專利名稱：淀粉糊化度測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測(cè)量系統(tǒng)，特別是指一種淀粉糊化程度的測(cè)量系統(tǒng)。
淀粉與水同時(shí)加熱時(shí)，淀粉料體會(huì)吸水膨脹，由懸浮液變化為半透明的膠體，這一過(guò)程，在工業(yè)界稱為淀粉糊化(starch gelat-inization)。淀粉糊化度，除直接影響產(chǎn)品質(zhì)量外，也會(huì)使產(chǎn)品的某些物理性質(zhì)如粘滯度(viscosity)發(fā)生顯著改變，間接影響產(chǎn)品加工過(guò)程中的參數(shù)控制(parameter control)。
目前工業(yè)界測(cè)量淀粉糊化度的方法，以使用差式掃瞄量熱法(differential scanning calorimetry；DSC)為最普遍。然而DSC方法存在著許多缺點(diǎn)1、測(cè)量糊化度時(shí)需要取樣，但無(wú)法在生產(chǎn)線上進(jìn)行；2、測(cè)量糊化度時(shí)，樣本須密封在鋁制的小盒內(nèi)加熱，測(cè)量過(guò)程中，溫度感應(yīng)器只能測(cè)量鋁盒溫度，無(wú)法直接測(cè)量樣本溫度；3、儀器成本昂貴(近萬(wàn)美元)，使用者須經(jīng)過(guò)專業(yè)訓(xùn)練方能勝任；4、測(cè)量時(shí)淀粉在水中沉淀，無(wú)法均勻混合，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果誤差；5、測(cè)量糊化度必須經(jīng)過(guò)極復(fù)雜的校正步驟，使用極慢的加熱速率(5～10℃/min)，至少要1小時(shí)才能得到測(cè)量結(jié)果。
本發(fā)明的目的，在于提供一種測(cè)量淀粉糊化度(degree of st-arch gelatinization)測(cè)量系統(tǒng)，其成本降低且可快速、準(zhǔn)確地測(cè)量淀粉糊化度。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，即提供一種淀粉糊化度測(cè)量系統(tǒng)，用于測(cè)量含有淀粉物質(zhì)的化工產(chǎn)品或食品，其利用淀粉在糊化過(guò)程中導(dǎo)電度的變化，由曲線積分(curve-integration)計(jì)算出淀粉的糊化度。
本發(fā)明淀粉糊化度測(cè)量系統(tǒng)，包括一加熱器(Ohmic Heater)、一振動(dòng)器(Shaker)、一電源裝置、一溫度感應(yīng)器、一數(shù)據(jù)記錄儀(Data Logger)、一電腦。待測(cè)樣本置于加熱器中，該加熱器具有一對(duì)加熱電極板，由于淀粉溶液為懸浮液，測(cè)量過(guò)程中，加熱器架設(shè)在振動(dòng)器上搖晃，確保淀粉樣本均勻，電源裝置與該加熱器電連接，溫度感應(yīng)器測(cè)量加熱器中的樣本溫度，數(shù)據(jù)記錄儀可將加熱過(guò)程中的溫度、電流、電壓記錄數(shù)據(jù)送往電腦分析，以測(cè)出淀粉糊化度。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，其測(cè)量系統(tǒng)通過(guò)測(cè)量糊化過(guò)程中導(dǎo)電度的變化，計(jì)算出淀粉糊化度，比常用的淀粉糊化度測(cè)量系統(tǒng)成本低，并且可更迅速、準(zhǔn)確地測(cè)出淀粉糊化度。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明，附圖中

圖1為本發(fā)明淀粉糊化度測(cè)量系統(tǒng)的示意圖；圖2為使用本發(fā)明淀粉糊化度測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量馬鈴薯淀粉糊化過(guò)程中導(dǎo)電度曲線圖；圖3為使用常用DSC法測(cè)量糊化度的熱流曲線和使用本發(fā)明系統(tǒng)測(cè)量糊化度的導(dǎo)電度曲線圖。
