脈衝電場預處理在澱粉產品質地改善中之應用
學生姓名:
李御禎
指導教授:
王上達
學 期:
113下
摘 要:
本研究探討脈衝電場 (pulsed electric field, PEF) 技術在米與多孔澱粉中的應用，分析其對澱粉結構、理化性質及功能性質的影響。PEF 利用高強度電場短時間處理物質，能有效改變物質的分子排列，並在食品加工領域中改善澱粉的結構、提升吸附性及改變物理特性。第一篇研究探討 PEF 對米的影響，結果顯示，PEF 促使米粒結構鬆散，增強澱粉水解效率，並顯著改變米的熱性質。T1 組 (低電壓長時間處理) 和 T2 組 (高電壓短時間處理) 的澱粉水解度分別提升 17.01% 和 20.83%，與升糖指數呈正相關。 PEF 處理使米粒結構多孔化，進而改善米飯的質地。SEM 圖顯示米粒孔隙顯著增加， XRD 圖譜顯示澱粉的結晶排列未有顯著改變，而 SAXS (small-angle X-ray scattering) 分析則顯示短程結構略有變化。第二篇研究探討 PEF 與交聯技術在多孔澱粉製備中的應用。經酵素水解處理後，進行 PEF 處理，再利用三偏磷酸鈉 (sodium trimetaphosphate, STMP) 進行交聯反應。結果表明，PEF 處理顯著增加多孔澱粉的比表面積和總孔體積，並提高其吸附性能，使澱粉結構鬆散。交聯反應則提高多孔澱粉的熱穩定性與結構穩定性。FT-IR (fourier-transform infrared spectroscopy)、XRD 和 LCM-拉曼光譜 (laser confocal micro-Raman spectroscopy) 分析顯示，酵素水解和 PEF 處理對澱粉結晶結構產生不同影響，PEF 處理使澱粉結晶度下降，增強水解性和吸附性；而交聯反應能有效補償結晶度下降，提升澱粉的熱穩定性。XPS (X-ray photoelectron spectroscopy) 分析證實交聯反應將磷酸基團引入澱粉分子中，形成穩定結構。糊化性能測試顯示，PEF 處理顯著降低澱粉的糊化溫度範圍，促進澱粉分子的糊化。交聯處理後的澱粉則表現出較高的熱穩定性和結構穩定性。本研究證明 PEF 技術能有效改善米和多孔澱粉的理化特性，提升其結構、吸附性能及熱穩定性，並促進澱粉水解，提高米飯的質地、消化性及營養價值，對米類產品的消化率及工業應用具有潛在價值。對於多孔澱粉的製備，PEF 與交聯技術的結合，能進一步提升澱粉材料的功能性，並拓展其在食品加工、製藥、環境工程等領域的應用前景。
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