陳江楓，陳明育，玉瓊廣，馮琳，梁著棋，曾成偉

（廣西明陽生化科技股份有限公司，廣西南寧 530226）

摘要：分別選取國內外四種不同產地的木薯原淀粉，采用 Brabender 粘度儀和 NDJ-79 型粘度儀對這四種木薯淀粉原料及其乙酰 化己二酸雙淀粉酯的粘度及糊化溫度等指標進行分析：廣西產的木薯原淀粉具有的較高峰值粘度和較低的糊化溫度。在同一工藝條件 下，不同產地的木薯淀粉原料對變性淀粉的影響最大。

關鍵詞：木薯淀粉；醋酸酐；己二酸；酯化反應；交聯反應；粘度；糊化溫度

文章篇號：1673-9078(2010)10-1100-1103

Investigation of the Viscosity and Gelatinization Temperature of Four

Kinds of Esterified and Cross-linked Cassava Starch

CHEN Jiang-feng, CHEN Ming-yu, YU Qiong-guang, FENG Lin, LIANG Zhu-qi, ZENG Cheng-wei (Mingyang Biotechnology Co. Ltd., Nanning 530226, China)

Abstract: Raw cassava starch samples from four sources were treated by esterification and cross-linking treatments. And the viscosity and gelatinization temperatures of the raw and modified cassava starch samples were determined using Brabender and NDJ-79 analysers. Results showed that the raw cassava starch sampled from Guangx province had the highest peak viscosity and lower gelatinization temperature. Under the same modification conditions, the source of the cassava starch showed the highest effect on the properties of the modified cassava starch.

Key words: cassava starch; Acetic anhydride; adipic acid; esterification; cross-linking; viscosity; gelatinizaiton temperature

木薯，別名木蕃薯、樹薯，在植物分類學上屬雙 子葉植物綱(Dicotyledoneae)、薔薇亞綱(Rosedae)、大戟 目 (Euphorbiales)、 大戟 科 (Euphorbiaceae)、 木薯 屬 (Manihot)植物，屬內有150多個種，其中僅木薯(Manihot esculenta crantz)為唯一的栽培種[1~2]。從木薯根塊中提 取的木薯淀粉呈白色、無異味，蒸煮后形成的漿糊清 澈透明，由于木薯原淀粉中支鏈淀粉與直鏈淀粉的比 率高達80:20，因此具有很高的尖峰粘度。木薯淀粉具 有許多優良特性適合加工變性淀粉，目前我國木薯變 性淀粉產量已占變性淀粉總產量40%[3]。酯化交聯淀粉 應用于腸類生產，利用其較強的持水性和良好的凍融 穩定性，可使產品具有良好的切片性，增強制品的彈 性、韌性及結著性，提高保水、保油性等[4]。能顯著改 善肉糜的持水性和乳化性，并能使肉糜制品具有良好 的組織狀態和口感[5]。所以乙酰化交聯淀粉的應用越越 來越廣泛，研究也不斷深入。

乙酰化淀粉是指用酯化劑如醋酸酐與淀粉的葡萄 糖羥基作用，發生酯化取代反應而生成的淀粉衍生物。

收稿日期：2010-07-07 作者簡介：陳江楓（1976-），男，工程碩士，工程師，研究方向：變性淀粉 技術

乙酰化作用的發生，使得淀粉分子鏈上接上了乙酰基 基團，提高了淀粉的親水性[4]。酯化作用為淀粉鏈接上 新的分枝。新分枝基團的特性會影響到整個淀粉分子 的性質[5]。所以在糊化時，水分子易于進入淀粉分子間， 導致了糊化溫度的降低。乙酰基基團在提高淀粉親水 性的同時，也改變了淀粉分子的空間結構，增加了淀 粉鏈的分枝長度從而使淀粉的粘度上升[6]。在淀粉分子 中引入少量的酯基團，會阻止或減少鏈淀粉分子間通 過氫鍵締合。木薯醋酸酯淀粉的熱糊穩定性都得到了 明顯的提高，冷糊穩定性也有了提高。而凝膠性卻有 所下降，但與取代度的關系不大。因此，引入乙酰基 后，木薯醋酸酯淀粉的粘度特性有了很大的改善，適 用于作增稠劑[7]。

交聯淀粉是淀粉的醇羥基與交聯劑的多元官能團 形醚鍵或二酯鍵，使兩個或兩個以上的淀粉分子之間 “架橋”在一起，呈多維空間網絡結構的反應，交聯作用 是指在分子之間架橋形成化學鍵，加強分子之間氫鍵 的作用，當交聯淀粉在水中加熱時，可以使氫鍵盤變 弱甚至破壞，然而由于化學架橋的存在，淀粉的顆粒 將不同程度地保持不變[8]。

