丁二酸酐酯化改性糯米淀粉的研究

袁晓芸，杨波，杨光

丁二酸酐酯化改性糯米淀粉的研究

袁晓芸，杨波，杨光

（上海理工大学 健康科学与工程学院，上海 200093）

为了提高糯米淀粉的粘度，以达到标签胶的要求。对糯米淀粉进行丁二酸酐酯化改性，通过单因素试验及响应面优化确定出最佳酯化条件，测定其理化性质，并对其进行结构表征。丁二酸酐酯化改性糯米淀粉的最优工艺条件：丁二酸酐添加量（丁二酸酐占淀粉干基的质量百分比）为10.3%，酯化温度为41.5 ℃，酯化时间为2.0 h，pH为9.0，在此条件下制得的糯米淀粉胶的粘度较高，可达到61.6 Pa·s，且溶解性与溶胀度均有不同程度的提高。电镜与热力学性质分析表明，酯化后淀粉颗粒结晶结构受到破坏，表面粗糙，出现凹陷与裂缝。经过丁二酸酐酯化后，糯米淀粉胶的粘度得到提高。

糯米；淀粉；丁二酸酐；酯化；粘度；理化特性

糯米（Glutinous rice）在我国产量大，资源丰富，近年来对糯米的研究越来越多。在食品领域，糯米可以被加工成汤圆、麻球等食品以及用于生产增稠剂等食品添加剂；在材料与建筑行业，糯米还被制成胶体用于壁纸等材料的粘贴。阳元娥等[1]采用双酶法制备了低粘度辛烯基琥珀酸淀粉钠，可用作微胶囊壁材，起到保护和乳化芯材的作用[2]。现如今饮料业的快速发展带动了包装行业的发展，标签胶的需求量越来越大。目前应用较多的标签胶主要有酪素胶、化学胶及淀粉胶，由于酪素胶与化学胶的成本较高，存在污染且对人体有害，而淀粉具有安全无毒、价格低廉的优势，应用前景较好[3]。天然淀粉存在粘度较低、分散性较差等不足[4]，以其为原料制备的标签胶粘结性能较差，因此需对淀粉进行改性，从而提高淀粉胶的粘度。

与其他淀粉相比，糯米淀粉具有糊化温度低、老化速度慢等特性。淀粉的改性方法主要有物理、化学与酶改性，文中选用的方法是酯化改性，与天然淀粉相比，酯化淀粉具有更好的热稳定性、质构特性和回升特性，经过酯化的淀粉不仅粘度高、糊化温度低，且有较好的稳定性，更好地应用于食品、医药、材料、造纸等行业[5]。无机酸和有机酸常用于淀粉酯化，过去广泛使用无机酸，但是由于其对环境的污染和可能人体健康造成危害，故有机酸酯化越来越受到人们的关注[6]。

文中利用丁二酸酐对糯米淀粉进行酯化改性，利用响应面设计进一步优化工艺，从而获得粘度适中、性能较好的糯米淀粉酯，为糯米淀粉在标签胶行业的应用研究提供一定的参考价值。

1 实验

1.1 材料与仪器

主要材料：糯米，安徽燕之坊食品有限公司。

主要仪器：LC-MSH-PRO恒温磁力搅拌器，邦西仪器科技（上海）有限公司；BL600电动搅拌机，新东科学株式会社；6202粉碎机，欣镇企业有限公司；JY98-IIIDN超声波粉碎仪，上海净信实业发展有限公司；NDJ-5S旋转粘度计，上海昌吉地质仪器有限公司；pHS-3TC pH计，上海天达仪器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 糯米淀粉的提取

将干燥的糯米进行粉碎，过100目筛。称取糯米粉于锥形瓶中，加入0.1 mol/L NaOH溶液，料液比为1∶5，用磁力搅拌器于40 ℃下搅拌提取2 h，搅拌结束后进行超声波辅助处理40 min。提取结束后，3000 r/min离心15 min，弃去上清液，用药匙取出白色沉淀上方附着的黄色物质，沉淀加蒸馏水洗涤，用1 mol/L的HCL溶液调节pH至7.0左右，反复离心至沉淀为纯白色[7]。将沉淀转移至培养皿中，40 ℃烘干，粉碎过100目筛，保存备用。

