微波辐射对玉米淀粉性质影响

1、青岛农业大学毕 业 实 习 报 告题 目： 微波对玉米淀粉膨润性和热学性质的影响 姓 名： * 学 院： 食品科学与工程 专 业： 食品科学与工程 班 级： * 学 号： * 指导教师： * 2014 年 6 月 1 日目 录一、毕业实习情况概述11.实习内容简介12.实习内容的要求和安排1二、实习情况综合分析21.试验方案的实施情况和实验结果22.实习中专业知识和技能的应用情况43.实习中存在的问题4三、实习总结4参考文献6微波对玉米淀粉膨润性和热学性质的影响的实习报告一、毕业实习情况概述1.实习内容简介本次实习地点为学校。主要进行以下工作：论文题目的确定。文献资料的查找。实验方法的确定。实

2、验的进行。实验数据的分析及实验方法的纠正。论文的撰写。淀粉在我国的来源非常广泛，价格又非常便宜，是一种天然的多糖大分子，最主要的是它属于可再生大分子1。玉米在世界粮食作物中占有很重要的地位，其产量跃居粮食种类第一名。我国淀粉生产原料绝大部分是玉米，玉米淀粉广泛应用于工业中。例如，玉米淀粉是生产粉丝、粉条、肉制品等的原料，可用于生产赖氨酸、味精、氨基酸、柠檬酸等。淀粉在食品加工过程中转换为一种结构成分，加热其溶液可增稠和凝胶，然而，由于淀粉具有亲水性强且易老化的特点，而使淀粉在个别领域的发展受到一定局限2。生产加工成品的食品质量与玉米淀粉的质量与性质息息相关，因此呈现不同性质的玉米淀粉对于食品的

3、生产具有重要意义，因此有必要采取措施对玉米淀粉品质进行改善和改变。微波具有高效节能等特殊的加热性质，它开始作为一种节时方便的加热能源广泛运用于食品领域3。微波辐射处理玉米淀粉能够改善玉米淀粉容易糊化和老化的特性，使得玉米淀粉能够生产加工出更加理想的产品，拓宽玉米淀粉在食品领域中的应用。在论文开题过程中，根据已进行的资料查新和实验室的实际情况，确定研究不同微波功率和700W下不同微波处理时间对淀粉膨润性质和热学性质的影响，为微波玉米淀粉的工业化生产提供理论依据。主要内容为：（1）以膨胀度，溶解度，持水力为指标，研究不同微波功率处理60S和700W下不同微波处理时间对玉米淀粉膨润性质的影响。（2）

4、以初始温度，峰值温度，最终温度，焓值为指标，研究不同微波功率处理60S和700W下不同微波处理时间对玉米淀粉热学性质的影响。实验操作过程是实习内容的关键，经过查找文献及询问老师，确定了正确的实验步骤，使实验科学，可信度高。得出实验结果之后，应用相关的统计知识进行结果分析，以获得正确的结论。2.实习内容的要求和安排2013年11月19日-22日 完成立题申请表、任务书；2013年11月23日-2013年12月12日 完成开题报告；2014年3月9日-15日 进行中期检查，完成中期检查表；5月28日-6月10日 完成毕业实习报告、毕业实习鉴定表、毕 业论文（设计） 2014年6月5-17日 完成毕

5、业论文（设计）评阅教师评分表； 2014年6月18日-6月21日， 进行毕业论文答辩二、实习情况综合分析1.试验方案的实施情况和实验结果1.1试验方法（1）样品水分含量的测定参照GB 5009.3-2010食品国家标准 食品中水分的测定的直接干燥法测定。（2）样品制备称取原淀粉，调节水分含量为30%后在不同微波功率下处理60S和700W微波功率下处理不同时间，放入烘箱中烘干研磨过100目筛后备用。（3）玉米淀粉膨润性质测定配制2%（w/w，干基计）的淀粉悬浊液于离心管里混匀，于55、75、95下水浴半小时，上下摇晃以防下部淀粉结块，影响糊化，冷却后以3000r/min离心20min，吸管吸取上

6、清液放入平皿，将平皿与离心管放入105烘箱中烘干，参照参考文献4进行计算膨胀度、溶解度和持水力。结果取2次试验的平均值。（4）玉米淀粉热学性质测定参照参考文献5的方法，配制淀粉与水的比例为13的淀粉乳，称取30g放入40L的铝坩埚中，压盖后放入仪器内的样品座，用空的参比池做参比物，通氮气，扫描温度范围为30100，扫描速率为10/min，氮气速率是50ml/min。记录起始糊化温度(T0)、峰值温度（Tp）、终止糊化温度（Tc）和糊化焓（H0）。1.2实验结果1.2.1微波处理对玉米淀粉膨润性质的影响（1）700W下不同时间微波处理对玉米淀粉膨胀度的影响图1 700W下不同时间微波处理对玉米淀

