淀粉（Starch）是世界上非常豐富的可再生資源之一，淀粉是由葡萄糖分子的聚合形成的，葡萄糖分子是細胞中碳水化合物最平常的儲存形式。淀粉分為直鏈淀粉和支鏈淀粉兩種類。直鏈淀粉是沒有分支的螺旋的結構；支鏈淀粉則是通過a-1，4-糖苷鍵組合24～30個葡萄糖殘基形成的，a-1，6-糖苷鍵連接支鏈淀粉分支處的葡萄糖殘基。

淀粉是一種來自谷物和塊莖作物的生物聚合物，其表面是微晶束結構，由于淀粉本身具有可生物降解性、低成本等特點，淀粉除了可以當做物品食用，在工業(yè)材料中也具有著非常廣泛的應用，例如藥品、造紙紡織品、化妝品等，可用于生產(chǎn)糊精、麥芽糖、葡萄糖、酒精等，也可以用于制備印花漿、紡織品的上漿、紙張的上膠、藥片的壓制等。淀粉一直在我們的日常生產(chǎn)生活中發(fā)揮著不可替代的作用，但是，隨著科學技術的不斷發(fā)展以及現(xiàn)代工業(yè)技術的不斷更新，人們對淀粉的需求不再單單只是用作能量供給，原生淀粉已無法滿足工業(yè)發(fā)展對淀粉的需求。為此，從上世紀開始，不少國內(nèi)外學者便開始把目光投向淀粉的變性研究，目前，淀粉的變性研究已經(jīng)取得了不錯的成績，一系列變性淀粉產(chǎn)品已經(jīng)問世并且在生產(chǎn)生活中得以應用，多孔淀粉就是其中之一。

多孔淀粉（PS）是一種新型的改性淀粉材料，是指以生淀粉為原材料，通過物理、化學、生物等手段，使淀粉顆粒表面直至中心都形成數(shù)量很多、雜亂無序、橫縱貫穿的小孔，這樣的淀粉叫做多孔淀粉，因其孔直徑大小一般是幾十納米乃至幾微米，故而又稱微孔淀粉，也可被叫做有孔淀粉。多孔淀粉是酶法變性淀粉的一種，是一種表面布滿直徑為1μm左右小孔的微粒，所有孔洞容積約為微粒體積的50%。多孔淀粉在掃描電鏡觀察下，多孔淀粉表面小孔不僅數(shù)目多且孔與孔之間的間距非常小，每個孔的半徑約為0.5μm，小孔由表及里深入，一般孔隙率在50%上下，具有較大比表面積，吸附性能良好，機械強度強，有很好的研究使用價值。

本文通過對木薯淀粉的微波與超聲波處理，研究了不同功率下微波強度及不同功率下超聲波強度與時間對木薯多孔淀粉成孔的影響。進一步優(yōu)化了木薯多孔淀粉的制備工藝、提高木薯多孔淀粉品質(zhì)提供依據(jù)。

一、材料與方法

1、材料

木薯淀粉：來賓淀粉廠；磷酸氫二鈉（AR）：上海麥克林試劑公司；檸檬酸（AR）：上海麥克林試劑公司；氫氧化鈉（AR）：上海麥克林試劑公司；a-淀粉酶（BR）：上海阿拉丁生化科技股份有限公司（酶活力4000U/g）；食用油（花生油）：山東魯花集團有限公司。

2、儀器

SHB-I循環(huán)水式多用真空泵：武漢亨泰達儀器設備有限公司；DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器：鞏義市予華一起有限責任公司；SHA-B水浴恒溫震蕩器：金壇市醫(yī)療儀器廠；DZF-6010型真空干燥箱：鞏義市科瑞儀器有限公司；電子分析天平：BSA124S-CW，賽多利斯科學儀器（北京）有限公司；微量移液器：Pipet-LiteXLS，梅特勒-托利多國際有限公司，瑞士；TGL-18C高速臺式離心機：上海安亭科學儀器廠；微波反應器：XH-100A，北京祥鵠科技發(fā)展有限公司；超聲波反應器：JP-l00ST；深圳市潔盟清洗設備有限公司；掃描電子顯微鏡：SUpra55Sapphire，德國卡爾蔡司（CarlZEISS）公司；同步熱分析儀：STA449F3Jupiter，Netzsch-GeratebauGmbH，德國；Nicoletis10型傅里葉變換紅外光譜儀：美國賽默～飛世爾科技公司；X-射線多晶粉末衍射儀：MiniFlex600，RigakuCorporation，日本。

