马铃薯淀粉粉末

2023年4月17上午，中国国际科技促进会（以下简称“科促会”）以视频会议形式组织召开《膨化加工型高抗性淀粉马铃薯含量指标及检测方法》团体标准评审会。评审委员会由薛文通 中国农业大学教授、徐建飞 中国农科院蔬菜花卉研究所研究员、罗文彬 福建省农业科学院作物研究所副教授、王寅 浙江省农业科学院特聘研究员、姜鹏飞 大连工业大学高级工程师（TC64/SC2全国食品工业标准化技术委员会）、使用单位 周玉峰 浙江绿巨人生物技术有限公司检验员、姜朔浙江大学研究生。起草单位 浙江大学 舒小丽教授、吴殿星研究员、金华市农科院 梅淑芳高级农艺师、浙江大学农学院 程林润高级农艺师、 杭州中泽生物科技有限公司 郭二彪研发主任、湖州市农业科技发展中心作物研究所 谭宏农艺师；科促会副秘书长郑华林（标准化工作委员会主任）、徐忻、张士谨，技术协作部马利豪、杨翠丽等相关领导出席会议。自2022年1月科促会标准化工作委员会与浙江大学等单位对标准内容进行预研和筹备工作；2022年7月下旬在国家标准委员会全国团体标准信息平台对标准通过立项后，立即组织浙江大学、浙江大学海南研究院、浙江大学山东（临沂）现代农业研究院、浙江大学中原研究院、金华职业技术学院、杭州中泽生物科技有限公司等单位成立起草工作小组，并多次召开了起草方案工作会议，2022年12月初旬在全国标准信息平台面向全社会进行了征求意见。评审会上张士谨副秘书长介绍了标准的立项背景、意义、及有关情况，舒小丽教授做了编制工作汇报，评审委员会在听取技术内容、起草过程汇报后，认真审查了标准的评审材料及相关文件，对各章节内容逐条进行了质询和充分讨论，提出了宝贵的意见和建议，并肯定了编制团队所做的筹备工作和制定标准的必要性，最后专家组一致认为《膨化加工型高抗性淀粉马铃薯含量指标及检测方法》的制定达到了相关要求，标准编制工作组按照意见进行修改和完善后，同意面向社会推广。最后，张士谨副秘书长和起草单位代表对专家严谨、认真的态度、各起草单位和起草组成员的辛苦付出表示感谢，由指定人员编写本次会议的会议纪要存档，科促会标准委及起草单位将认真结合专家们的意见和建议，进一步修改完善本标准内容，将以科学、规范、高效的态度推动标准的落地实施。

前 言淀粉颗粒是有直链淀粉和直链淀粉组成。广泛储存在多种绿色植物中的叶、根、芽、果实、谷粒和茎等组织和器官中，是生物圈最丰富的碳水化合物之一。在工业上也有广泛的应用前景，可用于制作葡萄糖，麦芽糖，酒精等工业原料。在生活中，可以制作成多种食物，有效的补充能量。淀粉颗粒淀粉是一种天然的多糖化合物，它以颗粒的形式广泛的存在于植物的果实、根、茎、叶中，是人类碳水化合物的主要来源之一。目前，常见的用于淀粉生产的农作物有玉米、红薯、马铃薯等。通常，淀粉颗粒都是成细小的粉末颗粒状态存在，很难通过肉眼直接区分出淀粉的种类。那么就需要运用放大设备进行进一步的区分观察。常见的观察方式为利用光学显微镜进行观察，但是由于景深，放大倍数的限制，难以得到完美的观察结果。而扫描电子显微镜由于其优异的景深，超高的放大倍数，在淀粉行业具有广泛的应用前景。图1 (a)红薯 (b)玉米 (c)土豆图2 粉末形态的淀粉颗粒淀粉颗粒的SEM形态观察近年来伴随国内淀粉生产加工贸易的发展，不同的淀粉价格差异巨大，因此市场上食用淀粉掺假的事例屡见不鲜。由于在众多植物中都有淀粉颗粒的存在，其淀粉颗粒的形态也是个有不同，而运用电镜进行淀粉颗粒的检测不失为一种有效的检测手段。下面我们利用coxem EM 30 Plus对典型的几种淀粉颗粒进行观察。如图3所示，为红薯淀粉颗粒SEM图像，其颗粒大小分布在数微米至十几微米之间，其形貌特点为圆球星与不规则形状为主。图4为土豆淀粉颗粒的SEM图像，其颗粒大小分布不均匀，小颗粒尺寸大小在10微米左右，较大颗粒尺寸分布在50微米左右。图5为玉米淀粉颗粒的SEM图像，其颗粒大小分布相对均匀，颗粒尺寸大小在10微米左右，呈多边形颗粒状形貌特征。图3红薯淀粉图4土豆淀粉图5玉米淀粉淀粉颗粒质量的SEM观察在实际过程中，由于生产原料的差异，条件的不同，以及运输条件的优劣，都会影响到淀粉产品质量的好坏，轻则影响产品食用口感，重则影响下游产品质量。因此，对于淀粉质量的监管尤为重要。在淀粉检查标准中，其中重要的一项就是微生物限度的检测，而微生物学检测往往需要较长的检测周期。而通过SEM进行淀粉颗粒质量的检测往往效率较高。如图6所示淀粉颗粒的SEM图像，可以明显的看出，淀粉颗粒表面出现的孔穴状表面形态，这是由于微生物对淀粉颗粒的分解作用，从另一方面直观的反映出淀粉颗粒的质量的优劣。图6玉米淀粉颗粒细节后 记