1 材料與方法

1.1 材料、儀器與試劑

1.1.1 原料

南寧產木薯淀粉，廣西明陽生化科技股份有限公 司；隆安產木薯淀粉，廣西鳴浩淀粉廠；越南產木薯 淀粉，越南五葉公司；泰國產木薯淀粉，泰國太陽花 公司。

1.1.2 儀器

Brabender VISCOGRAPH-E 型 粘 度 計 ， 德 國 Brabender 公司；低溫冷卻循環泵，無錫晟澤理化器械 有限公司；電子天平，美國雙杰兄弟（集團）有限公 司；SHB-1388 循環水式多用真空泵，河南鞏義市予 華儀器有限責任公司；DHS-3C 精密 pH 計，上海雷磁 儀器廠；HH-S 數顯水浴鍋，江蘇省金壇市醫療儀器 廠；S312 數顯恒速攪拌器，上海申生科技有限公司； NDJ-79 型粘度計，上海同濟大學機電廠；JB-2 恒溫 磁力攪拌器，上海雷磁新涇儀器有限公司；101-2-s-Ⅱ 型電熱恒溫鼓風干燥箱，上海躍進醫療器械廠。

1.1.3 試劑

己二酸、醋酸酐、鹽酸、燒堿等均為工業級。

1.2 試驗方法

1.2.1 試劑的混合與反應 將醋酸酐與己二酸按20:1混合比例倒入錐型瓶中， 用蓋子蓋緊，然后在恒溫30 ℃下用磁力攪拌器攪拌， 待兩種固體完全溶解后備用。

1.2.2 復合變性淀粉的制備

用燒杯稱取一定量的淀粉，配成36~40%的濃度， 在低溫冷卻循環泵用恒速攪拌器按攪拌速度400 r/min 左右恒速攪拌，用3%的稀堿把淀粉漿的pH值調到堿 性，攪拌10 min，加入醋酸酐與己二酸已經混合好的混 合液（注：簡稱（醋-己）混合液，一邊加(醋-己)混合 液一邊加3%的稀堿，保持整個漿液的pH值在9~9.5，溫 度保持在20~25 ℃，在1 h內加完，加完（醋-己）后再 保持pH值堿性反應30 min，然后將溫度調節到 25~30 ℃，一邊加入醋酸酐，一邊加3%的稀堿，保持 整個漿液的pH值在8~9，在30 min到1 h內加完藥品，加 完藥后保持pH值在堿性30 min，中和、清洗，過濾， 在干燥箱中45 ℃下烘干到水分為10%左右，粉碎，過 100目篩，得成品。

1.2.3 Brabender粘度的檢測方法 打開粘度計操作程序，設置轉速為 75 r/min，升 降溫速度為 2.0 ℃/min，測試范圍700 cmg，起始測試 溫度為45 ℃，升溫至92 ℃后保溫15 min，降溫至50 ℃ 后再保溫10 min，點擊“開始測試”選項至自動歸零；抬 高粘度計上部分（即測量探針），按含固率為6%，總體 積為450 mL配制溶液，將配制好的待測溶液轉移至樣 品缽，壓下粘度計上部分，直至與樣品缽卡住密合， 樣品缽開始自動旋轉，測試開始；當溫度升至45 ℃時 按設置要求開始由電腦程序自動測粘度曲線；測試結 束后，保存測試結果，讀取峰值粘度和糊化溫度數據。

1.2.4 NDJ-79型熱粘度的檢測方法

在 1000 mL 三口燒瓶中調漿，含固率為 6%，電 動攪拌速度 400~500 r/min，用水浴加熱，等升溫至為 95 ℃時，保持此溫度 60 min，用注射器抽取約 30 mL 試液注入旋轉粘度計中,（粘度計夾層中通入熱水，保 持其溫度為 95 ℃)，調節粘度計指針至 0 點處，按下 旋轉粘度計開關，讀數即得其粘度。

2 結果與討論

2.1 四種木薯淀粉 Brabender 曲線圖

木薯原料性能的好壞是影響其變性淀粉的重要 因素，為了獲得更低糊化溫度和較的高峰值粘度的木 薯變性淀粉，在生產上，首先要對木薯淀粉原料的糊 化溫度、峰值粘度及熱粘度等指標進行分析，從而選 擇品質較好的木薯原淀粉作為生產的原料。因此采用 Brabender 和 NDJ-79 型粘度儀對四種木薯淀粉的糊化 溫度和粘度進行研究，從而選擇具有低糊化溫度、高 峰值粘度及高熱粘度的木薯淀粉作為生產原料，生產 出具有優良性能的乙酰化交聯變性淀粉，以下為四種 木薯淀粉的 Brabender 粘度曲線對比圖及分析。

木薯原淀粉在糊化溫度、峰值粘度及熱粘度等指 標還是有比較大的差異，主要影響因素主要是氣候條 件以及木薯品種不一樣，如東南亞各國的木薯屬于白 皮薯，而國內廣西產的木薯淀粉屬于黃皮薯，由于存 在這種氣候、地域和品種的差異性，木薯原淀粉的指 標就存很大的差異。