請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明淀粉糊化度測(cè)量系統(tǒng)包括一加熱器10、一振動(dòng)器20、一電源裝置30、一溫度計(jì)40、一數(shù)據(jù)記錄儀50、一電腦60。操作時(shí)，將待測(cè)樣本淀粉置于加熱器10中，加熱器10架設(shè)在振動(dòng)器20上振動(dòng)，使淀粉樣本處于均勻狀態(tài)，電源裝置30與該加熱器10的一對(duì)電極板11電連接，測(cè)量時(shí)，將樣本通以30伏特至120伏特電壓的交流電，將其加熱至100℃，溫度計(jì)40置于樣本中記錄溫度變化，數(shù)據(jù)記錄儀50可將加熱過(guò)程中的溫度、電流、電壓記錄并送至電腦60分析。
請(qǐng)參閱圖2，圖2為本發(fā)明淀粉糊化度測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量馬鈴薯淀粉糊化過(guò)程中的導(dǎo)電度曲線圖，本發(fā)明測(cè)量系統(tǒng)可使用電壓為30～120伏特的交流電加熱，電壓越高測(cè)定所需時(shí)間越短，如圖2中使用100伏特的電壓，測(cè)定所需時(shí)間僅需不到1分鐘。然而使用低電壓雖然所需時(shí)間較長(zhǎng)，卻可提高曲線解析度，增加準(zhǔn)確性。當(dāng)發(fā)現(xiàn)淀粉糊化時(shí)，導(dǎo)電度曲線會(huì)出現(xiàn)下凹波峰71那樣的變化。利用這種導(dǎo)電度的變化，即可計(jì)算出其糊化度。關(guān)于導(dǎo)電度與糊化度的計(jì)算方法敘述如下。
導(dǎo)電度的計(jì)算公式σ＝L/AR其中σ為導(dǎo)電度，L為加熱器中兩電極的距離，A為加熱器的截面積，R為電阻。
淀粉糊化度的計(jì)算方法如下1、淀粉糊化度的標(biāo)準(zhǔn)值PA0首先將原淀粉(未經(jīng)糊化且與待測(cè)淀粉樣本為相同種類淀粉，其糊化度為0％)混以蒸餾水調(diào)制成懸浮液，經(jīng)本發(fā)明系統(tǒng)測(cè)定，可以得到類似圖2所示的導(dǎo)電度曲線。將下凹波峰積分，可以得到波峰面積，即為淀粉糊化度的標(biāo)準(zhǔn)值PA0。
2、淀粉糊化度補(bǔ)充值PA1將待測(cè)定的已部分糊化的淀粉樣本，經(jīng)本發(fā)明系統(tǒng)測(cè)定，也可得到類似圖2所示的導(dǎo)電度曲線，然而其波峰略小。同樣將波峰積分，所得波峰面積為PA1，其即為淀粉糊化度補(bǔ)充值。
3、淀粉糊化度計(jì)算公式待測(cè)定的已部分糊化的淀粉樣本，其糊化度可由淀粉糊化度補(bǔ)充值PA1與淀粉糊化度的標(biāo)準(zhǔn)值PA0作比較得知。計(jì)算公式如下式(I)。糊化度(％SG)＝(1-PA1/PA0)×100％………(I)請(qǐng)參閱圖3，圖3為使用DSC測(cè)量糊化度所得的熱流曲線和使用本發(fā)明系統(tǒng)測(cè)量糊化度所得的導(dǎo)電度曲線的比較示意圖?？梢园l(fā)現(xiàn)二者形成的下凹波峰形狀極為相似，且橫座標(biāo)(溫度)位置相同。從而證明本發(fā)明系統(tǒng)可以準(zhǔn)確反映淀粉糊化過(guò)程，其中導(dǎo)電度本應(yīng)隨溫度上升而上升，但在糊化過(guò)程中因淀粉物料吸水膨脹，導(dǎo)致導(dǎo)電度下降。糊化完成后，淀粉懸浮液形成膠體，導(dǎo)電度恢復(fù)隨溫度上升。
本發(fā)明的測(cè)量系統(tǒng)可采用取樣測(cè)量法及生產(chǎn)線測(cè)量法測(cè)量淀粉糊化度。當(dāng)本發(fā)明測(cè)量系統(tǒng)采用生產(chǎn)線測(cè)量法時(shí)，測(cè)量得到結(jié)果可以立即反饋(Feed Back)到生產(chǎn)線上的控制主機(jī)，以調(diào)整控制參數(shù)，確保產(chǎn)品質(zhì)量。如將本發(fā)明測(cè)量系統(tǒng)用在生產(chǎn)線上，只需將本發(fā)明系統(tǒng)的加熱器、溫度計(jì)、電極設(shè)置在生產(chǎn)線中，即可獲得淀粉糊化度的有關(guān)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)值可以反饋給控制主機(jī)。例如，在一食品殺菌的生產(chǎn)線上，如食品為濃湯類，富含淀粉物質(zhì)，在加熱殺菌過(guò)程中，淀粉物質(zhì)會(huì)產(chǎn)生糊化現(xiàn)象，使得湯汁變稠。這樣會(huì)使湯汁在生產(chǎn)線上流動(dòng)速度減慢，導(dǎo)致過(guò)熱影響食品質(zhì)量。此時(shí)如生產(chǎn)線上裝置有本發(fā)明系統(tǒng)，淀粉糊化即可被監(jiān)測(cè)到而反饋給控制主機(jī)，加大輸送推力使湯汁加速流動(dòng)以確保食品質(zhì)量。若生產(chǎn)線不需進(jìn)行線上控制(on-line control)，也可利用本發(fā)明系統(tǒng)做取樣測(cè)定，得到準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果。
