淀粉与离子型多糖的干热反应机理研究

以不同来源、不同类型的淀粉与离子型多糖为研究对象，通过考察干热环境下淀粉分子之间、淀粉分子与离子型多糖分子之间的相互作用模式及干热反应复合产物的分子精细结构与功能性质，确定淀粉与离子型多糖干热反应的类型及作用机制；通过研究淀粉及离子型多糖供体的化学结构和干热体系的物理化学条件对反应产物分子结构与功能特性的影响，阐明不同类型淀粉与多糖干热反应的一般规律，探明其反应机理，建立离子型多糖供体、系列淀粉品种、淀粉中直链淀粉与支链淀粉比例、干热处理模式与反应进程、干热反应复合产物功能特性之间的联系。从而为淀粉的定向干热改性技术提供理论依据，使根据需要可以开发出具有不同性质的、"绿色"、"环保"的高品质淀粉衍生物，为现有的淀粉改性技术作出有益的补充。

在淀粉中加入少量多糖，由于协同作用可起到增稠，稳定，改善食用品质等效果。而将淀粉与多糖进行干热处理，不仅能使两者之间产生简单复配所没有的化学相互作用，而且使淀粉的功能特性和理化性质得到显著改善，在食品工业领域表现出巨大的应用潜力。. 本研究首先采用阴离子多糖、阳离子多糖、中性多糖，在控制体系水分含量的条件下对淀粉进行干热处理，研究产物的糊化特性及淀粉颗粒的变化情况。结果显示，淀粉与阴离子多糖-羧甲基纤维素（CMC）对淀粉的干热改性作用最明显，其改性淀粉的糊化特性类似于化学改性的交联淀粉，表现出较高的热稳定性和剪切稳定性，糊化终粘度远高于原淀粉。通过控制离子胶的类型和用量，可以得到具有不同糊化特性的变性淀粉。. 对淀粉与CMC干热反应机制进行研究。红外光谱图显示，在1730cm-1处有可见的羰基伸缩振动，说明CMC分子中的-COOH与淀粉分子中的-OH在干热条件下可能形成酯键。X-射线衍射光谱图表明，多糖的添加使淀粉颗粒非晶区的热耐受性增强。扫描电镜图显示，改性淀粉的颗粒彼此粘连，凝结在一起。粒径分析显示，与CMC干热后，淀粉的粒径明显增大。采用高效液相排阻色谱—多角度光散射仪联用系统对分子量分布进行测定，发现与CMC干热改性后淀粉平均分子量和分子旋转半径显著增大，印证了淀粉与CMC之间发生了酯化交联反应。. 考察了改性淀粉糊化以后的流变学特性、热特性和老化特性。结果显示，在添加量较小的条件下，CMC会显著增加淀粉糊化后的复合模量。在pH为3-5的范围内，改性淀粉的储能模量，牛顿粘度和屈服应力都较大，说明了该体系在静置状态下流动性小、性质稳定。可以将该体系加入到酸性淀粉基食品中用于改善食品的质构特性。淀粉与多糖的简单复配可以在一定程度上抑制淀粉的老化，而干热处理则不对老化特性产生影响，但能降低糊化热焓。研究了干热处理条件对淀粉多糖复合物性质的影响，发现干热处理pH值及时间对变性淀粉的糊化性质、凝胶特性、流变学性质及成膜特性都有显著影响。通过控制反应条件可以根据需要开发出性质改善的改性淀粉产品。将淀粉与CMC干热改性复合物应用于可食用膜，发现其抗拉强度、阻氧性、阻水性及膜的弹性显著提高。. 淀粉与多糖的干热改性技术已突显出广阔的应用前景，能为现有的淀粉改性技术做出有益的补充。