乙酰化双淀粉己二酸酯糯米粉乙酰基含量的影响因素

万建华，曹镜明，曹轩承

（江苏宝宝宿迁国民生物科技有限公司，江苏宿迁223800）

乙酰化双淀粉己二酸酯糯米粉乙酰基含量的影响因素

万建华，曹镜明*，曹轩承

（江苏宝宝宿迁国民生物科技有限公司，江苏宿迁223800）

以优质粳糯米为原料，采用酸碱滴定法测定乙酰化双淀粉己二酸酯糯米粉乙酰基含量，通过研究，得到影响乙酰化双淀粉己二酸酯糯米粉乙酰基含量的因素分别为：米浆波美度、反应温度、反应pH值、混酐添加量。得出结论：符合产品应用要求的，最佳最经济的参数分别为：米浆波美度22°Bé，反应温度20℃，反应pH 8.5，混酐最经济的添加量3%。

乙酰化双淀粉己二酸酯；波美度；温度；pH值

Abstract：To high-quality japonica glutinous rice as the raw material，acetyl content of acetylated distarch adipate glutinous rice powder was determinated by acid-base titration method.Through research，the influence factors of acetyl content of acetylated distarch adipate glutinous rice powder were obtained that they were the rice milk baume degrees，reaction temperature，reaction pH and the addition amount of mixed anhydride.The conclusions were drawn that met the requirements of product application，the best and most economical parameters were that the rice milk baume degrees was 22°Bé reaction temperature was 20℃，reaction pH was 8.5，the addition amount of mixed anhydride was 3%.

Key words：acetylated distarch adipate；baume degree；temperature；pH value

乙酰化双淀粉己二酸酯糯米粉，又称双重变性糯米粉，是一种用途广泛的化学变性淀粉，产品不仅具有糯米固有的特性，比如清香、糯性、黏性等，还具有变性淀粉良好的抗老化、成型性等特性，可应用麻薯、青团等糕点的加工。淀粉颗粒在适当温度下（一般为60℃～80℃）在水中溶胀、分裂、形成均匀糊状溶液的作用称为糊化。糊化的本质是淀粉颗粒中有序及无序态的淀粉分子之间的氢键断开，分散在水中成为胶体溶液。糊化的过程可分为3个阶段：1）可逆吸水阶段，水分进入淀粉颗粒的非晶质部分，体积略有膨胀，此时冷却干燥，颗粒可以复原，双折射现象不变；2）不可逆吸水阶段，随着温度升高，水分进入淀粉微晶间隙，不可逆地大量吸水，双折射现象逐渐模糊以至消失，亦称结晶“溶解”，淀粉粒胀至原始体积的50倍～100倍；3）淀粉粒最后解体，淀粉分子全部进入溶液。以糯米为原料，经过混酐交联酯化而得到的变性淀粉成为乙酰化双淀粉己二酸酯糯米粉。

乙酰化双淀粉己二酸酯糯米粉乙酰基含量的测定方法主要有酸碱滴定法和酶法，以酸碱滴定法居多，其原理是用碱将乙酰基基团断开，用酸滴定反应所产生的乙酸或乙酸盐即可计算出乙酰基含量。本文旨在研究影响乙酰化二淀粉磷酸酯糯米粉乙酰基含量的因素，以期找到一组最佳的参数，从而提高乙酰化二淀粉磷酸酯糯米粉产品质量，降低生产成本。故本研究的意义重大。

1 材料与方法

1.1 材料

粳糯米（太湖糯）：江苏宝宝宿迁国民生物科技有限公司自建基地；混碱[氢氧化钠∶碳酸钠=1∶1（质量比）]、混酐[己二酸∶醋酐=1∶9（质量比）]、10%盐酸、1% 酚酞指示剂、0.1、0.5 mol/L NaOH、0.5 mol/L HCl。

1.2 设备

投料罐（4 m3）、浸泡罐（4 m3）、反应罐（15 m3）：南通罗盖特生物科技有限公司；米浆粉碎机（514）：江阴市宝利机械制造有限公司；浓浆泵（1-1B）：浙江扬子江泵业有限公司；旋流洗涤机、锅炉（DZL4-1.27-A-Ⅱ）：南通锅炉厂；离心机（SS1000-N）：张家港沪江离心机制造有限公司；气流干燥机（XSG-5）：常州市恒海干燥设备有限公司；圆筛（180A）：新乡海利振动筛有限公司。