1.2.2 糯米淀粉酯化改性单因素试验

以粘度为指标，研究丁二酸酐酯化改性对糯米淀粉的影响，各因素水平见表1。具体操作过程：将10 g糯米淀粉分散于40 mL超纯水中，并用超声波破碎仪使之分散均匀，样液置于恒温水浴锅中不断搅拌。按照表1中的参数，分批加入丁二酸酐（添加量以占淀粉干基的质量百分比来计算），控制在一定时间内加完，边加边用1 mol/L的NaOH溶液调节pH值[8]，使之保持在一定数值不变。待丁二酸酐添加完毕后，继续用1 mol/L的NaOH溶液调节pH值，直至pH不再下降，酯化反应结束，用体积分数为3%的HCL溶液调节pH值至7.0左右[9]，加超纯水离心洗涤。将沉淀转移至培养皿中，于40 ℃条件下烘干至质量不变，粉碎过100目筛即得酯化淀粉。

表1 单因素试验因素水平

Tab.1 Factors and levels of single factor test

1.2.3 糯米淀粉粘度测定

将淀粉配成均一稳定的10%淀粉液，置于水浴锅中加热糊化，当温度上升至95 ℃时，保温1 h，糊化结束后冷却至24 ℃左右，用旋转粘度计测定其粘度。

1.2.4 糯米淀粉酯化改性响应面优化（RSM）

以粘度为响应值进行RSM试验，对4个因素进行方差分析，见表2，通过比较值可知，各因素对淀粉粘度的影响程度为：丁二酸酐添加量>酯化温度>酯化时间>酯化反应pH，其中pH的影响最小，因此选取其他3个因素作为响应面试验的自变量。采用Box-Behnken设计三因素三水平的响应面试验，见表3。

表2 单因素（值）方差分析

Tab.2 Single factor (F value) variance analysis

表3 响应面设计因素水平

Tab.3 Factors and levels of response surface design

1.2.5 糯米淀粉扫描电镜（SEM）观察

将干燥的淀粉样品固定在粘有特定双面胶带的SEM样品台上，对样品进行喷金，采用扫描电镜观察颗粒的表面形态。

1.2.6 傅里叶变换红外光谱（FT-IR）测定

参考宫永翔[10]的方法，采用溴化钾压片法，在波长为500～4000 cm−1内对糯米淀粉的结构进行鉴定与分析。

1.2.7 溶解性与溶胀度测定

将0.2 g样品加到已称量的离心管中，加入10 mL蒸馏水，得到样品悬浮液，置于常温冷水浴（4 ℃）、20 ℃水浴与30 ℃水浴中，每隔5 min振荡、摇晃一次，30 min后取出，在室温下静置，3500 r/min离心20 min，将上清液倒入干燥平皿中，在90 ℃条件下烘干至质量不变，称量，计算样品在水中的溶解性[11]（）；将离心管中的沉淀物称量，计算其溶胀度[12]（）。根据式（1—2）计算其溶解性和溶胀度。

(1)

(2)

式中：为溶解性（%）；为溶胀度（%）；1为上清液烘干至恒质量后的质量（g）；2为样品质量（g）；3为沉淀质量（g）。

1.2.8 糯米淀粉热力学特性测定

取改性前后的糯米淀粉4 mg置于铝制坩埚内，按照样品与水质量比为1∶2进行加水，室温下密封平衡24 h，用差式扫描量热仪测定糊化热特性。扫描温度以5 ℃/min的速率从30 ℃上升至120 ℃。

1.2.9 数据处理与分析

各组实验均做3次平行，结果取平均值。用Origin 2019b软件绘图，运用SPSS Statistics 19进行单因素方差分析，用Design-Expert 8.0.6进行响应面设计与分析。

