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营养强化剂—淀粉锌络合物的制备及特性研究

聂丽红  
【摘要】: 论文以我国丰富的木薯淀粉为原料,采用生物酶解和湿热处理对淀粉进行复合变性,与乙酸锌作用制备淀粉锌络合物,探讨了制备的影响因素以及规律,研究测定淀粉锌络合物的形态学、结构特性及其糊的物理化学性质,以期作为新型锌营养强化剂,扩大淀粉的应用研究领域。 论文首先以水解率和吸油率为指标,通过单因素实验和正交试验确定采用双酶协同法制备木薯酶解淀粉的最佳工艺条件为:酶添加量1.0%,α-淀粉酶与糖化酶的质量比为1:2,反应时间16h,反应温度55℃,反应pH5.5。 通过单因素实验得出木薯原淀粉络合锌的最优条件为:反应pH值8.0,反应温度40℃,反应时间24h,添加乙酸锌浓度为0.5mol/L;以酶解淀粉为原料制备酶解淀粉锌络合物的最优条件为:水解率56.0%,反应pH值为8.0,反应温度40℃,反应时间24h,添加乙酸锌浓度为0.5mol/L,制得产品锌含量为100.24mg/g,锌转化率为30.84%;酶解-湿热复合变性淀粉制备淀粉锌络合物的工艺条件为:水解率45.70%,湿热处理6h,反应pH值8.0,反应温度50℃,反应时间24h,添加乙酸锌浓度为0.5mol/L,所制得的产品锌含量为126.38mg/g,锌转化率为38.89%,较木薯淀粉络合锌含量及其转化率提高了394%。 偏光显微镜和扫描电镜的测试结果表明,大部分酶解湿热淀粉络合物偏光十字并未消失,淀粉颗粒出现粘连和聚集的现象。红外光谱显示,酶解湿热淀粉锌络合物羟基伸缩振动变化明显,伯醇C-O伸缩振动吸收特征峰红移;酶解湿热淀粉锌络合物的XPS图谱中的O1s峰中一种氧原子成分电子结合能显著增加,而其Zn元素的光电子峰结合能降低;且酶解湿热淀粉锌络合物的固体13C核磁共振谱图显示C6化学环境发生变化,并揭示淀粉与乙酸锌作用并非纯吸附作用。结合IR、XPS、13C NMR光谱分析证实酶解湿热淀粉络合物与乙酸锌发生配位反应,Zn与淀粉葡萄糖单元上6-CH2OH上的氧连接。 与原淀粉相比,淀粉锌络合物的理化性质发生明显变化。酶解淀粉锌络合物和酶解湿热淀粉锌络合物的的溶解度和透明度提高,酶解湿热淀粉锌络合物的溶解度、膨胀度、透光率比酶解淀粉锌络合物低。酶解淀粉锌络合物、酶解湿热淀粉锌络合物的电导明显升高,但远低于酶解淀粉、酶解湿热淀粉与乙酸锌的混合物,间接证实了酶解淀粉、酶解湿热淀粉与乙酸锌发生反应,且配位反应较弱。


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