1.3 检测仪器

分析天平（精度0.1 mg）、250 mL具塞锥形瓶、25mL大肚吸管、50 mL酸式滴定管、磁力搅拌器（上海皓庄仪器有限公司78-1）。

1.4 方法

1.4.1 工艺流程

将糯米经洗米机水洗后，置于浸泡桶浸泡4 h～6 h，沥干水后，同水混合，粉碎打浆，将米浆输送到反应罐中，用混碱调节米浆pH值，加入混酐反应，维持pH值，加完后，维持反应15 min，用盐酸调节pH值至中性，经过旋流洗涤机洗涤，然后经离心机脱水，然后采用气流式干燥机烘干，过筛包装得到成品。

1.4.2 乙酰基含量测定

称5.000 0 g样品于250 mL具塞锥形瓶中，加入50 mL蒸馏水或去离子水并将其放在磁力搅拌器上，加入5滴1%酚酞指示剂，加入0.1 mol/L的NaOH直到出现稳定的粉色，用大肚吸管移取25.0 mL 0.5 mol/L的NaOH，盖紧锥形瓶塞，在磁力搅拌器上搅拌30 min，用蒸馏水或去离子水冲洗锥形瓶塞和瓶的侧壁，被皂化后的样品中含有过量的碱，用0.5 mol/L的HCl滴定至粉红色消失，同时需做空白样和平行样。

式中：A为空白消耗0.5 mol/L盐酸的体积，mL；B为试样消耗0.5 mol/L盐酸的体积，mL；g为试样重，g；DM 为干基含量（不带百分号）；CHCl(标定值)为标定后的盐酸的浓度，mol/L；CNaOH(标定值)为标定后的氢氧化钠的浓度，mol/L。

1.5 工艺参数的选择

1.5.1 米浆波美度的确定

分别控制打米后米浆的波美度为16、18、20、22、24°Bé，选择反应温度为20℃，反应pH值为8.5，混酐添加量为3%，将得到的成品检测其乙酰基含量。

1.5.2 反应温度的确定

分别控制反应温度为 0、10、20、30、40 ℃，选择米浆波美度为22°Bé，反应pH值为8.5，混酐添加量为3%，将得到的成品检测其乙酰基含量。

1.5.3 反应pH值的确定

分别控制反应 pH 值为 7.5、8.0、8.5、9.0、9.5，选择米浆波美度为22°Bé，反应温度为20℃，混酐添加量为3%，将得到的成品检测其乙酰基含量。

1.5.4 混酐添加量的确定

分别控制混酐添加量为1%、2%、3%、4%、5%，选择米浆波美度为22°Bé，反应温度为20℃，反应pH值为8.5，将得到的成品检测其乙酰基含量。

1.5.5 正交试验设计

由单因素试验结果，选择米浆波美度（A）、反应温度（B）、反应 pH 值（C）和混酐添加量（D）这 4个因素适当的3个水平，按L9（34）正交表设计正交试验，因素水平见表1所示。

2 结果与讨论

2.1 米浆波美度的确定

米浆波美度对乙酰基含量的影响见图1。

表1 四因素三水平正交设计Table 1 The orthogonal design of four factors&three levels

图1 米浆波美度对乙酰基含量的影响Fig.1 Effect of rice milk Baume degree on acetyl content

由图1可看出，米浆波美度在16°Bé～22°Bé时，随着米浆波美度的提高，乙酰基含量逐渐升高，当米浆波美度超过22°Bé时，乙酰基含量提高并不明显，且乙酰基含量≥1.0%时，已符合产品应用的要求，所以综合成本等各方面考虑，一般认为22°Bé为米浆的最佳波美度。

2.2 反应温度的确定

反应温度对乙酰基含量的影响见图2。

图2 反应温度对乙酰基含量的影响Fig.2 Effect of reaction temperature on acetyl content

由图2可知，随着反应温度的升高，乙酰基含量逐渐减低，在反应温度达到30℃后，降低得比较明显，当乙酰基含量≥1.0%时符合产品应用的要求，所以综合成本方面等考虑，一般认为20℃为最佳的反应温度。

2.3 反应pH值的确定

反应pH值对乙酰基含量的影响见图3。

图3 反应pH值对乙酰基含量的影响Fig.3 Effect of of reaction pH value on acetyl content

由图3可以看出，在弱碱性范围内，由于随着反应pH值的逐渐提高，乙酰基含量先是提高，然后逐渐减低，在pH 8.5时达到最大水平，且符合产品应用的要求，所以综合成本等方面考虑，一般认为pH 8.5为最经济的反应温度。

2.4 混酐添加量的确定

混酐添加量对乙酰基含量的影响见图4。

图4 混酐添加量对乙酰基含量的影响Fig.4 Effect of acetyl content of mixed anhydride addition

由图4可以看出，由于混酐添加量的提高，乙酰基含量逐渐提高，在混酐添加量达到3%时为1.12%，大于1.0%，已符合产品应用的要求，所以综合成本等方面考虑，一般认为3%为混酐最经济的添加量。

2.5 正交试验结果及分析

正交试验结果如表2及图5所示。

表2 正交试验结果Table 2 The results of orthogonal design

图5 正交试验水平趋势图Fig.5 The level-trend graphs of orthogonal design

由表2和图5可知，极差的决定因素的顺序（使得乙酰化双淀粉己二酸酯糯米粉乙酰基含量升高的顺序，以下同）为：A＞C＞D＞B，即米浆波美度＞反应 pH 值＞混酐添加量＞反应温度。这说明，米浆波美度和反应pH值是影响乙酰化双淀粉己二酸酯糯米粉乙酰基含量的最主要因素，而混酐添加量和反应温度是影响乙酰化双淀粉己二酸酯糯米粉乙酰基含量的次要因素。虽然混酐添加量的增加会使乙酰化双淀粉己二酸酯糯米粉乙酰基含量有少量增加，但是混酐添加量的增加会提高成本，而反应pH值的提高会增加碱的用量，从而增加成本，而对乙酰基的提高帮助毫无帮助。综合成本等各方面考虑，故应选择米浆波美度为22°Bé，反应温度为20℃，反应pH值为8.5，混酐添加量为3%为宜，此条件下乙酰基含量可达1.1%。

3 讨论

综上试验结果，可以确定影响乙酰化双淀粉己二酸酯糯米粉乙酰基含量的因素为：米浆波美度、反应温度、反应pH值、混酐添加量。乙酰化双淀粉己二酸酯糯米粉乙酰基含量随着米浆波美度的提高而提高，到米浆波美度达到22°Bé后影响不大；乙酰化双淀粉己二酸酯糯米粉乙酰基含量随着反应温度的升高而减低；乙酰化双淀粉己二酸酯糯米粉乙酰基含量在弱碱性环境下，随着反应pH值的提高而提高，到pH8.5时达到最大，而后慢慢降低；乙酰化双淀粉己二酸酯糯米粉乙酰基含量随着混酐添加量的提高而提高，其添加量为3%时最为经济。

4 结论

本试验研究了影响乙酰化双淀粉己二酸酯糯米粉乙酰基含量的因素，通过改变米浆波美度、反应温度、反应pH值、混酐添加量等参数，采用酸碱滴定法测定其乙酰基含量。得出结论：符合产品应用要求的，最佳最经济的参数分别为：米浆波美度为22°Bé，反应温度为20℃，反应pH值为8.5，混酐添加量为3%。

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Influence Factors on Acetylation Content of Acetylated Starch Adipate Rice Flour

WAN Jian-hua，CAO Jing-ming*，CAO Xuan-cheng
（Suqian Guomin Biotechnology Co.，Ltd.of Jiangsu Baobao，Suqian 223800，Jiangsu，China）

2017-02-22

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.20.026

万建华（1979—），男（汉），工程师，硕士研究生，研究方向：稻米制品精深加工。

*通信作者：曹镜明，男（汉），教授，研究方向：稻米制品精深加工。