2 结果与分析

2.1 糯米淀粉酯化改性的单因素实验结果分析

固定pH为9.0，温度为40 ℃，时间为2.0 h，改变丁二酸酐添加量，其对糯米淀粉粘度的影响见图1。

由图1可知，随着丁二酸酐添加量的增加，酯化程度加深，淀粉粘度呈先上升后下降的趋势，当添加量为10%时粘度最大，达到63.1667 Pa·s。这是因为丁二酸酐酯化后，淀粉分子上引入了较多的亲水基团，增强了淀粉与水的结合能力，淀粉糊的流动性下降，并且侧链基团的引入，提高了空间位阻效应，促进了淀粉在糊化过程中形成三维网络结构，从而使粘度提高[13]。但添加量在12%时粘度下降，原因可能是酯化剂添加量过大，丁二酸酐水解反应增加，且加入碱液的量也会增大，体系浓度降低，导致粘度下降，所以最适丁二酸酐添加量为10%。

图1 丁二酸酐添加量对糯米淀粉粘度的影响

固定丁二酸酐添加量为10%，温度为40 ℃，时间为2.0 h，改变酯化反应的pH值，其对糯米淀粉粘度的影响见图2。

图2 酯化反应pH对糯米淀粉粘度的影响

淀粉酯化过程中，碱作为催化剂在反应体系中起催化作用，反应过程中要不断加碱液来中和产生的酸性物质，维持体系的碱性，同时碱性环境可以加速淀粉糊化[14]，使体系粘度增大。由图2可知，pH为7～9时，粘度呈上升趋势，当pH为9时，粘度值达到63.1667 Pa·s。但pH过高会促进水解副反应的发生，导致粘度降低，因此最适宜的pH为9，这与孙吉等[9]的研究结果基本一致。

固定丁二酸酐添加量为10%，pH为9.0，时 间为2.0 h，改变酯化温度，糯米淀粉粘度的变化见图3。

图3 酯化温度对糯米淀粉粘度的影响

由图3可知，在20～60 ℃之间，随着温度的不断升高，粘度逐渐增大，在60 ℃时粘度最大，为67.8333 Pa·s。这是因为较高的温度能够增强丁二酸酐反应活性，并且使淀粉颗粒逐渐膨胀，有利于丁二酸酐渗透到淀粉颗粒内部，增大了酯化反应的接触面积[10]，从而使粘度增大，但淀粉胶在使用过程中粘度不宜过高，60 Pa·s左右为宜，否则会影响施胶效率，所以综合考虑选择40 ℃为最适酯化温度，该条件下的粘度值为59.3 Pa·s。

固定丁二酸酐添加量为10%，pH为9.0，温度为40 ℃，改变酯化时间，其对糯米淀粉粘度的影响见图4。

图4 酯化时间对糯米淀粉粘度的影响

淀粉与丁二酸酐的酯化反应是可逆过程。由图4可知，在酯化反应初期，由于底物浓度增大，酯化程度不断增加，粘度随之增大，酯化时间为2.0 h时达到最大，其粘度值为63.7333 Pa·s。随着时间的进一步延长，产物逐渐增多，淀粉酯的水解逆反应增强，导致粘度降低，所以最适酯化时间为2.0 h。

2.2 响应面优化实验结果与分析

以丁二酸酐添加量（）、酯化温度（）、酯化时间（）为自变量，糯米淀粉的粘度（）为响应值进行RSM优化实验，其设计方案与结果见表4。

表4 响应面设计及结果

Tab.4 Response surface design and results

对以上数据进行响应面分析，结果见表5，对其进行回归分析，拟合得到三元二次方程：

=62.09+1.50×+1.72×+0.43×−0.46××−0.99××+0.12××−4.03×2−3.00×2−1.60×2。

由表5的方差分析可知，模型=0.0002<0.01，说明该模型差异表现为极显著；失拟项= 0.2934>0.05，说明相对于纯误差，失拟项不显著；相关系数2为0.9693，表明该方程的拟合度较好[15]。通过比较值发现，3个因素对糯米淀粉粘度影响的强弱为酯化温度>丁二酸酐添加量>酯化时间。