7、粉膨胀度的影响Fig. 1 Effect of 700W microwave treatment at different time on the swelling capacity of corn starch由图1可以看出，与对照（原淀粉）相比，经过微波辐射30s的淀粉在55和95下的膨胀度都有所降低，75下的膨胀度变化不明显。60s、90s及120s微波处理的淀粉相对于原淀粉膨胀度均下降。淀粉颗粒的膨胀是开始于相对松散的无定形区，其次是靠近结晶区的无定形，最后是结晶区。淀粉颗粒膨胀是先从相对松散的无定型区开始的，其次是靠近结晶区的无定型区，然后才是结晶区6。淀粉颗粒内键结合程度取决于淀粉

8、膨胀度和溶解度的大小7。Morriso8研究表明，膨胀主要取决于支链淀粉特性，稀释剂的作用由直链淀粉来完成。膨胀主要是支链淀粉的特性。膨胀度降低可能是因为支链淀粉的数量随着微波处理时间延长与温度升高而减少9。（2）不同功率微波处理60S对玉米淀粉膨胀度的影响图2不同微波功率处理60S对玉米淀粉膨胀度的影响Fig.2 Effect of different microwave power treatment at 60S on the swelling capacity of corn starch在55时，随着功率的增加，玉米淀粉的膨胀度呈逐渐减小的趋势。在75时，膨胀度的变化不是很明显。在9

9、5时，微波处理的淀粉的膨胀度都为下降趋势。经微波辐射后，玉米淀粉的膨胀度有所下降，可能由于淀粉颗粒内部大分子链发生重排。Lewandowicz等10的研究证明马铃薯淀粉和木薯淀粉经微波加热辐射后的淀粉的大分子链之间的结合力减弱，使膨胀度降低。（3）700W下不同时间微波处理对玉米淀粉溶解度的影响图3 700W下不同时间微波处理对玉米淀粉溶解度的影响Fig.3 Effect of 700W microwave treatment at different time on the solubility of corn starch由图3可知，当温度为55时，除120s外，溶解度均较原淀粉上升。75

10、时，微波处理的淀粉相对原淀粉来说，溶解度均下降，95时微波处理过的原淀粉依然是下降的趋势，随着温度的升高，同一种淀粉的溶解度明显升高。溶解度反映的是淀粉与水分子之间的相互作用的大小，此结果可能是因为微波使淀粉内部结晶区内的淀粉分子发生重新排列，使得分子内连接发生在直链淀粉或直链淀粉和支链淀粉间11。（4）不同功率微波处理60S对玉米淀粉溶解度的影响图4不同微波功率处理60S对玉米淀粉溶解度的影响Fig.4 Effect of different microwave power treatment at 60S on the solubility of corn starch有图4可知，在55时

11、，只有微波功率为462w处理的玉米淀粉的溶解度比未经微波处理的有所升高，其他功率都略有降低，趋势不明显。在75时，微波功率462w处理的玉米淀粉的溶解度比原淀粉显著降低，而其中只有700w微波处理的玉米淀粉升高了其溶解度，其他功率都略有降低，趋势不明显。在95时，微波处理的玉米淀粉的溶解度比未经微波处理的显著降低。（5）700W下不同时间微波处理对玉米淀粉持水力的影响图5 700W下不同时间微波处理对玉米淀粉持水力的影响Fig. 5 Effect of 700W microwave treatment at different time on the water-holding power o

12、f corn starch由图5可以看出，与对照相比，55、75及95下，微波淀粉均较原淀粉来说，持水力降低，微波处理使得淀粉的持水力呈现下降的趋势，但随着温度的升高，淀粉的持水力也升高。（6）不同功率微波处理60S对玉米淀粉持水力的影响图6不同功率下微波处理60S对玉米淀粉的持水力的影响Fig.6 Effect of different microwave power treatment at 60S on the water-holding power of corn starch由图6可知，在55时，随微波处理功率的增加，玉米淀粉的持水力呈下降趋势。在75时，只有微波功率为462w的玉米

13、淀粉持水力增加，其他功率处理的淀粉的持水力都有所降低。在95时，随微波处理功率的增加，玉米淀粉的持水力呈下降趋势。Abraham等的报道也表明木薯淀粉经微波加热辐射后的持水力降低12。1.2.2微波处理对玉米淀粉热学性质的影响（1）不同功率下微波处理60S对玉米淀粉热学性质的影响表1不同功率下微波处理60S对玉米淀粉热学性质的影响Tab.1 Effect of different microwave power treatment at 60S on the thermal properties of corn starch 微波功率（W）T0()TP()TC()TCT0(）H(J/g)0(原

14、淀粉)67.2372.0476.909.6713.0628067.4372.47578.3516.2811.08546266.81571.7476.92515.20511.50559566.87571.8576.89515.0159.48570066.45571.46576.4915.04511.14T0代表起始温度、TP代表峰值温度、Tc为终止温度。周围的无定型区控制淀粉的这三个温度。如表1所示，微波处理的淀粉T0除280w外都比原淀粉的温度降低了。T0的降低表明了淀粉内部最弱结晶体糊化温度的降低。除280w外其他功率下微波处理过的淀粉TP都比原淀粉有所降低。Tc呈先升高再减低的趋势，则表明

