本科毕业论文：几种淀粉的特性黏度与黏度特性.doc

几种淀粉的特性黏度与黏度特性的关系研究食品科学与工程0601 刘艳英 指导教师：刘勤生内容摘要：本实验主要研究玉米淀粉、马铃薯淀粉、红薯淀粉的特性黏度与黏度特性的关系，另外采用射线对淀粉进行不同辐照剂量处理，得到性能不同的变性淀粉，以扩大其应用领域。实验结果表明：同一种淀粉，辐照淀粉的特性黏度相比原淀粉降低了；不同来源淀粉，特性黏度值的大小关系为，红薯淀粉马铃薯淀粉玉米淀粉。不同来源淀粉糊的黏度曲线及黏度特性有差异，马铃薯淀粉糊化温度最低，黏度上升快，峰值黏度最大；玉米淀粉的热稳定性明显高于马铃薯淀粉和红薯淀粉；马铃薯淀粉的老化性与红薯淀粉的相近，但比玉米淀粉的弱；三种淀粉均表现出优良的冷稳定性。马铃薯辐照淀粉与原淀粉相比，峰值黏度降低，冷稳定性减弱；老化性的强弱，没有出现规律性变化； 10KGy辐射剂量的马铃薯淀粉与酸变性马铃薯淀粉的各种黏度特性都十分接近。三种淀粉糊均属于非牛顿型假塑性流体，具有剪切稀化现象。关键词：淀粉；辐照；特性黏度；淀粉糊化；黏度特性1 导言1.1 课题研究的目的与意义淀粉是绿色植物进行光合作用的最终产物,是由生物合成的最丰富的可再生资源，是取之不尽、用之不竭的廉价有机原料。它的可再生性是现代人注目的焦点，同时也成为现代有机化工和高分子化工的主要原料之一。淀粉及淀粉化学品与不可再生资源石油和煤相比，已再次由于环境保护及资源的可持续利用与发展的战略，使人们的目光转向可再生资源，对它的开发和利用，已引起许多国家的重视。淀粉及淀粉化学品具备毒性低、易生物降解、同环境适应性好等特点。同时随着人们生活水平的提高，对化工产品在品种和质量上提出了更高的要求，向着低毒、天然产品方向发展。由此，目前淀粉及淀粉化学品已广泛用于造纸丁业、日用化工、纺织工业、石油工业、食品、建材、印染、皮革、水处理、水土保持等国民经济的众多领域。淀粉化学品在发达国家已发展成完整的工业体系。我国淀粉深加工也开始起步，研究开发工作近年来呈迅速发展之势，已逐步形成一类独特的具有行业和技术特点的体系。本课题主要研究玉米淀粉、马铃薯淀粉、红薯淀粉的特性黏度与黏度特性的关系，另外通过辐照得到性能不同的变性淀粉，一方面为开展辐照淀粉的研究提供数据支持，另一方面拓宽对淀粉资源的综合开发与利用，使其具有更重要的意义。1.2 课题研究的背景1.2.1 淀粉的一般分布淀粉在自然界中分布很广，是高等植物中常见的组分，也是碳水化合物贮藏的主要形式。在大多数高等植物的所有器官中都含有淀粉，这些器官包括叶、茎（或木质组织）、根（或块茎）、球茎（根、种子）、果实和花粉等。除高等植物外，在某些原生动物、藻类以及细菌中也都可以找到淀粉粒。植物绿叶利用日光的能量，将二氧化碳和水变成淀粉，绿叶在白天所生成的淀粉以颗粒形式存在于叶绿素的微粒中，夜间光合作用停止，生成的淀粉受植物中糖化酶的作用变成单糖渗透到植物的其他部分，作为植物生长用的养料，而多余的糖则变成淀粉贮存起来，当植物成熟后，多余的淀粉存在于植物的种子、果实、块根、细胞的白色体中，随植物的种类而异，这些淀粉叫作贮藏性多糖。1.2.2 淀粉的分类 淀粉的品种很多，一般按来源分为如下几类1： (1) 禾谷类淀粉 这类原料主要包括玉米、米、大麦、小麦、燕麦、荞麦、高粱和黑麦等。淀粉主要存在于种子的胚乳细胞中，另外糊粉层、细胞尖端即伸入胚乳淀粉细胞之间的部分也含有极少量的淀粉，其他部分一般不含淀粉，但有例外，玉米胚中含有大约25的淀粉，籽粒中淀粉含量60-70%，大约占碳水化合物总量的90%左右。淀粉工业主要以玉米为主。针对玉米的特殊用途，人们开发了特用型玉米新品种，如高含油玉米、高含淀粉玉米、蜡质玉米等，以适应工业发展的需要。 (2) 薯类淀粉 薯类是适应性很强的高产作物，在我国以甘著、马铃薯和木薯等为主。主要来自于植物的块根(如甘薯、木薯、葛根等)、块茎(如马铃薯、山药等)。薯类中淀粉含量一般为10-30%。淀粉工业主要以木薯、马铃薯为主。 (3) 豆类淀粉 这类原料主要有蚕豆、绿豆、豌豆和赤豆等，淀粉主要集中在种子的子叶中。豆类中淀粉含量也很高，大约为30-50%，这类淀粉直链淀粉含量高，一般用于制作粉丝的原料。(4) 其他淀粉 植物的果实(如香蕉、芭蕉、白果等)、基髓(如西米、豆苗、菠萝等)等中也含有淀粉。另外，一些细菌、藻类中亦有淀粉或糖元(如动物肝脏)，一些细菌的贮藏性多糖与动物肝脏中发现的糖元相似。