3、方法

（1）Na₂HPO₄-檸檬酸緩沖液的配置

稱取一定量的Na₂HPO₄溶解轉移至200mL容量瓶定容，配制成0.2mol/L的Na₂HPO₄溶液。稱取一定量的檸檬酸溶解轉移至250mL容量瓶定容，配制成0.1mol/L的檸檬酸溶液。利用配制好的Na₂HPO₄溶液和檸檬酸溶液按下表配制不同的磷酸氫二鈉—檸檬酸緩沖液。

（2）多孔木薯淀粉普通酶解制備方法

取一定量的木薯淀粉于150mL三角瓶中，加入一定量的pH4.6的Na₂HPO₄-檸檬酸緩沖液制成淀粉乳，置于45℃恒溫磁力攪拌器中攪拌預熱半小時，然后加入一定量的a-淀粉酶，然后置于水浴恒溫振蕩器中，在pH4.6、45℃下震蕩12h，酶解結束后立即加入一定量的4%NaOH溶液終止反應。淀粉乳經(jīng)離心沉淀（3000r/min，20min），然后放置于真空干燥箱中（50℃，0.05MPa）干燥18h，取出粉碎研磨即得多孔木薯淀粉。

（3）微波超聲波輔助制備多孔木薯淀粉方法

取10g木薯淀粉置于干凈的表面皿中，放于微波反應器（微波功率150W，1min）預處理，然后放于150mL三角瓶中，加入一定量pH的Na₂HPO₄-檸檬酸緩沖液制成淀粉乳，置于45℃恒溫磁力攪拌器中攪拌預熱半小時，然后加入一定量的a-淀粉酶，放于微波反應器中反應
一段時間，然后取出在超聲波反應器中超聲一段時間。反應結束后立即加入一定量的4%NaOH溶液終止反應。淀粉乳經(jīng)離心沉淀（3000r/min，20min），取出放于微波反應器（150W，1min）干燥，取出粉碎研磨即得微波超聲波處理過的多孔木薯淀粉。

4、多孔木薯淀粉吸油率的測定

吸油率是指多孔木薯淀粉所吸收的花生油占多孔淀粉的質(zhì)量比。取4.00mL花生油于道夫管（管重m）中，然后精確稱取1.0000g（m₁）研磨好的多孔木薯淀粉放入道夫管中，振蕩均勻，靜止1h，然后放入離心器中離心（3000r/min，20min），將上層花生油吸出，稱重道夫管與剩余物總質(zhì)量（m₂）。

二、結果與分析

1、酶解法制備多孔木薯淀粉

（1）反應溫度對吸油率的影響反應溫度選擇40℃、45℃、50℃、55℃、60℃，其他參數(shù)選擇為：反應時間10h、體系PH4.8、加酶量11U/g。吸油率如圖1所示。

從圖1中可以看出反應溫度在40℃～50℃區(qū)間，多孔木薯淀粉的吸油率隨著溫度的增加而增大，在50℃時，吸油率達到最大值，50℃之后，隨著溫度的增加而減小。這是因為a-淀粉酶隨著溫度的升高酶的活性增強，當?shù)竭_50℃時，酶的活性達到最大，之后隨著溫度的升高導致酶失活。

聲明：本文所用圖片、文字來源《中國食品添加劑》，版權歸原作者所有。如涉及作品內(nèi)容、版權等問題，請與本網(wǎng)聯(lián)系

相關鏈接：磷酸氫二鈉，氫氧化鈉，a-淀粉酶，檸檬酸