何川 罗盖特
中国）营养食品有限公司
摘要：辛烯基琥珀酸酐淀粉（OSA淀粉）同时具有亲水性和疏水性，与一定的抗氧化性，不仅在水环境中能较好地控制生物活性化合物的释放，也能与被运载物很好地有机结合。因此，OSA淀粉被广泛应用于各种生物活性化合物的运载体系。OSA玉米淀粉为原料，通过加热、高压均质以及先均质后加热制备三种复合体，测定其抗氧化性，表征理化性质，为淀粉及制品中的广泛应用提供理论及技术基础。基于此，本篇文章对高压均质技术在淀粉改性中的应用研究进展进行研究，以供参考。
关键词：高压均质技术；淀粉改性；应用研究进展
引言
高压均质作为一种新型食品加工技术，其均质压力在100MPa以上，与压力小于100MPa的高压均质相比，其乳化效果更好，近年来在一些淀粉改性中的应用广泛。
1高压均质
高压均质机是物料在高速流动时产生剪切效应、高速喷射时产生撞击作用、瞬间强大压力降低时产生空穴效应的设备。高压均质处理凹凸棒石不仅可以解离凹凸棒石棒晶束，而且可以显著提升改性效率。
2材料与方法
2.1OSA-玉米淀粉与EGCG复合体的制备
（1）加热糊化法。称取3gOSA淀粉和0.3gEGCG（淀粉干基的10%）均匀分散于150mL蒸馏水中。后将混合物悬浮液进行95℃水浴30min。冷冻干燥后将样品研磨并过100目筛，置于干燥器保存，待用。记为复合物Ⅰ型。（2）高压均质法。准确称取3g的OSA淀粉和0.3gEGCG，加入150mL蒸馏水，将混合乳液置于高压均质机中。处理参数：压力为100MPa,处理次数为5次。冷冻干燥后将样品研磨并过100目筛，置于干燥器保存，待用。记为复合物Ⅱ型（3）红外光谱测定。用天平称取3mg的样品与100mg溴化钾粉末，混合均匀后在干燥环境下于玛瑙研钵中研磨至颗粒状，在压片机中进行30s的压片后装片，选用空白溴化钾片作为空白对照，通过Vertex70型傅里叶变换红外光谱仪进行测试，波长扫描范围为450~4000cm-1。
2.2结果与分析
2.2.1FTIR分析
由图1a可见，体系未加入CTAB淀粉材料的FTIR谱图中出现淀粉的特征吸收峰和有机小分子基团—CH2和—CH3的2920和2854cm-1吸收峰。随着CTAB用量增加，淀粉材料中—CH2和—CH3的2932和2858cm-1吸收峰增强（图2b~f），1464和1423cm-1处来自淀粉C=C伸缩振动峰增强，说明淀粉表面的淀粉分子结构中C=C双键与CTAB之间存在一定的相互作用。1640cm-1为淀粉的特征吸收峰，形成复合材料后位移至1626cm-1，表明淀粉水存在交换作用。与CTAB未改性淀粉材料相比，在3544和3430cm-1处吸收峰位移至3560和3404cm-1，表明已对香淀粉材料成功改性。
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2.2.2SEM分析
图2为淀粉和高压均质辅助构筑植物精油复合材料的SEM照片。由于氢键和范德华力的作用。本课题组前期研究表明，在压力30MPa下进行均质处理可有效解离淀粉。由图2a可见，淀粉的晶体呈聚集体形貌，晶体间连接紧密。经高压均质处理后淀粉间变得松散（图2b和c），说明高压均质处理既可以有效解离淀粉晶体，又可以辅助CTAB改性，通过高压均质的空穴效应提升淀粉的改性效率。
3对淀粉理化性质的影响
3.1对淀粉颗粒形貌及晶体结构的影响