1.2.3 淀粉的结构淀粉是高分子碳水化合物，呈白色粉末状，在显微镜下观察，是一些形状和大小都不同的透明小颗粒，其基本结构为D-葡萄糖，葡萄糖脱去水分子后经由糖苷键连结在一起所形成的共价聚合物就是淀粉分子。淀粉是由-D-葡萄糖组成的多糖高分子化合物，游离葡萄糖分子式为C6H10O5 ，因此，淀粉分子式可写成(C6H10O5)n。组成淀粉的主要有两种类型的分子，呈直链和分支两种结构，分别称为直链淀粉和支链淀粉。不同来源和种类的淀粉中，两种分子的含量和比例不同1，表1-1给出了部分原淀粉的支链淀粉含量，这也是不同淀粉之间性质存在差异的原因之一。表1-1 部分原淀粉的支链淀粉含量淀粉来源支链淀粉含量%淀粉来源支链淀粉含量%玉米73糯米100黏玉米100小麦73高粱73马铃薯80蜡质高粱100木薯83稻米81甘薯82资料来源：赵凯.淀粉非化学改性技术M.北京：化学工业出版社，2008：13直链淀粉是一种线性多聚物，以脱水葡萄糖单元间经-1,4糖苷键连接而成的链状分子，见图1-1。支链淀粉属高分支化型态分子，分支点-1，6糖苷键约占5%6%连接，主链及分子链皆为-1，4糖苷键2，见图l-2。支链淀粉分子中的侧链分布并不均匀，有的很近，只相隔1个到几个葡萄糖单位，有的较远，相隔40个葡萄糖单位以上。图1-1 直链淀粉的分子结构资料来源:刘亚伟.玉米淀粉生产及转化技术M. 北京：化学工业出版社，2003:155图1-2 支链淀粉的分子结构资料来源：刘亚伟.玉米淀粉生产及转化技术M. 北京：化学工业出版社，2003:157直链淀粉和支链淀粉在若干性质方面存在着很大差别。直链淀粉与碘液能形成螺旋络合物结构，呈现蓝色，常用碘液检定淀粉，便是利用这种性质；支链淀粉与碘液呈现红紫色。直链淀粉与碘呈现颜色与其分子链长度有关。直链淀粉在高温下形成极不稳定的溶液，冷却时形成沉淀或凝结成不可逆的凝胶体。支链淀粉在水中形成的溶液，黏度高，稳定性大，经久不发生凝沉，也不凝结成凝胶体。因此，含直链成分多的淀粉凝胶力强，黏度较低；含支链成分多的淀粉凝胶力弱，黏度较高。1.2.4 淀粉的糊化糊化的本质是水分子进入淀粉粒中，结晶相和无定形相的淀粉分子之间的氢键断裂，破坏了淀粉分子间的缔合状态，分散在水中成为亲水性的胶体溶液。糊化分为三个阶段：第一，可逆吸水阶段，淀粉颗粒产生有限膨胀；第二，不可逆吸水阶段，温度加热到糊化温度，淀粉粒不可逆的迅速吸收大量水分，颗粒突然膨胀，此时，外界热使氢键断裂破坏了分子间的缔合状态，双螺旋伸直形成分离状态，破坏支链淀粉的晶体结构。比较小的直链淀粉从颗粒中渗出，黏度大为增加，淀粉乳变为粘稠的糊状液体，透明度增加。第三，高温阶段，淀粉糊化后，继续加热，微晶束相应解体，变成碎片，最后只剩下最外面的一个环层，即不成形的空囊，淀粉糊的黏度继续增加3。不同的淀粉，糊化温度不同，见表1-2。淀粉糊化这个性质，使淀粉容易在加热过程中糊锅，使其在糖果制造中受到了一定的限制。表1-2 部分淀粉的糊化温度淀粉糊化开始温度糊化中点温度糊化完成温度玉米626772马铃薯586368小麦586164木薯596469高粱687478大米687478甘薯586572资料来源：刘亚伟.玉米淀粉生产及转化技术M. 北京：化学工业出版社，2003:1631.3 变性淀粉的概述1.3.1 变性淀粉的定义及作用变性淀粉是指在淀粉具有的固有特性基础上，为改善其性能和扩大应用范围，而利用物理方法、化学方法和酶法改变淀粉的天然性质，增加其性能或引进新的特性而制备的淀粉衍生物4。变性淀粉具有更优良性质，对一些旧的应用，效果更好。例如，次氯酸钠氧化淀粉的颜色洁白，糊化容易，黏度低而稳定，胶粘力强，凝沉性弱，成膜性好，膜强度、透明度和水溶性都高，更适于造纸和纺织工业版用，效果优于原淀粉。阳离子淀粉具有阳性电荷，能更好地被带阴电荷的纤维吸着，在造纸和纺织工业应用效果优过原淀粉。若干变性淀粉具有新的优良性质，开辟了新用途。例如，羟乙基淀粉代替血浆；高度交联淀粉用作橡胶制品润滑剂代替滑石粉。淀粉接枝共聚物具有天然和人工合成二类高分子性质，为新型材料，开辟了新的用途。淀粉与丙烯腈接枝共聚物为强吸水剂，在工农业中用途广泛。 以上绝大部分新应用是天然淀粉所不能满足或不能同时满足的，因此要变性。变性主要是改变糊化和蒸煮特性，主要是改变如下性质。 (1)糊化温度 解聚使糊化温度（GT）下降；非解聚中GT有升高也有下降，一般在淀粉结构中引进亲水团如OH、COOH、CH2COOH，可增加淀粉水分子与水的作用，使GT增加。高直链淀粉结合紧密，晶格能高，较难糊化。 (2)淀粉糊的热稳定性 一般谷类的热稳定性大于薯类；通过接枝或衍生某些基团，从而改变基团大小或架桥，可使淀粉的热稳定性增加。(3)淀粉糊的冷稳定性 淀粉结构中接些亲水化学基团，造成空间障碍，分子不易重排。另外亲水基团的引入使亲水作用增强，强化了与水的结合力，使淀粉脱水作用下降。(4)抗酸的稳定性 尽可能使淀粉改变结构成为网状结构，使淀粉能耐pH值3-3.5的酸性。(5)抗剪切力 一般抗酸的淀粉也抗剪切力。(6)复合改性 具有多功能性。1.3.2 变性淀粉的分类目前，变性淀粉的品种、规格达两千多种，变性淀粉的分类一般是根据处理方式来划分的。(1) 物理变性 预糊化淀粉、射线、超高频辐射处理淀粉、机械研磨处理淀粉、湿热处理淀粉等。(2) 化学变性 用各种化学试剂处理得到的变性淀粉。其中有两大类；一类是使淀粉分子量下降，如酸解淀粉、氧化淀粉、焙烤糊精等；另一类是使淀粉分子量增加，如交联淀粉、酯化淀粉、醚化淀粉、接枝淀粉等。(3) 酶法变性(生物改性) 各种酶处理淀粉。如、环状糊精、麦芽糊精、直链淀粉等。(4) 复合变性 采用两种以上处理方法得到的变性淀粉。如氧化交联淀粉、交联酯化淀粉等。采用复合变性得到的变性淀粉具有两种变性淀粉的各自优点5。1.3.3 辐照变性淀粉1.3.3.1 辐照对淀粉改性的原理辐照技术采用的辐射线为X射线、射线、高速电子束射线。其中以60Co-射线最为常见。辐射时能量以电磁波的形式透过物体，物质中的分子吸收辐射能时，会激活成离子或自由基，引起化学键的破裂，使物质的结构发生改变。辐照对淀粉的作用主要以两种方式进行：一是通过射线的辐射直接作用于淀粉分子；二是通过射线电离引发淀粉分子产生自由基，间接地对淀粉分子产生作用。作用的结果使淀粉分子的结构遭到破坏，物理性质和化学性质发生改变。1.3.3.2 辐照对淀粉性质的影响 使淀粉降解淀粉在辐照的过程中，总是使分子量降低、链长减小引起各种理化性质的改变。直链淀粉20KGy辐射后平均聚合度从1700降到了350，直链淀粉的平均长度不大于15个葡萄糖单位；用30KGy辐射后，马铃薯淀粉的平均聚合度为43。 对糊性质的影响玉米淀粉在辐射剂量为1000KGy照射后，其膨润力消失，能完全溶于冷水中。小麦淀粉在3KGy低剂量辐射后，淀粉糊的峰值黏度降低、淀粉粒的破损值增加，其淀粉中直链淀粉和支链淀粉的特性黏度降低。大米淀粉在12.5KGy辐射后，黏度明显下降。 对淀粉对酶敏感度的影响经2KGy辐射后的小麦淀粉中直链淀粉和支链淀粉在-淀粉酶和-淀粉酶的作用下，显示出对酶的敏感性增强，麦芽糖含量分别增加了35%和20%，直链淀粉的酶降解限度下降，支链淀粉有所增加1。1.3.4 酸变性淀粉1.3.4.1 生产工艺及反应条件通常制备酸变性淀粉的工艺流程如图1-3所示。图1-3 酸变性淀粉生产工艺流程图资料来源：张燕萍.变性淀粉制造与应用M. 北京：化学工业出版社，2001:80(1) 淀粉乳的浓度一般为36%-40%。(2)酸的种类及用量酸是作为催化剂而不参与反应。不同的酸催化作用不同，盐酸最强，其次为硫酸和硝酸。酸的催化作用与酸的用量有关，酸用量大，则反应激烈。淀粉的杂质（如蛋白质、脂肪、灰分、磷酸盐等）能与酸作用，因而会影响酸的有效浓度及酸的催化作用。(3)温度反应温度是影响酸变性淀粉性能的主要因素，当温度在40-55时，黏度变化趋于稳定，温度升至70时已经糊化，因此反应温度一般选在40-55范围。(4)反应时间反应时间与加酸量及反应温度有关。要制得质量稳定的酸变性淀粉，必须控制淀粉浓度，酸的种类及酸浓度一致，并在相同的温度下进行反应。(5)添加剂加入少量水溶性六价铬盐于酸性淀粉乳中能促进反应速度，降低水溶物的生成量，有利于生产高流度产品3。1.3.4.2 酸变性淀粉的特点及应用酸变性淀粉具有黏度降低、黏合力强、水溶性增强、糊液的透明性和热糊稳定性提高、形成薄膜性能好的特点。这类淀粉主要用于糖果生产，主要用于胶冻软糖和胶姆糖。