2.3 各因素的两两交互作用分析

通过响应面优化分析，得出丁二酸酐添加量、酯化温度与酯化时间3个因素之间两两交互作用对淀粉粘度的影响，见图5。

通过观察3D图中曲面的倾斜度可以判断两因素对响应值的影响程度，倾斜度越高，即坡度越陡，且颜色相对较深，说明两者交互作用越显著。由图5a可知，固定酯化时间为2.0 h时，酯化温度对淀粉粘度的影响程度大于丁二酸酐添加量。由图5b可知，固定酯化温度为40 ℃时，丁二酸酐添加量所对应的曲面弯曲程度较大，说明丁二酸酐添加量对淀粉粘度的影响程度大于酯化时间。由图5c可知，固定丁二酸酐添加量为10%时，酯化温度所对应的曲面弯曲程度较大，说明酯化温度对淀粉粘度的影响程度大于酯化时间。同时该三维图进一步验证了表5中得出的3个因素对糯米淀粉粘度影响的强弱关系为酯化温度>丁二酸酐添加量>酯化时间。利用Design-Expert 8.0.6软件优化该模型得出的最优酯化工艺：丁二酸酐添加量为10.32%，酯化温度为41.38 ℃，酯化时间为2.05 h，得到粘度的理论值为62.4656 Pa·s。

2.4 响应面实验最优条件验证

根据实际情况将工艺调整为：丁二酸酐添加量10.3%、酯化温度41.5 ℃、酯化时间2.0 h，在该条件下进行验证实验，测得的实际粘度值为61.6 mPa·s，该值与理论值相近，表明该模型对实验结果的预测较为准确。

表5 响应面方差分析

Tab.5 Analysis of variance of response surface design

注：2=0.9693，2Adj=0.9298。>0.05为影响不显著；≤0.05为影响显著，用*表示；<0.01为影响极显著，用**表示。

图5 不同因素交互作用对粘度的影响

2.5 糯米淀粉扫描电镜分析

通过电镜扫描观察到酯化改性前后糯米淀粉的颗粒形貌见图6。

原糯米淀粉见图6a，由图6a可以观察到大量完整的单个淀粉颗粒[16]，呈多面体形状，有棱角，表面较为光滑与平整，无孔隙和裂痕[17]。图6b、c、d为酯化改性糯米淀粉，放大倍数依次增大，可以看出经过酯化改性后淀粉颗粒崩解，表面粗糙，出现较大的凹陷及裂痕，表明丁二酸酐酯化改性会对淀粉颗粒造成一定程度的破坏。

2.6 糯米淀粉红外光谱分析

为了研究糯米淀粉的结构以及判断酯化反应是否成功，用傅里叶光谱分析仪测得酯化改性前后糯米淀粉的红外光谱见图7。

由图7可知，糯米淀粉在3200～3560 cm−1之间存在—OH伸缩振动峰，在1640 cm−1附近的峰为烯醇式C—O的伸缩振动吸收峰，在2930 cm−1处的峰为—CH2伸缩振动峰[17]。酯化改性后糯米淀粉在1730 cm−1与1570 cm−1处出现了新的吸收峰，前者代表酯基中C=O的伸缩振动吸收峰，表明丁二酸酐与淀粉确实发生酯化反应生成酯；后者代表羧基的不对称伸缩振动吸收峰[18-19]。

2.7 糯米淀粉的溶解性与溶胀度

为了研究糯米淀粉在不同温度下的溶解情况，测定了其在4、20、30 ℃下的溶解性和溶胀度，见图8。

由图8可知，经过丁二酸酐酯化改性后，糯米淀粉的溶解性与溶胀度均会显著提高。原因是酯化过程中淀粉分子引入了较多的亲水基团，且淀粉的结晶结构遭到破坏，游离态的水容易渗入到淀粉分子内部，进一步增强了淀粉与水的结合能力，颗粒溶胀，有利于淀粉在水中的溶解，这与卞希良等[20]研究辛烯基琥珀酸淀粉酯的溶胀性和溶解度的结果一致。另外，不同温度下淀粉的溶解度和溶胀度的大小依次为30 ℃水浴>20 ℃常温水浴>4 ℃冷水浴，即温度较低时，溶解度与溶胀度也会有所下降。