粉层发生固结的原因很多，例如运输或加工过程中的固结多数由于振动造成，此时粉体受到法向和侧向的应力。一般使用自动振实仪进行模拟，振动敲击量筒中的粉体，致使颗粒的堆积状态重排。存储过程中也会发生固结，粉体主要受到与自身重量相关的正应力。可以使用透气压头对粉体材料直接施压，模拟正应力作用引发固结来实现测试。通常使用豪斯纳比率比较堆密度和振实密度，评价粉体的流动性，计算方法如下：豪斯纳比率=振实密度/堆密度粉体流动性的等级分类如下：流动性豪斯纳比率极好1.10-1.11好1.12-1.18一般1.19-1.25尚可1.26-1.34差1.35-1.45非常差1.46-1.59不流动1.6FT4粉体流变仪™ 粉体流动性测试仪FT4粉体流变仪™ 作为通用粉体测试仪，提供自动、可靠、全面的粉体性质表征。该信息可与加工经验进行关联，提高生产效率并有助于质量控制。FT4专注于测量粉体的动态流动特性，还可提供剪切盒测试，具有密度、可压性和透气性等整体特性的测试能力，全面表征与工艺相关的粉体性能。动态测试采用独特的测量技术来确定粉体的流动阻力。特殊形状的桨叶沿着既定的路径穿越精确体积的粉体。当桨叶轴向移动和旋转时，作用于其的阻力和扭矩，组合产生总流动能值[1]。实验方法评估多个行业中使用的十种粉体，采用两种方法评估不同固结方法的影响。方法1基于粉体振实，模拟运输过程。方法2直接压缩粉体，模拟长期储存。每次测试前进行预处理，确保样品处于均质、松散的堆积状态。值得注意的是，标准的豪斯纳比率测试中，测量堆密度时不需要预处理，因此重复性容易受到操作人员的影响。方法1：进行两项测试，第一步使用螺旋桨叶测量基本流动能（BFE），如上所述。测试同时提供了粉体松散状态的密度，即预处理松装密度（CBD）。第二步使用Copley振实仪振动粉体50次，采用与BFE相同的方法测量固结能。测试还提供固结粉体的密度（BDTap50）。方法2：使用透气压头施加15kPa的正应力，并且测量体积变化百分比。所有测试均重复3次，固结指数的计算公式如下：固结指数=固结能/基本流动分别选择CBD和BDTap50作为堆密度和振实密度来计算豪斯纳比率。使用四分位距（IQR）量化数据的离散情况。IQR表示数据的中位（50%）离散。较低的IQR值说明轻微离散，样本之间的差异有限。为了确保具有一定的代表性，计算IQR前需要将数据标准化。方法1：固结指数和豪斯纳比率比较10个不同的样品，固结指数（IQR=1.0）相比豪斯纳比率（IQR=0.1）的变化更大。这说明使用豪斯纳比率来比较不同类型的材料，缺乏敏感性。根据豪斯纳比率，滑石、乳糖和面粉三种样品的流动性“一般”，玉米淀粉、微晶纤维素和氧化铝三种样品的流动性“好”，余下四种样品（水泥、马铃薯淀粉、洗衣粉1和2）的流动性“极好”。比较固结指数，乳糖、面粉、玉米淀粉和微晶纤维素四种样品对于振动或敲击都非常敏感，固结指数2。通常，比较相同固结方法的不同指标，都能达到预期的趋势，比如乳糖的豪斯纳比最高，固结指数也最大。然而也有例外，滑石的豪斯纳比相对较高，固结指数却较低。所研究的材料中，密度增量无一超过25%，然而某些样品的流动能增量却大于200%。对于乳糖等材料，堆积状态的变化使得颗粒间相互作用增加，因此颗粒形貌将主导流动行为。仅仅密度的变化不足以反应特定过程中固结材料的流动性能。方法2：固结方法的差异比较不同的固结方法，固结指数（振实）和压缩百分比（直压）的排序不同。例如滑石对直压更敏感，代表长期储存时可能发生问题，然而乳糖对振实最敏感，模拟了运输或加工过程中的振动。这些不同的响应可能是由于颗粒性能和堆积结构的变化：微细、粘性的粉体可能团聚，夹带更多的空气，因此对压缩更敏感。粗糙、不规则的颗粒能够有效堆积，因此不会受到明显的压缩，但当颗粒重排时，其形貌则抑制了流动性。也突出了使用与加工过程和暴露条件相关的方法来表征样品的必要性。结论粉体流动性不是材料的固有属性，而是粉体在特定设备中以其所需要的方式流动的能力。成功的加工需要粉体与过程的完美匹配，相同的粉体在一个加工过程中表现良好，而在另一个过程中却不佳的情况并不罕见。多元特性表征为理解粉体的行为变化提供了必要的基础，能够识别并量化任何单位操作中与加工性能最相关的粉体特性。更多信息欢迎联系应用团队。[1] Freeman R., Measuring the flow properties of consolidated, conditioned and aerated powders – A comparative study using a powder rheometer and a rotational shear cell. Powder Technology, 25-33, 174, 1-2, 2007