气流超微粉碎对玉米淀粉微观结构及老化特性影响

　　淀粉为天然高分子多晶聚合物，由直链淀粉和支链淀粉分子形成特定三维空间结构，组成淀粉颗粒结晶区和无定形区。受制于其多晶体系结构，天然淀粉存在不溶于冷水，成膜性、加工性及贮存性能差、凝胶易凝沉等缺陷，不适用于现代新技术、新工艺、新产品的开发应用。淀粉颗粒中直链淀粉和支链淀粉的分子结构特征和特性不同，如淀粉颗粒中支链淀粉有助于提高淀粉溶胀能力，直链淀粉则起抑制作用;淀粉糊化过程中，支链淀粉主要存在于溶胀颗粒中，而部分直链淀粉游离到颗粒外部形成连续胶体相。同种淀粉中直链淀粉含量不同使淀粉分子结构和组成发生变化，产生个体差异。玉米淀粉具有较优的化学成分和较广的应用领域，纯度达99.5%，依据其组成中直链淀粉和支链淀粉含量差异，可分为蜡质玉米淀粉、普通玉米淀粉和高直链玉米淀粉3 种常见类型。蜡质玉米淀粉中几乎不含直链淀粉，普通玉米淀粉中含有22%～28%直链淀粉，而高直链玉米淀粉中直链淀粉含量达到55%以上。因直链淀粉与支链淀粉结构及性质差异，使得不同链/支比玉米淀粉具有不同的结构和理化性质。

　　淀粉可通过物理、化学方法修饰获得多种变性淀粉，作为原料广泛应用于食品、医药等工业。气流粉碎技术是淀粉物理改性的有效方法，是将干燥、净化后的压缩气体通过设定喷嘴产生高速气流，在粉碎设备腔内带动粉体颗粒高速运动，使颗粒受到冲击碰撞、摩擦、剪切等作用而被粉碎，粉碎颗粒随气流被分级并收集。气流粉碎是制备超微粉体的有效手段之一，产品平均粒径为0.1～10 µm，粉碎过程中产生机械力化学现象，使粉碎物料理化性质发生变化。气流粉碎技术具有产品粒度细、分布窄、精度高、均匀性与分散性好及生产能力和自动化程度高等特点，在食品、医药等领域应用广泛。Protonotariou和Angelidis等利用气流粉碎小麦粉，处理后粉体颗粒减小，持水量增大，糊化温度降低，微细化小麦粉更适于烘焙面包应用。Araki和Ashida等利用气流粉碎获得微细化大米粉和米糠，并制作大米粉面包和米糠面包，所得产品质地柔软、色泽好、口感细腻、体积大。Antonios等利用气流粉碎大麦粉和黑麦粉，获得的微细化大麦粉和黑麦粉粒度明显减小，损伤淀粉含量增加，粉体密度增大;Syahrizal等利用气流粉碎处理脱脂大豆，处理后粉体溶解性、持水性和持油性增加，苦涩味降低;Xia Wen等利用气流粉碎木薯淀粉，处理后淀粉晶体结构受到破坏，分子链降解，淀粉糊黏度降低并存在剪切稀化行为;吴俊利用冲击板式机气流粉碎机粉碎玉米淀粉，处理后粉体晶体结构受到破坏，支链淀粉发生断裂，分子质量降低。

　　利用流化床气流粉碎机对普通玉米淀粉、高直链玉米淀粉和蜡质玉米淀粉进行微细化处理，对处理后淀粉颗粒大小、形貌、溶解度、膨胀度、冻融稳定性等结构及理化性质进行了研究。但缺少对3 种淀粉分子基团、分子质量大小及分布、淀粉老化特性等结构和性质进行表征和分析，以及气流粉碎对不同链/支比淀粉作用效果的差异分析。因此，为进一步探究气流超微粉碎对蜡质玉米淀粉、普通玉米淀粉和高直链玉米淀粉结构及性质的影响，以及分析不同链/支比淀粉作用效果差异，本实验利用流化床气流粉碎机制备超微粉，研究微细化处理对淀粉颗粒形貌、晶体结构、分子基团结构、分子质量等微观结构及老化特性，为拓展淀粉资源的理论研究及深度开发利用提供理论与实践指导。

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