1.4 国内外相关研究S.V.Gomand, L.Lamberts, R.G.F.Visser, J.A.Delcour等人发表的Physicochemical properties of potato and cassava starches and their mutants in relation to their structural properties一文研究表明，马铃薯淀粉在温度比其他植物来源的淀粉低的阶段，就快速、自由的溶胀。这是因为，马铃薯淀粉颗粒内部结构较弱6。 国内等人发表的几种淀粉的糊化特性及力学稳定性一文研究表明，不同来源淀粉的黏度曲线及其力学稳定性有差异。以小麦淀粉的糊化温度最低；马铃薯淀粉糊的黏度和温度稳定性最大；淀粉糊化的力学稳定性与其颗粒强度有关，较大颗粒强度的淀粉的力学稳定性较好7。2 实验材料与方法2.1 实验原辅材料精制玉米淀粉：天津中英保健食品有限公司精制马铃薯淀粉：天津中英保健食品有限公司精制红薯淀粉：北京闽松经贸有限公司二甲基亚砜：分析纯，天津市赢达稀贵化学试剂厂浓盐酸：分析纯，质量分数36-38%，天津市赢达稀贵化学试剂厂无水碳酸钠：分析纯，天津市永大化学试剂开发中心2.2 实验仪器设备NXS-11A型旋转黏度计：成都仪器厂电热恒温水浴锅：天津市中环实验电炉有限公司电热恒温鼓风干燥箱：天津市中环实验电炉有限公司乌氏黏度计：上海亚太技术玻璃公司SHB-型循环水式多用真空泵：郑州长城科工贸有限公司LXJ-型离心沉淀机：上海医用分析仪器厂分析天平：上海精密科学仪器有限公司天平仪器厂电子天平：天津市天平仪器有限公司CE2015A微电脑电磁炉：艾美特电器（深圳）有限公司2.3 实验样品的制备2.3.1 辐照变性淀粉样品的制备分别称5份100g的玉米淀粉、马铃薯淀粉、红薯淀粉，然后用保鲜袋包装、密封，放在322Gy/h的射线辐照源下进行辐照，制得2KGy、4KGy、6KGy、8KGy、10KGy辐照剂量的变性淀粉。2.3.2 酸变性淀粉样品的制备(1) 1mol/L盐酸的配制用量筒量取8.6ml的浓盐酸倒入容量瓶，然后将溶液加蒸馏水稀释至体积为100ml。(2) 1mol/LNa2CO3的配制称10.6g无水碳酸钠用蒸馏水溶解，转入100ml容量瓶中，定容，摇匀。(3)分别称50g(干基)玉米淀粉、马铃薯淀粉、红薯淀粉，用蒸馏水配成40%淀粉乳，加热至38，加入50ml1mol/L盐酸，38水浴恒温振荡反应3.5h,用1mol/L Na2CO3中和至pH值为6.0，用蒸馏水洗涤三次，1350r/min离心脱水20min，然后80烘干至水分低于12%8。2.4 实验方法2.4.1 淀粉特性黏度的测定特性黏度主要是用来测量高聚物分子在溶液中内部的摩擦和对重组的抵抗力。通常用于一系列同源单分子类型，它为相对分子的大小提供了很好的标准。在基础淀粉研究中，特性黏度变得很有用，并且被广泛认为是分子大小的指标。一般来说，高分子溶液的黏度是随其浓度C的增加而增加的。将溶剂的黏度设作0，则溶液的增比黏度sp(/0)-1为浓度的函数，而sp/C也会随溶液浓度C的变化而变化，在低浓度时它的变化基本上与浓度成比例。由低浓度测得的sp/C值外推至C0时求得的值叫特性黏度 9，即： (1)(1)操作 准确称取0.4g绝干的淀粉样品置于烧杯中，加人60ml二甲基亚砜(DMSO)溶解，转移至l00ml容量瓶中，用二甲基亚砜定容，摇匀。过滤后放在(251)的恒温槽中恒温，备用。将乌氏黏度计洗净后吹干，在C、B二管上分别套上乳胶管,垂直放置于已恒温至(251)的恒温槽中，水面应超过缓冲球2cm。用移液管吸取15ml试样溶液，由A管加人到黏度计中。用止水夹夹紧C管上的乳胶管，将B管上的乳胶管连上吸球，慢慢将溶液吸至G球的一半，打开C管及B管，空气进入D球，毛细管内液体在D球处断开，G球内液面逐渐下降，当液面达到刻度a时，开动秒表，记录液面由a至b所需时间。重复三次，每次相差不得超过0.2s，取3次平均值为初始浓度C0的试样溶液的流出时间t1。用移液管吸取5m1已恒温的二甲基亚砜，由A管加人黏度计。紧闭C管上的乳胶管，用吸球从B管抽吸溶液至G球的一半，再将溶液推下去，使之与原来的15ml溶液混合均匀，并将溶液吸上压下3次以上，此时溶液的浓度为3/4 C0，按上述步骤测得溶液的流经时间t2。再分别逐次加入5ml、5ml、5ml二甲基亚砜，分别测得浓度为3/5Co、1/2Co、3/7Co的流经时间t3、t4、t5。 倒出溶液先用水洗净黏度计，干燥后用二甲基亚砜冲洗几次，加人15ml二甲基亚砜，按上述步骤测定溶剂流出时间t0。