5號）原料原料第三部分冷凍干燥

4、機200型 掃描電子顯微鏡DSC差示掃描量 熱儀， 2000型粒徑分布儀儀器儀器第三部分大米淀粉的表面活性劑法制備工藝大米淀粉的表面活性劑法制備工藝：具體步驟與 堿法類似，只需將浸取的溶液由0.2%的NaOH溶液換成 1.2%的表面活性劑（SDS）溶液。大米淀粉的酶法制備工藝大米淀粉的酶法制備工藝：具體步驟與堿法類似,只需將浸取的溶液由0.2%的NaOH溶液換成含0.139%Pronase蛋白酶的磷酸緩沖液（0.03mol/L,PH7.4）。大米粉的制備大米粉的制備。將30g大米清洗后在150 ml蒸餾水中浸泡18 h,打漿后離心，干燥，過200目篩。大米淀粉的堿法制備工藝：大米淀粉的堿法制備

5、工藝：將30g大米清洗后在 150ml蒸餾水中浸泡18h,打漿后進行離心,棄去上層清液。將沉淀與0.2%的NaOH溶液以1:5的比例混勻，置于搖床上（37）反應48h,期間間隔24 h換1次NaOH溶液，反應結束后過100目篩去粗粒，室溫下離心， 棄去上清液，沉淀水洗多次至上層液的PH為中性。淀粉濕塊冷凍干燥后過200目篩，所得淀粉粉末存儲于干燥器中備用。04實驗與分析第四部分大米粉中直鏈淀粉含量的測定大米粉中直鏈淀粉含量的測定：采用直鏈淀粉/支鏈淀粉分析試劑盒，根據(jù)Concanavalin A法進行測定。大米淀粉顆粒破損率的測定：大米淀粉顆粒破損率的測定：采用美國谷物化學學 會推薦方法。大米

6、淀粉化學成分分析：大米淀粉化學成分分析：大米淀粉水分含量測定采 用GB5521-85方法，蛋白質含量測定采用微量凱氏定氮法 (GB5511-85)，總淀粉含量測定采用酸水解法。第四部分第四部分 天然大米及分離所得淀粉的主要成分分析由ConA 法測得的天然大米中的直鏈淀粉含量分別為: 粳米（M202）13.2%13.2%、秈米（先農(nóng)5號）20.8%20.8%、糯米（優(yōu)糯3號）1.7%1.7%。 由表1可知，經(jīng)過去蛋白分離后，各淀粉的總淀粉含量均上升至90%以上，粳米淀粉和糯米淀粉的蛋白質含量下降到1%以下，而秈米淀粉的蛋白質含量則偏高（1.08% - 1.64%）。淀粉中直鏈淀粉含量越高，其顆粒

7、結構越致密牢固，導致蛋白質與淀粉的結合越緊密，因此增大了除去秈米中蛋白質的難度。從總總淀粉含量淀粉含量的數(shù)據(jù)可以看出,用表面活性劑法制得的淀粉中總淀粉含量均低于堿法和酶法，從制備所得淀粉中殘留的蛋白含量殘留的蛋白含量看,3種方法都 能較有效地除去蛋白質。從淀粉破損率淀粉破損率的數(shù)據(jù)來看,酶法制得的3種大米淀粉的破損率均在2%左右，而堿法和表面活性劑法制得的大米淀粉的破損率則在2.4%-3.9%，,說明酶法對淀粉顆粒的破壞程度較小。第四部分大米淀粉的熱特性分析：大米淀粉的熱特性分析：稱取3 mg淀粉樣品于杜邦液體坩堝中，按1: 2的比例加人去離子水,密封后隔夜放置平衡。用Pyris 1差示掃描量

8、熱儀分析大米淀粉糊華的熱特性，程序如下：25 保持1 min,以10的速 率升至95，再以10的速率降至25；經(jīng)DSC糊化后的樣品在4下存放7 d以后再重新用DSC進行回生熱 特性的測定,測定程序同糊華熱特性的測定。第四部分第四部分。大米淀粉的熱特性分析淀粉在加熱過程中水相進入到淀粉顆粒中，淀粉分子內的氫鍵被打破，導致淀粉結晶區(qū) 的有序結構被破壞?？梢杂脕頊y量淀粉的有序結構在被破壞的過程中熱焓的變化情況。由表2可知，不同方法制 備的淀粉其熱力學特性并沒有明顯的差異（同一品種之間）。 而不同品種的淀粉之間，糊化的To、Tp、和Tc隨著直鏈淀粉 含量的增大而升高，但是H沒有明顯的差異.糊化后的淀

9、粉經(jīng)過7d存放,測得的回生To值在37.7-41.2,糊化 時的59.2-69.8要低, H也由原來的10.00J/g以上降低至540J/g以下，說明重結晶的晶形完整程度不如原晶體,熱穩(wěn)定性比原晶體差.與糊化時不同,不同品種的淀粉之間其回生以后的To、Tp、和Tc并沒有太大的差異。DSC是測量淀粉在糊化過程中結晶區(qū)的損失引起的熱焓變化，而糊化特性曲線顯示的則是淀粉顆粒由于加熱膨脹 所引起的黏度變化。比較DSC熱力學參數(shù)與前期研究的糊化特征參數(shù)可以發(fā)現(xiàn)，所有淀粉的糊化起始溫度都要高于結晶區(qū)融化的起始溫度（To），由于糊化起始溫度表示的是糊化過程中淀粉顆粒吸水膨脹導致淀粉乳液黏度開始上升時的 溫度

10、，這就說明在糊化過程中結晶區(qū)的破壞早于顆粒的膨脹。由于大米淀粉的結晶區(qū)主要由支鏈淀粉側鏈的雙螺旋束狀結構形成。因此也表明，當?shù)矸垲w粒在水中受熱后, 支鏈淀粉的雙螺旋結構可能會最先受到破壞,進一步加熱則顆粒開始吸水膨脹直至破裂。第四部分大米淀粉的顆粒形態(tài)大米淀粉的顆粒形態(tài)。采用Quanta-200掃描電子顯 微鏡觀察淀粉的表面形態(tài)。將冷凍干燥好的樣品放于薄層雙面膠上再進行真空鍍膜，放大倍數(shù)為5 000倍。第四部分大米淀粉的顆粒形態(tài)大米淀粉的顆粒形態(tài)由圖1可見，不同方法分離得到的大米淀粉顆粒均呈現(xiàn)多邊形，多數(shù)淀粉顆粒的粒徑都在5左右，有些淀粉顆粒表面出現(xiàn)了凹坑。由于大米淀粉 緊緊包裹在大米蛋白質網(wǎng)

11、絡中。兩者之間的結合非常緊密, 因此當用化學方法將淀粉顆粒從蛋白質網(wǎng)絡中釋放出來時, 淀粉顆粒都會不同程度地受到破損，導致顆粒表面出現(xiàn)凹 坑。由圖1還可以看出，用酶法制備的大米淀粉其顆粒形狀 較規(guī)整，顆粒表面出現(xiàn)的凹坑和破損也要少于堿法和表面活 性劑法。這也同時驗證了酶法制得的大米淀粉的破損率是 最低的(表1。第四部分大米淀粉粒徑的測定：大米淀粉粒徑的測定：將100mg淀粉溶解于5 mg蒸餾水中，振蕩10 min使淀粉顆粒分散均勻。采用Mastersi-zer 2000粒徑分布儀測定。按照儀器提示加入所需量的樣品 數(shù)滴，樣品加人后在儀器中進行分散，分散劑為水，在轉速為 1 800r/min的條

12、件下測定,得粒徑體積分布圖。 第四部分大米淀粉的粒徑分布由圖2可見，秈米淀粉經(jīng)不同方法分離制備以后，其顆粒粒徑絕大部分在10 以內，并呈現(xiàn)2個粒徑分布峰。第1個粒徑分布峰的平均粒徑為 1. 25，所占的百分比為20%左右;第2個粒徑分布峰的平均粒徑范圍為4.50 5.60，所占的百分比為80%左右。 由圖2還可發(fā)現(xiàn),酶法制備的大米淀粉的顆粒粒徑要小于堿 法和表面活性劑法，而堿法和表面活性劑法制備得到的淀粉 顆粒的粒徑分布則相差不大。因此，酶法水解能制備得到顆粒粒徑較小的大米淀粉，能更好地體現(xiàn)出大米淀粉粒徑小這優(yōu)勢。05 結論第五部分 結論結論 堿法、表面活性劑法和酶法3種制備方法除蛋白的能力相近，但酶法制備的大米淀粉，其顆粒的破損率最小;DSC測 量的熱力學參數(shù)顯示不同方法制備的淀粉其糊化熱力學特 性沒有明顯的差異（同一品種之間），通過比較熱力學特性參 數(shù)和糊化黏度曲線發(fā)現(xiàn),所有淀粉的糊化起始