高静压致淀粉重结晶过程微观结构的重建及变化机理研究

本项目对高静压导致淀粉重结晶的微观结构变化进行系统研究，建立高静压致淀粉重结晶的相关理论。选择不同类型、不同链/支比的三种淀粉为研究对象，即A型全支链糯玉米淀粉（100%支链），B型高直链玉米淀粉（30%支链）及C型绿豆淀粉（70%支链）进行高静压处理，系统分析处理压力、水分含量、贮存温度和贮存时间四组外因变量对淀粉类型、链/支比例和链/脂复合物三组内因的影响。利用差示扫描量热仪、X－衍射仪、核磁共振仪、偏光显微镜、扫描电镜等仪器设备，分析淀粉重结晶过程中的分子结构变化及其焓变，探讨其间关系；建立重结晶分子结构变化、重结晶热力学及动力学理论，提出在某种特定条件下，高静压淀粉不发生重结晶的科学观点；分析重结晶淀粉内部晶体结构，外部形态结构及其性质变化规律；建立微观结构与宏观性质之间的关系，为产品的加工及保藏提供理论指导。

（1） 揭示淀粉高静压（High Hydrostatic Pressure，HHP）处理的“四步发展阶段”：压缩韧化-结晶解体-膨胀糊化-重结晶 .压缩韧化阶段：施加的压力能够抑制淀粉颗粒膨胀，颗粒内部有序化加强，结晶度增加；结晶解体阶段：内部结晶结构解体，外部颗粒形态完整，是非晶颗粒态淀粉的形成阶段；膨胀糊化阶段：颗粒膨胀，崩解，破裂；重结晶阶段：颗粒聚集，重新有序化排列。600 MPa以下的HHP处理对不同类型的淀粉影响显著不同。糯玉米淀粉经历压缩韧化（≤300 MPa）-晶体解体（450 MPa）-膨胀糊化（≥600 MPa）-重结晶过程。HylonⅦ淀粉只处于压缩韧化阶段。木薯淀粉经历压缩韧化（≤300 MPa）-晶体解体（450 MPa~600 MPa）过程。对于任何淀粉，只要压力足够大，都能够完成四步发展阶段，只是不同淀粉的各阶段所需压力不同。.（2）水分对HHP淀粉重结晶的影响.淀粉与水分的质量比（粉水比）为30%及50%时，样品发生结晶解体及溶胀现象。糯玉米淀粉重结晶程度由大到小的顺序为40%>30%>50%；木薯淀粉颗粒结晶结构解体程度由大到小的顺序为30%>40%>50%，只有30%的木薯淀粉在高静压处理后发生重结晶，即只有30%的木薯淀粉经历了完整的四阶段。.（3）HHP淀粉重结晶热力学及动力学.糯玉米及木薯淀粉4 oC重结晶后峰值粘度（PV）、谷粘度（TV）、最终粘度（FV）比25 oC 重结晶后大。韧化阶段吸热峰比原淀粉的窄而尖，焓值增加；结晶解体阶段吸热峰消失；重结晶阶段显示多重吸热峰。.（4）提出HHP糊化后的木薯淀粉短期内不发生重结晶的科学观点.糯玉米淀粉重结晶于颗粒内部，且卸压后立即发生；木薯淀粉重结晶于颗粒之间，且短期内（8天）不发生；4 oC比25 oC的重结晶程度大；不同干燥方法中，冷冻干燥重结晶程度最小，空气自然干燥最大，热风干燥介于中间。.（5） HHP重结晶淀粉的宏观性质. 对于淀粉糊粘度性质参数PV、TV、FV、崩解值（BD）及回生值（SB），韧化阶段及结晶解体阶段比原淀粉的小；结晶解体阶段比韧化阶段的值小；重结晶阶段显著增加。.（6）极端HHP对 HylonVII淀粉的重结晶作用.HylonVII淀粉在1200 MPa处理后，颗粒结晶结构瓦解。流变及糊粘度性质，即使与95 oC的热效应协同作用，