(2)计算 t / t0 (2)式中 相对黏度； t试样溶液的流经时间，s； t0溶剂二甲基亚砜的流经时间，s；再按下式计算试样溶液的增比黏度sp： sp = ( t - t0 ) / t0 = 1 (3)计算出t0、t1、t2、t3、t4和t5时的和sp。以C值（各点的实际浓度）为横坐标，分别以sp/C和ln/C为纵坐标作图。通过两组点各作直线，外推至C=0，若图上的两条直线不能在纵轴上交于一点，则取两截距的平均值为特性黏度，单位ml/g。2.4.2 淀粉糊黏度曲线的测定 布拉班德(Brabender)黏度计是一种与同心双层圆筒型旋转式黏度计相似的仪器，能连续跟踪淀粉糊化过程中黏度的变化。其测试原理是，使仪器的外筒以一定速度(75r/min)旋转，在带动内筒的圆板上装有8根支杆，与此相对应，在外筒底部也装有8根支杆，使外筒在试样中旋转时产生的扭矩与弹簧的扭转相平衡，将弹簧偏转的角度记录在记录纸上。温度是通过安装在温度计上的水银触点，以一定的速度往上升高，它与时间成正比，每隔1min升高1.5。另外，通过往冷却管中输送冷水可以一定速度进行冷却。记录下的黏度温度曲线称为布拉班德黏度曲线。本实验采用NXS-11A型旋转黏度计（B系统的10档及剪切速率为51.08s-1），是一种同心双层圆筒型旋转式黏度计，在电热恒温水浴槽中升温,升温速率是1.5/min，用循环冷水进行冷却，冷却速率也是1.5/min。(1)操作 按规定的操作规程检查黏度计。准确称取8g的淀粉样品，加入100ml蒸馏水，使淀粉乳的浓度为8(按干基计)。将配好的淀粉乳倒入黏度计的黏度杯中，按规定装好仪器。玉米淀粉、马铃薯淀粉、红薯淀粉分别从75、60、65开始升温，升温速率是1.5/min，待温度升到95后保温0.5h，然后开始冷却，冷却速率是1.5/min，待冷却至50，再保温0.5h即可得到近似的Brabender黏度曲线10。从黏度曲线上可以获得如下参数：峰值黏度，也称最大黏度，是糊化开始后出现的最高黏度，其与达到峰值的温度无关。通常蒸煮过程需越过此峰值才能获得实用的淀粉糊。峰值温度，淀粉糊的黏度处于峰值时的温度，即糊化终止的温度。95时的黏度，升温到95时糊的黏度，反应淀粉蒸煮的难易程度。95保温0.5h后的黏度，表明在相当低的剪切速率下，在蒸煮期间糊的稳定性或不足之处。50时的黏度，测定热糊在冷却过程中发生的回凝。50保温0.5h后的黏度，表示煮成的糊在模拟使用条件下的稳定性。依据黏度曲线上读出的参数，可得知淀粉的一些性质：峰值黏度与95保温0.5h后的黏度的变化，表示淀粉糊黏度的热稳定性，变化越小则热稳定性越好；热糊冷却至50时的黏度与95保温0.5h后的黏度的差值，用于反映淀粉糊的老化程度，也表示淀粉糊的凝胶性，变化大则凝胶性强，易于老化；热糊冷却至50黏度与50保温0.5h后的黏度变化绝对值，表示淀粉糊的冷稳定性，变化越小则表示冷稳定性越好。(2) 淀粉糊性质的计算表示 黏度热稳定性的计算表示 黏度热稳定性=(Max-95) / Max (4)式中：Max峰值黏度；9595保温0.5h后淀粉糊的黏度。老化性的计算 老化性=(50-95) / 50 (5)式中：50热糊冷却至50时的黏度；9595保温0.5h后的黏度。冷稳定性的计算 冷稳定性=|(50-50)|/50 (6)5050淀粉糊的黏度；5050保温0.5h淀粉糊的黏度。2.4.3 淀粉糊流变性的测定当淀粉颗粒在水中被加热到超过一临界温度(即糊化温度)后，淀粉多糖、直链淀粉和支链淀粉被释放和被溶解。这种粘性的糊可看作是糊化膨胀的淀粉颗粒分散在大分子粘性溶液中。如果淀粉糊的浓度足够，就在冷却时转换成凝胶，这种凝胶是由糊化的淀粉颗粒被包埋在高聚物再结晶整合的网络结构中11。淀粉通过与水共热形成粘糊和通过冷却形成凝胶的能力是很重要的并具实际意义的特性，并使淀粉适合应用于很多领域，如纺织、造纸、医药、食品、建材、轻工、饲料、农业、环保、生物工程等行业。在很多应用中，淀粉产品的性能主要取决于它的功能特性，特别是它的流变学特性。淀粉糊的流变特性是很复杂的，而且受很多因素的影响，如品种、浓度、温度、加热速率、剪切速率等12。一般情况下，淀粉糊黏性随着温度、剪切速率、剪切时间和剪切历史的改变而呈动态变化，表现出非牛顿流体的流变行为。这种糊化淀粉的假塑性流变特性对于其在很多领域的应用来说都是很重要的，由剪切速率与表观粘度的关系可以评价流变行为特性13。