現(xiàn)描述以馬鈴薯淀粉為例的一實(shí)施例，測(cè)定某種已經(jīng)部分糊化的馬鈴薯淀粉樣品的糊化度。首先，馬鈴薯淀粉的糊化度標(biāo)準(zhǔn)值(PA0)經(jīng)本系統(tǒng)測(cè)定為PA0＝0.51；該已經(jīng)部分糊化馬鈴薯淀粉樣品，其糊化度補(bǔ)充值(PA1)經(jīng)本系統(tǒng)測(cè)定，其PA1＝0.23，運(yùn)用公式(I)計(jì)算出，該樣品糊化度(％SG)＝(1-0.23/0.51)×100％＝54.9％。該樣品若使用常用DSC測(cè)量時(shí)其糊化度為55％，與采用本發(fā)明的測(cè)量結(jié)果大致相同。
再以玉米淀粉為例，已經(jīng)部分糊化的某種待測(cè)玉米淀粉樣品，測(cè)定其糊化度。首先，玉米淀粉的糊化標(biāo)準(zhǔn)值為PA0＝0.56，該玉米淀粉的糊化標(biāo)準(zhǔn)值的測(cè)定如前所述；待測(cè)樣品經(jīng)本系統(tǒng)測(cè)定，其PA1＝0.14；再用公式(I)計(jì)算，待測(cè)樣品糊化度為(％SG)＝(1-0.14/0.56)×100％＝75.0％。該樣品若使用常用DSC測(cè)量時(shí)其糊化度為75％，與采用本發(fā)明系統(tǒng)所測(cè)得結(jié)果大致相同。
權(quán)利要求
1.一種淀粉糊化度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于它包括一加熱器，其容置待測(cè)淀粉樣本，且該加熱器還具有一對(duì)加熱電極板；一電源裝置，可與該加熱器電連接，該電源裝置可以控制供給該加熱器電極板的電流與電壓；一溫度感應(yīng)器，測(cè)量該加熱器中的樣本溫度；一數(shù)據(jù)記錄儀，與該電源裝置及該溫度感應(yīng)器電連接，記錄加熱過(guò)程中的溫度、電流、電壓數(shù)據(jù)；以及一電腦，與該數(shù)據(jù)記錄儀電連接，分析數(shù)據(jù)記錄儀記錄的數(shù)據(jù)。
2.按權(quán)利要求1所述的淀粉糊化度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，該溫度感應(yīng)器為一溫度計(jì)。
3.按權(quán)利要求1所述的淀粉糊化度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，該待測(cè)淀粉樣本為含淀粉物質(zhì)的食品或化工產(chǎn)品。
4.按權(quán)利要求1所述的淀粉糊化度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，該加熱器架設(shè)在一振動(dòng)器上。
全文摘要
一種淀粉糊化度測(cè)量系統(tǒng)，其包括一加熱器、一電源裝置、一溫度感應(yīng)器、一數(shù)據(jù)記錄儀與一電腦。加熱器可供容置待測(cè)淀粉樣本并具有一對(duì)可供加熱的電極板；電源裝置與加熱器電連接并控制加熱器電極板的電流與電壓；溫度感應(yīng)器測(cè)量加熱器中的樣本溫度；數(shù)據(jù)記錄儀與電源裝置及溫度感應(yīng)器電連接，記錄各種數(shù)據(jù)；電腦與數(shù)據(jù)記錄儀電連接，分析數(shù)據(jù)，通過(guò)監(jiān)測(cè)淀粉糊化時(shí)導(dǎo)電度的變化，計(jì)算出樣本的糊化度。
文檔編號(hào)G01N27/04GK1158994SQ9610423
公開(kāi)日1997年9月10日 申請(qǐng)日期1996年3月6日 優(yōu)先權(quán)日1996年3月6日
發(fā)明者王維麒 申請(qǐng)人:王維麒