氣流超微粉碎對玉米淀粉微觀結構及老化特性影響

　　淀粉為天然高分子多晶聚合物，由直鏈淀粉和支鏈淀粉分子形成特定三維空間結構，組成淀粉顆粒結晶區和無定形區。受制于其多晶體系結構，天然淀粉存在不溶于冷水，成膜性、加工性及貯存性能差、凝膠易凝沉等缺陷，不適用于現代新技術、新工藝、新產品的開發應用。淀粉顆粒中直鏈淀粉和支鏈淀粉的分子結構特征和特性不同，如淀粉顆粒中支鏈淀粉有助于提高淀粉溶脹能力，直鏈淀粉則起抑制作用;淀粉糊化過程中，支鏈淀粉主要存在于溶脹顆粒中，而部分直鏈淀粉游離到顆粒外部形成連續膠體相。同種淀粉中直鏈淀粉含量不同使淀粉分子結構和組成發生變化，產生個體差異。玉米淀粉具有較優的化學成分和較廣的應用領域，純度達99.5%，依據其組成中直鏈淀粉和支鏈淀粉含量差異，可分為蠟質玉米淀粉、普通玉米淀粉和高直鏈玉米淀粉3 種常見類型。蠟質玉米淀粉中幾乎不含直鏈淀粉，普通玉米淀粉中含有22%～28%直鏈淀粉，而高直鏈玉米淀粉中直鏈淀粉含量達到55%以上。因直鏈淀粉與支鏈淀粉結構及性質差異，使得不同鏈/支比玉米淀粉具有不同的結構和理化性質。

　　淀粉可通過物理、化學方法修飾獲得多種變性淀粉，作為原料廣泛應用于食品、醫藥等工業。氣流粉碎技術是淀粉物理改性的有效方法，是將干燥、凈化后的壓縮氣體通過設定噴嘴產生高速氣流，在粉碎設備腔內帶動粉體顆粒高速運動，使顆粒受到沖擊碰撞、摩擦、剪切等作用而被粉碎，粉碎顆粒隨氣流被分級并收集。氣流粉碎是制備超微粉體的有效手段之一，產品平均粒徑為0.1～10 µm，粉碎過程中產生機械力化學現象，使粉碎物料理化性質發生變化。氣流粉碎技術具有產品粒度細、分布窄、精度高、均勻性與分散性好及生產能力和自動化程度高等特點，在食品、醫藥等領域應用廣泛。Protonotariou和Angelidis等利用氣流粉碎小麥粉，處理后粉體顆粒減小，持水量增大，糊化溫度降低，微細化小麥粉更適于烘焙面包應用。Araki和Ashida等利用氣流粉碎獲得微細化大米粉和米糠，并制作大米粉面包和米糠面包，所得產品質地柔軟、色澤好、口感細膩、體積大。Antonios等利用氣流粉碎大麥粉和黑麥粉，獲得的微細化大麥粉和黑麥粉粒度明顯減小，損傷淀粉含量增加，粉體密度增大;Syahrizal等利用氣流粉碎處理脫脂大豆，處理后粉體溶解性、持水性和持油性增加，苦澀味降低;Xia Wen等利用氣流粉碎木薯淀粉，處理后淀粉晶體結構受到破壞，分子鏈降解，淀粉糊黏度降低并存在剪切稀化行為;吳俊利用沖擊板式機氣流粉碎機粉碎玉米淀粉，處理后粉體晶體結構受到破壞，支鏈淀粉發生斷裂，分子質量降低。

　　利用流化床氣流粉碎機對普通玉米淀粉、高直鏈玉米淀粉和蠟質玉米淀粉進行微細化處理，對處理后淀粉顆粒大小、形貌、溶解度、膨脹度、凍融穩定性等結構及理化性質進行了研究。但缺少對3 種淀粉分子基團、分子質量大小及分布、淀粉老化特性等結構和性質進行表征和分析，以及氣流粉碎對不同鏈/支比淀粉作用效果的差異分析。因此，為進一步探究氣流超微粉碎對蠟質玉米淀粉、普通玉米淀粉和高直鏈玉米淀粉結構及性質的影響，以及分析不同鏈/支比淀粉作用效果差異，本實驗利用流化床氣流粉碎機制備超微粉，研究微細化處理對淀粉顆粒形貌、晶體結構、分子基團結構、分子質量等微觀結構及老化特性，為拓展淀粉資源的理論研究及深度開發利用提供理論與實踐指導。

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