2.8 糯米淀粉的热力学特性分析

为了研究糯米淀粉的热力学性质，利用差式扫描量热仪测定淀粉在糊化过程中热流值随温度的变化见图9，以此来表征样品在加热过程中的物理和化学性质变化。

当淀粉与水持续加热过程中，会发生结构和形态的变化，包括分子链上的双螺旋结构解离导致结晶度损失[21]、吸水导致淀粉膨胀等[22]。由图9中的DSC曲线可知，原糯米淀粉在温度为70～90 ℃时存在明显的吸热峰，淀粉在温度为72.94 ℃时开始糊化，峰值温度为79.30 ℃，终止温度为87.87 ℃，糊化焓值为15.53 J/g。改性淀粉由于羟基和丁二酸酐发生酯化反应导致淀粉颗粒崩解，这从图6中的电镜照片也可观察到。酯化改性使淀粉微晶结构遭到破坏，结晶度消失，双螺旋发生解体[23]，同时酯化反应生成的大量交联产物间的键合力阻碍了淀粉受热溶胀，因此未出现明显的吸热峰，该结果与马菲[24]的研究结果相似。

图6 原糯米淀粉与酯化淀粉扫描电镜图

图7 原糯米淀粉与酯化淀粉红外光谱图

图8 不同温度处理下糯米淀粉溶解性与溶胀度的变化

图9 原糯米淀粉与酯化淀粉的DSC曲线

3 结语

通过酯化改性的单因素和响应面优化实验，得出丁二酸酐淀粉酯的最佳工艺条件：丁二酸酐添加量为10.3%，酯化温度为41.5 ℃，酯化时间为2.0 h，pH为9.0，该条件下制得的糯米淀粉的粘度较高，可达到61.6 Pa·s。结果表明，经过丁二酸酐酯化改性后糯米淀粉分子上生成了酯基，其粘度、溶解性和溶胀度均显著提高。通过扫描电镜与热力学性质分析发现酯化后的淀粉颗粒崩解，结晶结构破坏，表面形成较大的凹陷及孔洞。综上所述，丁二酸酐酯化改性能够提高糯米淀粉的粘度，使其更好地应用于标签胶行业。

[1] 阳元娥, 罗发兴, 黄强, 等. 双酶法制备低黏度辛烯基琥珀酸淀粉钠的工艺条件[J]. 湛江海洋大学学报, 2004, 24(4): 49-53.

YANG Yuan-e, LUO Fa-xing, HUANG Qiang, et al. Technical Conditions of Preparing Low Viscosity Starch Sodium Octenylsuccinate by Means of Two Enzymes[J]. Journal of Zhanjiang Ocean University, 2004, 24(4): 49-53.

[2] 石佳, 辛嘉英, 王艳, 等. 酯化改性淀粉研究进展[J]. 食品工业科技, 2014(2): 395-399.

SHI Jia, XIN Jia-ying, WANG Yan, et al. Research Progress in Esterification Starch[J]. Science and Technology of Food Industry, 2014(2): 395-399.

[3] 于虎. 改性玉米淀粉胶粘剂的研究[D].青岛: 中国海洋大学, 2009: 2-16.

YU Hu. Study on Modified Corn Starch Adhesive[D]. Tsingtao: Ocean University of China, 2009: 2-16.

[4] 张晗, 王禕天, 吴翔宇, 等. DTC类改性糯米淀粉的制备及其吸附水中Pb2+性能[J]. 化工环保, 2020, 40(5): 528-533.

ZHANG Han, WANG Yi-tian, WU Xiang-yu, et al. Preparation of DTC Type Modified Sticky Rice Starch and Its Adsorption to Pb2+in Water[J]. Environmental Protection of Chemical Industry, 2020, 40(5): 528-533.

[5] HU Ai-jun, CHEN Xin-li, WANG Ji, et al. Effects on the Structure and Properties of Native Corn Starch Modified by Enzymatic Debranching (ED), Microwave Assisted Esterification with Citric Acid (MCAE) and by the Dual ED/MCAE Treatment[J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2021, 171: 123-129.

