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羧甲基大米淀粉的制备、性质及应用研究

彭丽  
【摘要】:大米是中国最主要的谷物作物之一,由于它的易碎性和加工手段的不足会使得在加工过程中产生大量碎米,其主要用作饲料原料,价格比完整米粒低很多,但营养成分几乎没有区别。如果能被适当的处理和利用,碎米将会为社会提供无限的利润和价值。淀粉是大米中最主要的成分,由于天然大米淀粉物理性质的缺陷使其应用受到了限制,可以通过制备变性淀粉来扩大其应用范围。本文对大米淀粉进行羧甲基化改性,通过优化各反应参数得到了最优工艺条件,并对其结构和性质进行了分析。将制备得到的羧甲基大米淀粉作为增稠稳定剂应用于冰淇淋中研究了其应用效果,同时分析了其对铅离子的吸附性能。整个研究旨在为碎米综合利用开发提供理论依据和具体方法。具体内容如下:分析了各个反应参数的影响,在单因素实验的基础上,采用正交实验优化制备条件,得到羧甲基大米淀粉的最佳工艺条件,具体如下:nNaOH/nAGU=2.05,醚化温度为60℃,nMCA/nAGU=1.371,醚化时间为3 h,水含量为4.8%,碱化温度为50℃,碱化时间为0.5 h,在此条件下制得取代度为0.72的产品,通过FITR、XRD、SEM等手段对制备得到的羧甲基大米淀粉结构进行了表征。对羧甲基大米淀粉的主要理化性质与大米淀粉进行了研究和对比,结果表明大米淀粉经过改性处理后,其冻融稳定性、透明度、抗凝沉性、膨胀度、溶解度都明显提高,糊化温度、凝胶强度降低,粘度、抗老化能力及凝胶稳定性提高。羧甲基大米淀粉的取代度对其理化性质具有一定的影响,取代度越大,其性能越强。将制备得到的羧甲基大米淀粉作为一种增稠稳定剂添加到冰淇淋,初步探究了其应用效果。结果表明,在冰淇淋制备中添加羧甲基大米淀粉作为增稠稳定剂,能显著改善冰淇淋的品质特性,添加量在质量分数0.3%时得到的冰淇淋膨胀率大于90%,具有较好的抗融化能力,外观和口感均较好。此外,利用静态吸附实验,研究了羧甲基大米淀粉对铅离子的吸附效果,具体包括溶液pH、吸附时间、铅离子初始浓度对吸附容量的影响,同时探讨了羧甲基大米淀粉对铅离子的吸附动力学以及等温吸附曲线。结果表明,羧甲基淀粉对水溶液中的Pb2+吸附的平衡时间为40 min,pH=7为吸附的适宜条件,拟合结果可知吸附过程中的反应动力学符合颗粒内扩散速率方程。在298K、308K、318K温度下,初始浓度对吸附容量呈正性相关趋势,Langmuir方程能更好地描述羧甲基淀粉对Pb2+吸附行为。


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