15、280w和462w淀粉内部形成了更强的结晶，在595w时于原淀粉温度一致，而700w时则低于原淀粉，说明700W下的微波淀粉可以很好的溶解淀粉结晶。经微波处理后的淀粉TCT0都显著高于原淀粉4左右，反映了淀粉内部颗粒结晶体的异种化程度明显升高，表明在微波处理淀粉的过程中，直链淀粉与支链淀粉、直链淀粉与支链淀粉之间相互作用产生了稳定性不同的结晶体，并于原淀粉的结晶体不同。经过微波处理后的淀粉H均显著的低于原淀粉。焓变是淀粉单位质量的吸热能力，经过微波处理后的淀粉H的降低表明该淀粉结构松散，糊化所需能量较小，结晶度降低。Gidley.M.J. 13认为H主要反映的不是晶体结构而是双螺旋结构的消失。

16、表明在微波处理淀粉的而过程中一些存在于无定形区和淀粉颗粒内部结晶区双螺旋结构遭到破坏。（2）700W下不同时间微波处理对玉米淀粉热学性质的影响表2.700W下不同时间微波处理对玉米淀粉热学性质的影响Tab.2 Effect of 700W microwave treatment at different time on the thermal properties of corn starch700W下处理时间（S）T0（）Tp（）Tc（）Tc- T0（）H(J/g)0(原淀粉）67.2372.0476.909.6713.063066.7371.5176.339.9011.416066.467

17、1.4776.4910.0311.149066.9372.0177.3213.3910.2612066.9972.1777.5410.558.86表2为相同功率700W下不同时间微波处理淀粉糊的转化温度和焓值，反映了微波处理后的淀粉起始温度峰值温度比原淀粉来说有所降低，但峰值温度和终止温度都随着淀粉微波辐射时间的延长慢慢回升。淀粉的TT0反映淀粉内部颗粒分子之间的多样化，值越大多样化程度越高14。糊化过程的H反映了淀粉单位质量的吸热能力，即淀粉糊化所需的能量越高，其结晶度越高，结构越稳定，所需的糊化温度就越高，H越大。如表2所示，不同微波处理时间的淀粉相较原淀粉的H呈明显下降趋势，随着处理时间

18、的延长焓值下降。1.3小结 （1）不同时间下膨胀度在55和95下降低，75时变化不明显。不同功率下，55及95时，随功率增加，膨胀度减小，75时变化不明显。（2）不同时间下，55溶解度先升高后降低，95先降低后升高，75变化不太明显。不同功率下，55462W溶解度升高，75462W溶解度降低，700W溶解度升高，95时溶解度降低。（3）不同时间下，55、 75及95持水力均降低。不同功率下，55及95时持水力下降，75时，462W持水力增加，其他功率持水力降低。（4）不同时间下，T0降低，TP除120S外都降低。TC先降低后升高，TC -T0显著升高，H降低。不同功率下，除280W外其他功率T

19、0和TP都降低，TC -T0显著升高，H降低。 2. 实习中专业知识和技能的应用情况实习主要内容为研究不同微波功率和700W下不同微波处理时间对淀粉膨润性质和热学性质的影响在实习过程中，我发现自己还有很多的理论知识没有掌握牢固，对于某些仪器操作不熟练，这是我今后需要学习和加强的地方。3.实习中存在的问题（1）实际操作能力有待于提高实验基本技能和实践能力在实际运行中不够熟练。实验前的准备杂乱无序，丢三落四，需要在今后的学习工作中进一步提高。DSC1型差示扫描量热仪的使用知识不足，经验欠缺，应进一步提高理论和实践能力的协调性。（2）基础知识的准备和应用欠缺 文献查阅和运用能力不够，对研究的内容不能

20、从全面的角度考虑，缺乏实验和所学知识的综合运用，基础知识的储备相对可以，但用到的内容不能够很好地有机结合和紧密地联系，不能够非常自如的应用到实践中去。三、实习总结在结束了本科期间的学习任务后，我们首次独立进行实验的设计与操作，应该说这个过程是极具挑战的。在实验设计前，我们必须对国内外相关的研究进行查询，确定自己的研究内容具有一定的创新性。此外，要借鉴文献中的实验方法，分析实验为什么是这样设计的，这样设计能达到什么目的，然后加以借鉴。在实验操作过程中，要根据具体的实验问题，及时的改变自己的实验方案，而且要做到灵活。实验操作不仅考察我们的食品专业的基本知识，还锻炼了我们统筹安排与执行的能力。在实验

21、进程中，可能会遇到各种问题。有的是因为实验室硬件条件限制，可能不能达到理想的实验效果。对于这种问题，需要修正实验方案，使实验方案的内容与实际条件相符。但更多的是自己在操作中的问题。比如，时间控制不好、温度达不到、转移料液不彻底等。在实验过程中，因为要连续操作，所以要合理安排时间，这锻炼了我们思考问题的周密性，如果不能严格得考虑实验的每一个环节并加以控制，那么实验结果就无疑是失败的。实习结束后最深切的心得就是，以前的专业课学习还是不够踏实，动手能力需要进一步提高；社会经验不足，需要进一步提高。参考文献1 Alavi S, Food Research International. 2003,36:

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