ЭлБиб

12 / 64

10 ХРАНЕНИЕ и ПЕРЕРАБОТКА СЕЛЬХОЗСЫРЬЯ • № 11 • 2015
Влияние вибрационного помола на дисперсность
и текстурные свойства кукурузного крахмала
Ключевые слова
кукурузный крахмал; вибрационная мельница; размер частиц;
ИК-спектроскопия; пористость.
Реферат
Крахмал, являясь природным полисахаридом, традиционно
используемым в пищевой промышленности, находит все более
широкое применение для получения новых биоразлагаемых
композитов и гибридных нанобиокомпозитов. В качестве эффек-
тивного физического метода модификации биополимера для
придания ему заданных функциональных свойств применяется
обработка в различных мельницах с шарами. Цель проделанной
работы — изучение влияния механических воздействий, реали-
зуемых в вибрационной мельнице, на дисперсионные характе-
ристики, структуру и пористость гранул кукурузного крахмала.
Время механической обработки варьировали в диапазоне от 0
до 24 ч. Анализ образцов выполняли методами оптической мик-
роскопии, лазерной диффракции, ИК- спектроскопии, низкотем-
пературной адсорбции/десорбции азота. Установлено, что после
вибрационного помола кукурузного крахмала кривая распреде-
ления по размерам гранул постепенно расширяется; модальное
значение при распределении увеличивается до 4 ч механичес-
кой обработки, а далее незначительно снижается. По данным
ИК-спектроскопии, вибрационный помол приводит к деформа-
ции кристаллитов в гранулах крахмала и накоплению в них
аморфной фазы. В целом полученные экспериментальные
результаты указывают на то, что при механической обработке
крахмала протекают процессы разрушения гранул и ассоциации
их остатков. Крахмал, подвергнутый обработке в вибрационной
мельнице, характеризуется повышенными значениями удельной
площади поверхности, объема и диаметра пор, причем наибо-
лее высокими значениями данных показателей обладает обра-
зец после 4 ч помола. Значения фрактальной размерности,
рассчитанные в соответствии с моделью Френкеля-Хелси-Хил-
ла по данным анализа образцов методом низкотемпературной
адсорбции/десорбции азота, демонстрируют повышение степе-
ни нерегулярности внешней и внутренней поверхности крах-
мальных гранул после вибрационного помола.
Авторы
Кочкина Наталия Евгеньевна, канд. техн. наук;
Хохлова Юлия Владимировна, канд. техн. наук
Институт химии растворов имени Г. А. Крестова РАН,
153045, г. Иваново, ул. Академическая, д. 1,
Андреев Николай Руфеевич, чл.‑корр. РАН;
Лукин Николай Дмитриевич, д-р техн. наук
ВНИИ крахмалопродуктов,
140051, Московская область, п. Красково, ул. Некрасова, д. 11,
Effect of Vibration Milling on Dispersity and Textural
Characteristics of Corn Starch
Key words
corn starch; vibration mill; size of particles; FTIR-spectroscopy;
porosity.
Abstract
Starch is the natural polysaccharide traditionally utilized in the
production of food. Currently starch is increasingly widely used in
technologies for producing new biodegradable composites and hybrid
nanobiocomposites. An effective physical technology of modifying
the biopolymer to give it specific properties is processing of starch in
various ball mills. The aim of the present work was to study the
dispersion characteristics, structure and porosity of corn starch
granules mechanically treated by a vibration mill. The milling time
was varied in the range of 0–24 hours. The samples were analyzed
by using the optical microscopy, laser diffraction, FTIR-spectroscopy
and low-nitrogen adsorption/desorption methods. It was found that
the vibration milling resulted in gradually broadening of particle size
distributions of the corn starch samples. The moda of distribution
shifted to higher values with milling time up to 4 h and then the modal
values slightly decreased. FTIR-spectroscopy data demonstrated
that the vibration milling lead to deformation of crystallites and
accumulation of the amorphous phase in the starch granules. In
general, the experimental results indicated that in course of the
mechanical treatment of starch the processes of granules destruction
and starch particles association occurred. The milled starch was
characterized by higher values of the specific surface area, volume
and average diameter of the pores. The sample treated for 4 h
demonstrated the highest porosity. The estimated surface fractal
dimensions of starch granules using the fractal Frenkel-Halsey-Hill
model showed the increasing of the surface irregularities after
vibration milling.
Authors
Kochkina Nataliya Evgenievna, Candidate of Technical Science;
Khokhlova Juliya Vladimirovna , Candidate of Technical Science
G. A. Krestov Institute of Solution Chemistry
of the Russian Academy of Sciences (RAS)
1 Akademicheskaya St., Ivanovo, 153045, Russia,
Andreev Nikolay Rufeevich , Corresponding Member of the RAS;
Lukin Nikolay Dmitrievich, Doctor of Technical Science
All-Russian Research Institute for Starch Products
11 Nekrasova St., Kraskovo, Moscow region, 140051, Russia,
лектронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека