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用兴发187娱乐官网球磨研磨法制备非晶化玉米淀粉

2020-11-11 22:13:16    来源:    浏览次数:
球磨研磨是指通过高频振动产生的摩擦、碰撞、冲击、剪切等机械力作用来实现对物料结构和性能的改善[163, 164]。在食品加工中,球磨过程的机械活化作用既可粉碎物料用来制备微细化淀粉[55],也可改善晶体结构及物化性能。其中部分机械能转变成物质的内能,从而引起固体的化学活性增加[165, 166]。长时间球磨研磨淀粉可作为测定淀粉结晶度的无定形淀粉的参照标准品。因此本试验中只需论证球磨非晶化玉米淀粉是否具有完整的颗粒形态。考虑到淀粉来源、物性不同,本试验采用三种不同的研磨材质,在相同的研磨条件下处理玉米淀粉,以反应后淀粉颗粒偏光十字消失率(DRPC)为判定依据,考察不同的研磨介质下球磨非晶化玉米淀粉是否还具有完整的颗粒形态。 

研磨材质的影响 
本试验选取聚四氟乙烯罐和玛瑙球(A);不锈钢罐和不锈钢球(B)以及陶瓷罐和兴发187娱乐官网(C)三种不同的研磨材质。选用干法研磨玉米淀粉,固定球磨机转速为 500 r/min,研磨时间为 3 h,球磨罐的填料率为 20%,球料质量比为 7꞉1,研磨球数比分别为(Φ20 mm꞉Φ10 mm)为 1꞉2。以反应后淀粉颗粒偏光十字消失率(DRPC)为判定依据,测试不同研磨材质对其淀粉非晶化程度的影响。结果由图 3-19 所示。 

由图 3-19 可以看出,聚四氟乙烯罐的研磨效果要差于不锈钢罐和陶瓷罐,玉米淀粉的 DRPC 低于 60%,这是由于,淀粉颗粒尺寸大于碰撞产生的应力半径时,颗粒受到弹性碰撞效应,受到的冲击、剪切力会发生应力弛豫现象。使用不锈钢罐和陶瓷罐作为球磨材质,制备得到的玉米淀粉的 DRPC 都接近于100%。表明玉米淀粉颗粒几乎都转变成了无定形状态,这是由于,不锈钢罐和
陶瓷罐因材质偏硬,对淀粉颗粒起到刚性碰撞作用。因不锈钢罐的密度最大,玉米淀粉颗粒受到的单位应力压强最大,所以不锈钢罐制得的非晶化淀粉破碎程度较大。且不锈钢罐因材质损耗会污染物料,使得玉米淀粉颜色变灰甚至发黑影响品性。比较发现,陶瓷罐和兴发187娱乐官网作为研磨材质时,玉米淀粉的颗粒完整度高且颗粒无定形效果好。所以从安全角度以及市场接受性方面考虑,选择
球磨罐和兴发187娱乐官网作为球磨法研磨制备非晶化玉米淀粉的主要研磨材质。 

球磨研磨玉米淀粉的形貌 
球磨罐的填料率为 20%,球料质量比为 7꞉1,球数比为(Φ20 mm꞉Φ10 mm)为 1꞉2,球磨机转速为 500 r/min 下干法研磨 3 h,采用上述三种研磨材质制备非晶化玉米淀粉,通过采用偏光显微镜和扫描电镜进行微观结构分析,比较三种研磨玉米淀粉双折射现象和颗粒形貌的变化情况,试验结果如图 3-20 和图 3-21所示。 

由图 3-20 可以看出,与原玉米淀粉颗粒相比,球磨玉米淀粉的双折射现象和颗粒形貌发生了很大程度的改变。在相同球磨条件下,聚四氟乙烯罐球磨研磨玉米淀粉中依然有颗粒存在双折射现象。而不锈钢罐和陶瓷罐两种材质制备的球磨玉米淀粉,双折射现象几乎完全消失,表明不锈钢罐和陶瓷罐能够使玉米淀粉颗粒转变成无定形结构。 

由图 3-21 可以看出,扫描电镜分析表明三种材质制备的球磨玉米淀粉颗粒发生了不同程度的形变,变形程度依次是不锈钢罐>陶瓷罐>聚四氟乙烯罐,其中不锈钢罐球磨玉米淀粉中出现破损颗粒,已有部分玉米淀粉的颗粒态发生破坏,此种现象的发生不利于颗粒态非晶化玉米淀粉的制备。综上所述,聚四氟乙烯罐和不锈钢罐都不适于制备颗粒态非晶化玉米淀粉。比较发现,陶瓷罐球磨玉米淀粉颗粒外型比较完整且双折射现象几乎完全消失,选用陶瓷罐与兴发187娱乐官网为研磨材质进行后续研究。比较以上几种物理改性方法可得,球磨研磨法是制备颗粒态非晶化玉米淀粉的理想可行的物理改性方法。 
 
陶瓷罐和兴发187娱乐官网为研磨材质可以制备得到双折射现象几乎完全消失玉米淀粉,且淀粉颗粒完整度良好。因此,优选得到球磨法是一种理想可行的制备颗粒态非晶化玉米淀粉的物理改性方法。 

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