将浓度4(按干基计)的玉米淀粉乳、马铃薯淀粉乳、红薯淀粉乳，在95水浴中搅拌加热30min，至其完全糊化，冷却至室温25，用NXS-11A型旋转黏度计测定不同剪切速率下淀粉糊的黏度。3 实验结果与分析3.1 淀粉特性黏度的测定结果分析3.1.1 玉米淀粉特性黏度的测定结果往乌氏黏度计中加人15m1二甲基亚砜，测定溶剂流出时间数据及处理结果，如表3-1所示。表3-1 溶剂二甲基亚砜的测定二甲基亚砜第一次第二次第三次平均时间s21.2621.2421.2721.26 准确称取0.4g绝干原玉米淀粉样品，按照上述2.2.3实验操作，所得的实验数据和处理结果，如表3-2所示。表3-2 原玉米淀粉特性黏度的测定浓度，g/ml第一次,s第二次,s第三次,s平均,sspln/C,ml/gsp/C,ml/g,ml/g0.0040 25.6425.6625.6325.64 1.21 0.21 46.76 51.44 76.530.0030 25.0225.0125.0425.02 1.18 0.18 54.22 58.89 0.0024 24.4424.4624.4724.46 1.15 0.15 58.26 62.54 0.0020 24.0424.0524.0724.05 1.13 0.13 61.62 65.59 0.0017 23.6423.6723.6823.66 1.11 0.11 62.38 65.85 以原玉米淀粉浓度值为横坐标，原玉米淀粉特性黏度值为纵坐标作图，如图3-1：图中y1 = -7002.3x+75.067为趋势线ln/C的公式，y2= -6512.6x+77.993为趋势线sp/C的公式。当x值趋向于0时，两直线在纵轴上截距的平均值即为特性黏度值。 图3-1 原玉米淀粉特性黏度的测定结果准确称取0.4g绝干2KGy、4KGy、6KGy、8KGy、10KGy、酸变性玉米淀粉样品，按照上述2.2.3实验操作，其所得的实验数据和处理结果，以及按照图3-1原玉米淀粉特性黏度的测定的作图方式所得的特性粘度值，如表3-3至3-8所示。表3-3 2KGy玉米淀粉特性黏度的测定结果浓度,g/ml第一次，s第二次,s第三次,s平均,sspln/C,ml/gsp/C,ml/g,ml/g0.0040 24.7824.7924.7724.78 1.17 0.17 38.21 41.29 62.01 0.0030 24.2524.2424.2424.24 1.14 0.14 43.67 46.67 0.0024 23.8123.8323.8323.82 1.12 0.12 47.33 50.14 0.0020 23.4823.4523.4223.45 1.10 0.10 48.93 51.41 0.0017 23.2423.2323.2423.24 1.09 0.09 51.77 54.15 表3-4 4KGy玉米淀粉特性黏度的测定结果浓度,g/ml第一次,s第二次,s第三次,s平均,sspln/C,ml/gsp/C,ml/g,ml/g0.0040 24.8824.8524.8624.86 1.17 0.17 39.01 42.23 66.22 0.0030 24.3724.3524.3324.35 1.15 0.15 45.08 48.29 0.0024 23.8923.9323.9223.91 1.12 0.12 48.85 51.84 0.0020 23.5923.5623.5823.58 1.11 0.11 51.56 54.33 0.0017 23.3523.3823.3123.35 1.10 0.10 54.46 57.10 表3-5 6KGy玉米淀粉特性黏度的测定结果浓度,g/ml第一次,s第二次,s第三次,s平均,sspln/C,ml/gsp/C，ml/g,ml/g0.0040 24.4524.4724.4324.45 1.15 0.15 34.68 37.22 55.53 0.0030 23.9723.9423.9523.95 1.13 0.13 39.46 41.91 0.0024 23.5723.5823.5423.56 1.11 0.11 42.54 44.81 0.0020 23.2723.2623.2423.26 1.09 0.09 44.56 46.62 