[6] ATICHOKUDOMCHAI N, VARAVINIT S. Characterization and Utilization of Acid-Modified Cross-Linked Tapioca Starch in Pharmaceutical Tablets[J]. Carbohydrate Polymers, 2003, 53(3): 263-270.

[7] 朱文昌. 影响糯米制粉和糊化品质的因素及机理研究[D]. 武汉: 武汉轻工大学, 2018: 9-10.

ZHU Wen-chang. Study on the Factors and Mechanism Affecting the Quality of Glutinous Rice Flour Making and Gelatinization[D]. Wuhan: Wuhan Polytechnic University, 2018: 9-10.

[8] 夏凤清, 邬应龙, 卞希良. 丁二酸糯玉米淀粉酯制备以及性质的研究[J]. 粮食与饲料工业, 2006(4): 19-21.

XIA Feng-qing, WU Ying-long, BIAN Xi-liang. On Preparation and Properties of Glutinous Corn Starch Succinic Ester[J]. Cereal & Feed Industry, 2006(4): 19-21.

[9] 孙吉, 韩育梅. 丁二酸马铃薯淀粉酯的合成及性质研究[J]. 中国粮油学报, 2010, 25(1): 47-51.

SUN Ji, HAN Yu-mei. Succinic Acid- Esterified Potato Starch: Preparation and Property Study[J]. Journal of the Chinese Cereals and Oils Association, 2010, 25(1): 47-51.

[10] 宫永翔. 琥珀酸类淀粉酯制备与性能研究[D]. 石家庄: 河北科技大学, 2015: 11-12.

GONG Yong-xiang. Study on Preparation and Properties of Starch Esters of Succinate[D]. Shijiazhuang: Hebei University of Science & Technology, 2015: 11-12.

[11] 李贺. 松香酸淀粉酯的酶法制备及其结构性质的研究[D]. 南宁: 广西民族大学, 2015: 53.

LI He. Study on Enzymatic Preparation and Structural Properties of Rosin Acid Starch Ester[D]. Nanning: Guangxi University for Nationalities, 2015: 53.

[12] 陈杭. 羟丙基糯米淀粉的制备、性质及琥珀酸酯化改性研究[D]. 雅安: 四川农业大学, 2007: 27.

CHEN Hang. Preparation, Properties and Succinic Acid Esterification Modification of Hydroxypropyl Glutinous Rice Starch[D]. Ya'an: Sichuan Agricultural University, 2007: 27.

[13] 刘志军, 钱德胜, 余科. 丁二酸酯化对玉米淀粉糊凝沉特性的影响[J]. 宜春学院学报, 2016, 38(3): 36-38.

LIU Zhi-jun, QIAN De-sheng, YU Ke. Influence of Succinate on Retrogradation of Succinic Ester Corn Starch Paste[J]. Journal of Yichun University, 2016, 38(3): 36-38.

[14] 陈均志, 银鹏. 丁二酸淀粉酯制备工艺的研究[J]. 西北轻工业学院学报, 2002(4): 49-52.

CHEN Jun-zhi, YIN Peng. The Study on the Engineering Condition of Making Succinc Starich Ester[J]. Journal of Northwest Institute of Light Industry, 2002(4): 49-52.

[15] 周美, 路军, 牛黎莉, 等. 微波辅助干法制备高吸水率柠檬酸淀粉酯[J]. 食品与生物技术学报, 2015, 34(7): 756-763.

ZHOU Mei, LU Jun, NIU Li-li, et al. Optimized Production of the Highly Moisture-Absorbing Citrate Starch by the Utilization of Microwave-Ass[J]. Journal of Food Science and Biotechnology, 2015, 34(7): 756-763.

[16] SUN Ya-dong, GU Ji-you, TAN Hai-yan, et al. Physicochemical Properties of Starch Adhesives Enhanced by Esterification Modification with Dodecenyl Succinic Anhydride[J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2018, 112: 1257-1263.

[17] 张甲奇. 交联酯化多孔大米淀粉的制备、性质及应用研究[D]. 无锡: 江南大学, 2011: 41-42.

