马铃薯淀粉改性及其吸附茶多酚的条件优化（三）

（2）pH对茶多酚吸附量的影响

由图6显示可知，溶液pH2.0～7.0范围内，pH越高，淀粉吸附茶多酚能力越小。pH2.0时，原淀粉和改性淀粉对茶多酚的吸附量最大，分别为52.4mg／g和76.5mg／g。茶多酚结构中存在酚羟基，在溶液中呈弱酸性，在游离状态下容易与淀粉链的羟基以氢键发生结合。

pH从2.0升至6.0时，淀粉对茶多酚的吸附量有减小的趋势，但变化不显著（p=1.171＞0.05）。pH7.0时，茶多酚的吸附量急剧降低，可能因为酸性条件消失，茶多酚不稳定，所含酚羟基发生氧化或去氢电离反应，生成含氧自由基，与淀粉羟基的结合能力减弱，导致淀粉对茶多酚吸附量减小，因此选择2.0为最佳吸附pH。

（3）茶多酚浓度对吸附量的影响
 

原淀粉在茶多酚浓度为14mg／mL时，吸附量最大，为74.4mg／g。而改性淀粉在茶多酚浓度为26mg／mL时，吸附量最大，为223.7mg／g。由图7可知，原淀粉和改性淀粉在相同茶多酚浓度下，茶多酚吸附量存在极显著差异（P＜0.01）。原因是在淀粉预糊化-冷冻过程中，水分子进入到淀粉颗粒内部形成结晶水，加入渗透能力和挥发能力较强的乙醇后，乙醇进入到淀粉颗粒内部同时置换出水分，干燥过程中乙醇挥发，形成了颗粒内部连接外部的通道。

由于原淀粉颗粒内部和外部没有连接通道，因此原淀粉和改性淀粉吸附茶多酚的浓度差别较大，原淀粉小于改性淀粉。

（4）吸附时间对茶多酚吸附量的影响

由图8可知，随着吸附时间的延长，原淀粉对茶多酚的吸附量明显增加，在20min至140min内，茶多酚的吸附量增大较明显（p=0.002＜0.05），140min后，茶多酚吸附量变化不明显（p=0.754＞0.05），所以选择140min为原淀粉的最佳吸附时间。而改性淀粉对茶多酚吸附量在80min时达到了最高，为62.0mg／g。

4、正交试验结果与讨论

原淀粉和改性淀粉吸附茶多酚的正交试验设计及结果如表3，原淀粉和改性淀粉正交试验吸附茶多酚结果的方差分析如表4和表5。

由表3～5可知，正交试验和方差分析结果证明，茶多酚浓度是原淀粉和改性淀粉对吸附量影响最大的因素。其他因素中，对原淀粉茶多酚吸附量的影响顺序为pH＞温度＞时间，最佳吸附条件为温度20℃、pH3.0、茶多酚浓度16mg／mL和时间120min。对改性淀粉茶多酚吸附量的影响顺序为温度＞pH＞时间，最佳吸附条件为温度25℃、pH2.0、茶多酚浓度28mg／mL和时间80min。

5、验证性试验结果

正交试验确定了原淀粉和改性淀粉吸附茶多酚的最佳条件，在此条件下重复3次，原淀粉对茶多酚吸附量为113.5mg／g（113.5±0.1mg／g），改性淀粉对茶多酚吸附量为301.1mg／g（301.1±2.2mg／g）。验证试验结果说明正交试验筛选出来的条件组合可信，同时说明进行正交试验的正确性和必要性。

三、结论

运用百特图像颗粒分析系统分析出在70℃，预糊化40～44s条件下制备的马铃薯改性淀粉颗粒比较完整，破碎颗粒较少。单因素试验结合正交试验得到原淀粉和改性淀粉吸附茶多酚的最优条件，温度20℃、pH3.0、茶多酚浓度16mg／mL和吸附时间120min，原淀粉对茶多酚的吸附量为113.5mg但；温度25℃、pH2.0、茶多酚浓度28mg／mL和吸附时间80min，改性淀粉对茶多酚的吸附量为301.1mg／g，为原淀粉吸附量的2.65倍。

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