0.0017 23.0123.0323.0523.03 1.08 0.08 46.32 48.23 表3-6 8KGy玉米淀粉特性黏度的测定结果浓度,g/ml第一次,s第二次,s第三次,s平均,sspln/C,ml/gsp/C，ml/g,ml/g0.0040 24.3324.3224.3424.33 1.14 0.14 33.51 35.88 51.56 0.0030 23.8823.8523.8723.87 1.12 0.12 38.32 40.62 0.0024 23.4523.4323.4423.44 1.10 0.10 40.44 42.48 0.0020 23.1423.1523.1123.13 1.09 0.09 41.99 43.81 0.0017 22.9222.9422.9122.92 1.08 0.08 43.70 45.40 表3-7 10KGy玉米淀粉特性黏度的测定结果浓度,g/ml第一次,s第二次,s第三次,s平均,sspln/C,ml/gsp/C，ml/g,ml/g0.0040 23.9223.9123.9423.92 1.13 0.13 29.40 31.21 46.930.0030 23.5723.5523.5823.57 1.11 0.11 34.22 36.04 0.0024 23.1523.1723.1923.17 1.09 0.09 35.73 37.32 0.0020 22.9822.9522.9722.97 1.08 0.08 38.49 40.02 0.0017 22.7522.7322.7122.73 1.07 0.07 38.90 40.23 表3-8 酸变性玉米淀粉特性黏度的测定结果浓度,g/ml第一次,s第二次,s第三次,s平均,sspln/C,ml/gsp/C，ml/g,ml/g0.0040 23.6223.6123.6423.62 1.11 0.11 26.18 27.61 39.63 0.0030 23.2723.2523.2823.27 1.09 0.09 29.87 31.26 0.0024 22.9522.9222.9322.93 1.08 0.08 31.36 32.58 0.0020 22.7222.7122.6822.70 1.07 0.07 32.63 33.73 0.0017 22.5522.5422.5222.54 1.06 0.06 33.80 34.80 由表3-2至3-8可知，对于玉米淀粉，经射线辐照后的淀粉与原淀粉相比，特性黏度值相对降低，但随辐照剂量的增加，特性黏度并没有出现规律性变化；且与酸变性淀粉相比，辐照淀粉的特性黏度，降低量较少。淀粉经射线照射后，淀粉链被分解成自由基片段，自由基片段又会发生聚合，重新生成大的分子，因此，不同的辐照剂量的淀粉表现出不同的特性黏度。3.1.2 马铃薯淀粉特性黏度的测定结果准确称取0.4g绝干原马铃薯淀粉样品，按照上述2.2.3实验操作，所得的实验数据及处理结果，如表3-9所示。表3-9 原马铃薯淀粉特性黏度的测定结果浓度,g/ml第一次,s第二次,s第三次,s平均,sspln/C,ml/gsp/C，ml/g,ml/g0.0040 25.8725.8625.8925.87 1.22 0.22 48.87 54.02 83.020.0030 25.2725.2525.2425.25 1.19 0.19 57.15 62.39 0.0024 24.7124.7324.7524.73 1.16 0.16 62.79 67.82 0.0020 24.2324.2124.2424.23 1.14 0.14 65.16 69.65 0.0017 23.8523.8623.8323.85 1.12 0.12 66.89 70.92 以原马铃薯淀粉浓度值为横坐标，原马铃薯淀粉特性黏度值为纵坐标作图，如图3-2：图中y1 = -7952x+81.228为趋势线ln/C的公式，y2= -7499.8x+84.817为趋势线sp/C的公式。当x值趋向于0时，两直线在纵轴上截距的平均值即为特性黏度值。图3-2 原马铃薯淀粉特性黏度的测定结果准确称取0.4g绝干2KGy、4KGy、6KGy、8KGy、10KGy、酸变性马铃薯淀粉样品，按照上述2.2.3实验操作，其所得的实验数据和处理结果，以及按照图3-2原马铃薯淀粉特性黏度的测定的作图方式所得的特性粘度值，如表3-10至3-15所示。