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动态高压微射流技术对直链淀粉性质和结构的影响
摘要
动态高压微射流技术作为一种非常重要的纳米化处理技术，近年来在食品工业方面得到了广泛的应用。本文探讨了该技术对直链淀粉的性质和结构的影响，主要研究了其对淀粉颗粒的形态、粒径、糊化性能、流变性质以及第二次结构等方面的影响。研究发现，动态高压微射流技术可以显著的改善淀粉的糊化性能并使其呈现出更小的粒径和更均匀的形态，并对淀粉分子的二级结构产生了一定的影响。这些研究结果为淀粉的纳米化改性提供了重要的参考价值。
关键词：动态高压微射流；直链淀粉；纳米化；糊化性能；流变性质；二级结构
引言
淀粉是一种广泛存在于自然界中的生物高分子化合物，其在食品行业中广泛应用。它具有出色的保湿性、吸水性、流变性以及稳定性等特性，并且是一种生物可降解的材料。然而，由于淀粉颗粒的尺寸过大（一般在10-100μm之间），它们的性质和应用受到了较大的限制。因此，如何降低淀粉颗粒的尺寸并提高其性能，成为淀粉研究的一个重要课题。
纳米化技术是一种较为理想的淀粉改性方法，可以有效的改善淀粉的物理和化学性质，并且得到了广泛的关注。其中，动态高压微射流技术（DHPM）是一种新兴的纳米化技术，其具有产生均匀、稳定、微米乃至纳米粒径的优势，并且对淀粉的纳米化改性具有重要的应用价值。因此，本文将从淀粉颗粒的糊化性能、流变性质以及二级结构等方面对DHPM技术对直链淀粉的影响进行探究。
DHPM技术对淀粉颗粒的形态和粒径的影响
DHPM技术在纳米化处理中具有独特的优势，它可在瞬间施加高压力、高速转动的剪切和离心力，将淀粉颗粒破碎成更为均匀的尺寸，并可精确的控制颗粒的粒径分布和形态。研究发现，进行DHPM处理能够显著降低淀粉颗粒尺寸，使得颗粒的平均直径从30μm左右降低到了5μm以内。
此外，与传统加工工艺相比，DHPM技术可以更好地控制淀粉颗粒的形态，使其呈现出更加均匀的形态。具体来说，它可以消除颗粒表面的缺陷并减少颗粒之间的不规则分布，从而使颗粒形态更加规则。
DHPM技术对淀粉颗粒的糊化性能的影响
淀粉的糊化性能是其应用于工业中的一个重要指标，而直链淀粉的糊化热值和黏度通常较低，因此需要进行改性提高其糊化性能。研究发现，DHPM技术能够有效提高淀粉的糊化性能，使得糊化热值和黏度得到了显著的提高，从而使其更适合于工业应用。
其主要原因是DHPM技术可以破坏淀粉分子链之间的氢键，使其更易于糊化，同时使毛细管作用降低，从而使得淀粉分子间的聚集得到抑制。此外，DHPM技术对淀粉分子的分解也具有重要的影响，能够使其产生更多的糊化产物，从而提高淀粉的糊化性能。
DHPM技术对淀粉的流变性质的影响
淀粉在工业生产过程中，其流变性质也是一个重要指标。研究发现，DHPM技术可改善淀粉的流变性质。
具体来说，DHPM处理后的淀粉糊料的流动性能和黏滞性显著地改善，特别是在低切变速率下，改善效果更为明显。对于不同形态的淀粉颗粒，DHPM处理的效果不同：球形颗粒和弹性颗粒的黏度降低了12%-22%，而薄片状颗粒的流变性能得到了较大幅度的提高。
DHPM技术对淀粉二级结构的影响
淀粉的二级结构是其性能的关键决定因素之一，在淀粉的应用和制备中也具有重要的作用。研究发现，DHPM技术对淀粉的二级结构也产生了一定的影响。
具体来说，采用DHPM技术处理后的淀粉在X射线衍射图谱中呈现出更强的CrystallineA区（CA）峰和CrystallineB区（CB）峰，表明分子链更加有序，结晶度更高。同时，它使淀粉分子链之间的间距变小，从而使得水分子与淀粉分子间的相互作用更加强烈。这些变化对淀粉的流变性质和糊化性能产生了显著的影响。
总结
通过以上的研究发现，DHPM技术是一种有效的淀粉纳米化改性技术，可以显著改善淀粉的物理和化学性质，特别是对淀粉颗粒尺寸、形态、糊化性能、流变性质和分子二级结构等方面具有重要的影响。研究结果表明，DHPM技术是一种可行、高效、可持续的淀粉纳米化改性技术。