ZAHNG Jia-qi. Preparation, Properties and Application of Crosslinked Esterified Porous Rice Starch[D]. Wuxi: Jiangnan University, 2011: 41-42.

[18] CHEN Bo-ru, WEN Qing-hui, ZENG Xin-an, et al. Pulsed Electric Field Assisted Modification of Octenyl Succinylated Potato Starch and Its Influence on Pasting Properties[J]. Carbohydrate Polymers, 2021, 254: 117294.

[19] LIU Zhi-qiang, LI Yin, CUI Feng-jie, et al. Production of Octenyl Succinic Anhydride-Modified Waxy Corn Starch and Its Characterization[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2008, 56(23): 499-506.

[20] 卞希良, 邬应龙, 夏凤清. 琥珀酸糯米淀粉酯的制备以及性质的研究[J]. 粮油加工, 2006(3): 88-91.

BIAN Xi-liang, WU Ying-long, XIA Feng-qing. Study on Preparation and Properties of Succinic Acid Glutinous Rice Starch Ester[J]. Cereals and Oils Processing, 2006(3): 88-91.

[21] KRISTIAWAN M, MICARD V, MALADIRA P, et al. Multi-Scale Structural Changes of Starch and Proteins during Pea Flour Extrusion[J]. Food Research International (Ottawa, Ont), 2018, 108: 203-215.

[22] 段春月. 板栗淀粉理化特性及老化机理研究[D]. 秦皇岛: 河北科技师范学院, 2021: 18-19.

DUAN Chun-yue. Study on Physicochemical Properties and Aging Mechanism of Chestnut Starch[D]. Qinhuangdao: Hebei Normal University of Science & Technology, 2021: 18-19.

[23] 李江涛, 周巧, 林亲录, 等. 不同糊化度籼米淀粉的结构及理化性质研究[J/OL].中国粮油学报: 1-10.http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2864.TS.20210721.1330.002.html.

LI Jiang-tao, ZHOU Qiao, LIN Qin-lu, et al. Study on Structure and Physicochemical Properties of Indica Rice Starch with Different Gelatinization Degrees[J/OL]. Journal of The Chinese Cereals and Oils Association: 1-10. http://kns.cnki.net/kcms/detail/ 11.2864.TS.20210721.1330.002.html.

[24] 马菲. 热处理对糯米淀粉理化性质及消化特性的影响[D]. 广州: 华南理工大学, 2015: 21-33.

MA Fei. Effect of Heat Treatment on Physicochemical Properties and Digestive Properties of Glutinous Rice Starch[D]. Guangzhou: South China University of Technology, 2015: 21-33.

Esterification Modification of Glutinous Rice Starch with Succinic Anhydride

YUAN Xiao-yun, YANG Bo, YANG Guang

(School of Health Science and Engineering, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China)

The work aims to improve the viscosity of glutinous rice starch, so as to meet the requirements of the label adhesive. The glutinous rice starch was esterified by succinic anhydride. The optimal esterification conditions were determined by single factor tests and response surface optimization. The physical and chemical properties of esterified starch were determined, and the structure was characterized. The optimum conditions for esterification modification ofglutinous rice starch by succinic anhydride were as follows: the addition amount of succinic anhydride was 10.3%, the esterification temperature was 41.5 ℃, the time was 2.0 h, and the pH was 9.0. Under these conditions, the viscosity of glutinous rice starch glue was higher, reaching 61.6 Pa·s. The solubility and swelling degree were also improved to different extent. According to the scanning electron microscope and thermodynamic analysis, the crystallization structure of starch grains was damaged after esterification. The surface was rough with depressions and cracks. The viscosity of glutinous rice starch glue is improved after esterification modification by succinic anhydride.

glutinous rice; starch; succinic anhydride; esterification; viscosity; physicochemical properties

TQ432.2

A

1001-3563(2022)05-0047-09

10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.05.007

2021-08-18

袁晓芸（1996—），女，上海理工大学硕士生，主攻食品工程。

杨波（1968—），女，博士，上海理工大学副教授，主要研究方向为食品生物技术。