表3-10 2KGy马铃薯淀粉特性黏度的测定结果浓度,g/ml第一次，s第二次,s第三次,s平均,sspln/C,ml/gsp/C,ml/g,ml/g0.0040 24.9424.9324.9624.94 1.17 0.17 39.51 42.84 69.000.0030 24.5724.5424.5524.55 1.15 0.15 47.48 51.07 0.0024 24.1224.0924.1124.11 1.13 0.13 51.79 55.18 0.0020 23.6823.7223.7123.70 1.11 0.11 53.80 56.84 0.0017 23.3823.4123.3923.39 1.10 0.10 55.17 57.90 表3-11 4KGy马铃薯淀粉特性黏度的测定结果浓度,g/ml第一次，s第二次,s第三次,s平均,sspln/C,ml/gsp/C,ml/g,ml/g0.0040 25.6725.6925.6625.67 1.21 0.21 47.04 51.79 72.050.0030 25.0124.9624.9824.98 1.18 0.18 53.70 58.31 0.0024 24.4324.4124.4224.42 1.15 0.15 57.70 61.92 0.0020 23.9423.9223.9123.92 1.13 0.13 59.04 62.70 0.0017 23.5723.5823.5523.57 1.11 0.11 60.18 63.42 表3-12 6KGy马铃薯淀粉特性黏度的测定结果浓度,g/ml第一次，s第二次,s第三次,s平均,sspln/C,ml/gsp/C,ml/g,ml/g0.0040 25.0525.0225.0125.03 1.18 0.18 40.67 44.19 70.040.0030 24.6324.6424.6624.64 1.16 0.16 49.12 52.96 0.0024 24.1424.1324.1124.13 1.14 0.14 52.65 56.15 0.0020 23.7723.7423.7623.76 1.12 0.12 55.52 58.74 0.0017 23.4223.3923.3823.40 1.10 0.10 55.94 58.73 表3-13 8KGy马铃薯淀粉特性黏度的测定结果浓度,g/ml第一次，s第二次,s第三次,s平均,sspln/C,ml/gsp/C,ml/g,ml/g0.0040 24.8424.8324.8124.83 1.17 0.17 38.66 41.84 68.130.0030 24.4724.4524.4824.47 1.15 0.15 46.72 50.19 0.0024 24.0224.0124.0424.02 1.13 0.13 50.85 54.11 0.0020 23.6423.6723.6523.65 1.11 0.11 53.33 56.30 0.0017 23.3423.3223.3123.32 1.10 0.10 54.09 56.71 表3-14 10KGy马铃薯淀粉特性黏度的测定结果浓度,g/ml第一次，s第二次,s第三次,s平均,sspln/C,ml/gsp/C,ml/g,ml/g0.0040 24.38 24.39 24.41 24.39 1.15 0.15 34.08 36.53 56.940.0030 23.94 23.96 23.97 23.96 1.13 0.13 39.47 41.92 0.0024 23.66 23.63 23.64 23.64 1.11 0.11 43.90 46.32 0.0020 23.28 23.31 23.29 23.29 1.10 0.10 45.28 47.42 0.0017 23.02 23.01 23.04 23.02 1.08 0.08 46.09 47.97 表3-15 酸变性马铃薯淀粉特性黏度的测定结果浓度,g/ml第一次，s第二次,s第三次,s平均,sspln/C,ml/gsp/C,ml/g,ml/g0.0040 24.1824.1924.2124.19 1.14 0.14 32.09 34.25 50.840.0030 23.7423.7623.7423.75 1