高压均质技术的作用机理是通过产生高速剪切力、撞击力和强烈的高频振荡作用使淀粉颗粒发生形变，而不同的均质条件对其结构作用效果也不尽相同。玉米原淀粉多呈现椭圆形，表面较光滑，形状大小不均。高压均质的空化效应可引起玉米淀粉颗粒表面形成微细状针孔结构，同时在颗粒表面出现球状突起，内部形成球状结构;由于强剪切力作用，淀粉颗粒破裂产生很多碎片，随着均质次数的增多，很多碎片融合在淀粉颗粒表面，表面破坏程度减弱。处理小米淀粉时发现，在150和300MPa压力水平下处理的淀粉保持其原有形态;而在450MPa时，淀粉的颗粒结构开始受到破坏;在600MPa的压力下处理，淀粉颗粒发生了明显的结构破坏，颗粒最终崩解成凝胶状结构。通过高压均质法制备甘薯纳米淀粉时发现，高压均质法可以有效减小甘薯淀粉的粒径，制备出粒径分布相对均匀的甘薯纳米淀粉。
3.2对淀粉流变性质的影响
在利用高压均质处理普通玉米淀粉时发现，由于普通玉米淀粉中的直链淀粉比例较高，结构较为稳定，经高压均质处理后的假塑性流体特征较为明显;而蜡质玉米淀粉中的支链淀粉比例较高，高压均质对其的破坏较大，当均质压力为60MPa以上时，蜡质玉米淀粉糊的流动特性开始接近于牛顿流体，具有更好的流动性。此外，淀粉的触变性与直链淀粉的含量有关，直链淀粉含量越少，淀粉链之间形成空间网状结构的强度越大，触变性越强;直链淀粉含量越大，淀粉链之间形成空间网状结构的强度越小，触变性越弱，而高压均质产生的剪切力可破坏淀粉中的α-1，6糖苷键，使得直链淀粉含量增加。因此，对于蜡质玉米淀粉，高压均质可显著降低其触变性，而对于高直链玉米淀粉，高压均质可在一定范围内增强其触变性。
3.3淀粉热特性的变化
高压均质技术作用于淀粉后，淀粉分子的颗粒结构和结晶结构遭到破坏，破损的淀粉分子在充足的水溶液中更易吸水膨胀，使淀粉更易糊化，从而导致与糊化相关的特征值降低。用高能球磨处理大米淀粉后发现，随着球磨处理时间的增长，峰值黏度、谷值黏度、崩解值、最终黏度、回生值均显著降低，回生值降低表明微细化淀粉可以减小淀粉的老化趋势。研究发现，与原淀粉相比，球磨处理后的淀粉糊化温度降低。这是由于经球磨处理的淀粉比原淀粉更易膨胀和吸水，较低的温度就能引起淀粉的糊化。高压均质技术作用还会显著影响淀粉的热力学特性。当高压均质技术于淀粉后，淀粉的结晶结构受到破坏，部分化学键发生断裂，导致其糊化过程中氢键断裂吸收的热量减少，糊化焓ΔH降低。糊化起始温度（T0）主要与淀粉颗粒无定形区的稳定性有关，糊化温度（Tp）主要与淀粉分子的结晶度有关，终止温度（Tc）主要与亚结晶区稳定性有关。研究发现，随着球磨能量的增加，大米淀粉的糊化温度（Tp）降低。这是由于机械力破坏了淀粉的结晶结构，使淀粉结晶度降低，糊化温度降低。糊化焓ΔH也显著降低。也发现，超微粉碎后的小麦淀粉糊化焓ΔH显著降低，这是由于其结晶结构被破坏。
结束语
高压均质技术在材料合成和食品加工等领域得到了广泛应用。在材料合成中，高压均质技术通过改变材料的晶体结构来提高反应活性，从而达到促进材料合成的目的。在淀粉改性中，高压均质技术通过改变淀粉的颗粒粒径、颗粒微观结构、晶体结构和分子结构等结构特征，达到改变淀粉的糊化特性、热力学特性和消化性的目的，从而改善淀粉的功能特性或制备具有特定功能特性的改性淀粉。
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