ЭлБиб

ХРАНЕНИЕ и ПЕРЕРАБОТКА СЕЛЬХОЗСЫРЬЯ • № 11 • 2015

рахмал — основной резервный полисахарид

растений, который традиционно использу-

ют в качестве сырья для получения различ-

ных ценных веществ и материалов: глюкозы, пато-

ки, этилового спирта, молочной и лимонной кис-

лот, клеев и др. Наряду с этим крахмал, являясь

природным биополимером, находит все более

широкое применение в технологиях получения

новых биоразлагаемых композитов, гибридных

нанобиокомпозитов и «интеллектуальных» биопо-

лимерных систем [1].

Нативный крахмал зачастую не обладает требуе-

мыми физико-химическими свойствами для исполь-

зования в пищевой индустрии, фармацевтической,

химической и других отраслях промышленности.

Поэтому, в зависимости от целей применения, крах-

мал подвергают различным видам модификации, в

том числе физическими методами, такими как уль-

тразвуковая [2–4], микроволновая [5], радиацион-

ная [6], экструзионная обработка [7, 8], действие

пульсирующего электрического поля [9] и высокого

давления [10].

Один из наиболее экономически целесообразных

и экологически безопасных физических способов

модификации крахмала — его обработка в различ-

ных мельницах с шарами. В ходе помола материал

подвергается комплексным механическим воздейс-

твиям, которые приводят к изменению его струк-

туры и свойств. Так, модификация маниокового и

пшеничного крахмалов в барабанно-шаровой мель-

нице приводила к снижению энтальпии и темпера-

туры клейстеризации, вязкости клейстеров, увели-

чению содержания водорастворимой фракции

[11, 12]. Криопомол рисового крахмала сопровож-

дался деструкцией крахмала, снижением степени

кристалличности его гранул, уменьшением загуща-

ющей способности [13]. В работе, посвященной

изучению свойств кукурузного крахмала после

обработки в планетарной мельнице, работающей

по принципу гравитационного измельчения, пока-

зано увеличение объема пор и удельной площади

поверхности гранул биополимера при определен-

ных параметрах его помола [14].

Исследования влияния механических воздейс-

твий, реализуемых в вибрационной мельнице, на

некоторые виды крахмала были выполнены в 70‑е

годы прошлого столетия [15]. Результаты работы

демонстрировали снижение степени полимериза-

ции крахмальных макромолекул, а также измене-

ние некоторых физико-химических свойств меха-

нически модифицированного биополимера, в час-

тности, уменьшение гелеобразующей способности

и повышение устойчивости к замораживанию-от-

таиванию. До настоящего времени в литературе

отсутствуют сведения, отражающие влияние виб-

рационного помола на такие практически значи-

мые характеристики и свойства кукурузного крах-

мала, наиболее широко применяемого в промыш-

ленности, как распределение гранул по размерам,

а также удельную площадь поверхности, размер и

диаметр пор в зернах биополимера. Вместе с тем

данные показатели во многом определяют сорбци-

онную способность крахмала, его водопоглощение,

теплофизические свойства.

Цель настоящей работы — изучение влияния

механических воздействий, реализуемых в вибра-

ционной мельнице, на дисперсионные характерис-

тики, структуру и пористость кукурузного крахма-

ла методами лазерной дифракции, ИК-спектрос-

копии, низкотемпературной адсорбции/десорбции

азота.

Экспериментальная часть

. Механическую обработ-

ку кукурузного крахмала (ГОСТ 7697–82) выполня-

ли в вибрационной мельнице в течение от 0 до 24 ч.

Объем барабана мельницы 1000 мл. Использовали

смесь шаров с диаметрами 15 мм (

= 3,2 г) и 10 мм

(

= 1,2 г) при

= 3,5 :1. Масса обрабатывае-

мого материала 100 г, соотношение масс шаров и

материала 10:1. Частота вибраций активатора состав-

ляла 50 гЦ, амплитуда колебаний 1,5 мм.

Микроскопическое исследование крахмала про-

водили на микроскопе «Микромед-1» (Россия),

оснащенном видеоокуляром «ToupCam» (9 Мр).

Распределение гранул биополимера по размерам

изучали методом лазерной дифракции с помощью

микроанализатора «Аnalysette 22 COMPACT».

ИК-спектры крахмала измеряли при комнатной

температуре в режиме пропускания на ИК-Фурье-

спектрофотометре Avatar 360 ESP в диапазоне вол-

новых чисел 400–4000 см

–1

с разрешением 2 см

–1

усреднением 64 сканирования. Для анализа гото-

вили таблетки, спрессованные из смеси образца и

KBr (FT-IR grade).

Пористую структуру крахмала оценивали мето-

дом низкотемпературной адсорбции-десорбции

азота на адсорбционном анализаторе ASAP 2020

УДК 664.25:66.022.51

Влияние вибрационного помола на дисперсность

и текстурные свойства кукурузного крахмала

Канд. техн. наук Н. Е. Кочкина; канд. техн. наук Ю. В. Хохлова

Институт химии растворов имени Г. А. Крестова, РАН, г. Иваново

Д-р техн. наук, чл.‑корр. РАН Н. Р. Андреев; д-р техн. наук Н. Д. Лукин

ВНИИ крахмалопродуктов, п. Красково, Московская обл.

Теоретические аспекты хранения и переработки сельхозпродукции

Электронная Научн я СельскоХозяйственная Библиотека