高压均质法制备玉米淀粉-脂质复合物及其结构性质研究

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1、博士学位论文高压均质法制备玉米淀粉-脂质复合物及其结构性质研究PREPARATIONOFCORNSTARCH-LIPIDCOMPLEXWITHHIGHPRESSUREHOMOGENIZATIONANDITSSTRUCTUREANDPROPERTIES孟爽哈尔滨工业大学2015年4月国内图书分类号：TS213.3学校代码：10213国际图书分类号：664.6密级：公开工学博士学位论文高压均质法制备玉米淀粉-脂质复合物及其结构性质研究博士研究生：孟爽导师：马莺教授申请学位：工学博士学科：化学工程与技术所在单位：食品科学与工程学院答辩日期：2015年4月授予学位单位：哈尔滨工业大学Classif

2、iedIndex:TS213.3U.D.C:664.6DissertationfortheDoctoralDegreeinEngineeringPREPARATIONOFCORNSTARCH-LIPIDCOMPLEXWITHHIGHPRESSUREHOMOGENIZATIONANDITSSTRUCTUREANDPROPERTIESCandidate：MengShuangSupervisor：Prof.MaYingAcademicDegreeAppliedfor：DoctorofEngineeringChemicalEngineeringandSpeciality：TechnologySch

3、oolofFoodScienceandAffiliation：EngineeringDateofDefence：April,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要淀粉是由直链淀粉和支链淀粉组成的天然高分子聚合物，在一定条件下可与脂肪酸、甘油酯等脂质形成高分子复合物。脂质的引入可改善淀粉的凝沉性，降低淀粉糊黏度，改变淀粉消化性，提高脂质的抗氧化性等。淀粉-脂质复合物可做增稠剂、稳定剂、脂肪替代品，化妆品组分及药片的赋形剂、缓释剂等。本课题以直链淀粉含量不同的玉米淀粉为原料，以硬脂酸作为脂质配合体，应用

4、高压均质法制备玉米淀粉-脂质复合物；研究了不同类型、结构的脂质对复合物形成和结构性质的影响；以玉米淀粉-亚麻酸复合物为例，通过体内和体外实验探讨了玉米淀粉-脂质复合物的缓释作用。本实验应用高压均质技术对三种直链淀粉含量不同的糊化玉米淀粉进行物理改性，结果表明高压均质作用使淀粉颗粒破碎、粒度减小，强烈的机械力使淀粉链的α-1,6糖苷键断裂，分子量和聚合度降低、直链淀粉含量增加。随着直链淀粉含量的增加，淀粉抵抗高压均质的能力逐渐增强。蜡质玉米淀粉在均质压力60MPa时，颗粒完全崩解，120MPa时直链淀粉含量增加至6.19%；普通玉米淀粉在均质压力80MPa时，无完整颗粒存在，部分颗粒崩解，1

5、20MPa直链淀粉含量增加至31.57%；120MPa高压均质处理高直链玉米淀粉时，仍有部分完整颗粒存在，直链淀粉含量为61.95%。高压均质会改变玉米淀粉糊的流变性质，使其具有假塑性流体特征；同时可提高淀粉的溶解度和膨润性，改善普通玉米淀粉和高直链玉米淀粉的凝沉性。以硬脂酸为脂质配合体，采用高压均质法制备玉米淀粉-硬脂酸复合物。随直链淀粉含量增高，玉米淀粉形成复合物的能力逐渐增强。蜡质玉米淀粉-硬脂酸复合物的最佳工艺条件为：淀粉浓度为10%，硬脂酸添加量为1%（淀粉基），95℃糊化30min，100MPa高压均质3次；普通玉米淀粉-硬脂酸复合物的最佳工艺条件为：淀粉浓度为8%，硬脂酸添加

6、量为3%（淀粉基），95℃糊化30min，100MPa高压均质3次；高直链玉米淀粉-硬脂酸复合物最佳工艺条件为：淀粉浓度为6%，硬脂酸添加量为4%（淀粉基），105℃糊化30min，100MPa高压均质3次。玉米淀粉-硬脂酸复合物的颗粒呈现为结构紧密的不规则块状或薄片状结构，表面出现不光滑褶皱；蜡质玉米淀粉复合物X衍射图谱为弥散衍射特征，而普通玉米淀粉和高直链玉米淀粉复合物的X衍射图谱和13C固体核磁共振图谱均表明硬脂酸进入淀粉螺旋疏水腔内形成V型晶型复合物。高直链玉米淀粉复合物生成量最多，相变热焓值最高，为10.87J/g，体外消化I哈尔滨工业大学工学博士学位论文速率最小，具有缓慢消化特

7、性。脂肪酸碳链长度和饱和度会对复合物的形成及性质产生影响。随碳链长度的增加，中链脂肪酸复合物的复合率与脂肪酸含量增大；长链脂肪酸随着碳链长度的增加复合率略有降低，12~20碳脂肪酸较易与淀粉形成复合物。复合物均为61-V晶型，随碳链长度的增加，复合物热稳定性增加，相变峰值温度升高；消化性随复合物形成量的增加而降低，其中硬脂酸复合物的酶解率最低。具有18个碳的脂肪酸形成的复合物，随不饱和C=C双键增加，复合率和脂肪酸含量略