專利名稱：淀粉糊化度測量系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種測量系統，特別是指一種淀粉糊化程度的測量系統。
淀粉與水同時加熱時，淀粉料體會吸水膨脹，由懸浮液變化為半透明的膠體，這一過程，在工業界稱為淀粉糊化(starch gelat-inization)。淀粉糊化度，除直接影響產品質量外，也會使產品的某些物理性質如粘滯度(viscosity)發生顯著改變，間接影響產品加工過程中的參數控制(parameter control)。
目前工業界測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1、測量糊化度時需要取樣，但無法在生產線上進行；2、測量糊化度時，樣本須密封在鋁制的小盒內加熱，測量過程中，溫度感應器只能測量鋁盒溫度，無法直接測量樣本溫度；3、儀器成本昂貴(近萬美元)，使用者須經過專業訓練方能勝任；4、測量時淀粉在水中沉淀，無法均勻混合，導致測量結果誤差；5、測量糊化度必須經過極復雜的校正步驟，使用極慢的加熱速率(5～10℃/min)，至少要1小時才能得到測量結果。
本發明的目的，在于提供一種測量淀粉糊化度(degree of st-arch gelatinization)測量系統，其成本降低且可快速、準確地測量淀粉糊化度。
本發明的目的是這樣實現的，即提供一種淀粉糊化度測量系統，用于測量含有淀粉物質的化工產品或食品，其利用淀粉在糊化過程中導電度的變化，由曲線積分(curve-integration)計算出淀粉的糊化度。
本發明淀粉糊化度測量系統，包括一加熱器(Ohmic Heater)、一振動器(Shaker)、一電源裝置、一溫度感應器、一數據記錄儀(Data Logger)、一電腦。待測樣本置于加熱器中，該加熱器具有一對加熱電極板，由于淀粉溶液為懸浮液，測量過程中，加熱器架設在振動器上搖晃，確保淀粉樣本均勻，電源裝置與該加熱器電連接，溫度感應器測量加熱器中的樣本溫度，數據記錄儀可將加熱過程中的溫度、電流、電壓記錄數據送往電腦分析，以測出淀粉糊化度。
本發明的優點在于，其測量系統通過測量糊化過程中導電度的變化，計算出淀粉糊化度，比常用的淀粉糊化度測量系統成本低，并且可更迅速、準確地測出淀粉糊化度。
下面結合附圖和實施例詳細說明本發明，附圖中
圖1為本發明淀粉糊化度測量系統的示意圖；圖2為使用本發明淀粉糊化度測量系統測量馬鈴薯淀粉糊化過程中導電度曲線圖；圖3為使用常用DSC法測量糊化度的熱流曲線和使用本發明系統測量糊化度的導電度曲線圖。
請參閱圖1，本發明淀粉糊化度測量系統包括一加熱器10、一振動器20、一電源裝置30、一溫度計40、一數據記錄儀50、一電腦60。操作時，將待測樣本淀粉置于加熱器10中，加熱器10架設在振動器20上振動，使淀粉樣本處于均勻狀態，電源裝置30與該加熱器10的一對電極板11電連接，測量時，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40置于樣本中記錄溫度變化，數據記錄儀50可將加熱過程中的溫度、電流、電壓記錄并送至電腦60分析。
請參閱圖2，圖2為本發明淀粉糊化度測量系統測量馬鈴薯淀粉糊化過程中的導電度曲線圖，本發明測量系統可使用電壓為30～120伏特的交流電加熱，電壓越高測定所需時間越短，如圖2中使用100伏特的電壓，測定所需時間僅需不到1分鐘。然而使用低電壓雖然所需時間較長，卻可提高曲線解析度，增加準確性。當發現淀粉糊化時，導電度曲線會出現下凹波峰71那樣的變化。利用這種導電度的變化，即可計算出其糊化度。關于導電度與糊化度的計算方法敘述如下。
導電度的計算公式σ＝L/AR其中σ為導電度，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。
淀粉糊化度的計算方法如下1、淀粉糊化度的標準值PA0首先將原淀粉(未經糊化且與待測淀粉樣本為相同種類淀粉，其糊化度為0％)混以蒸餾水調制成懸浮液，經本發明系統測定，可以得到類似圖2所示的導電度曲線。將下凹波峰積分，可以得到波峰面積，即為淀粉糊化度的標準值PA0。
2、淀粉糊化度補充值PA1將待測定的已部分糊化的淀粉樣本，經本發明系統測定，也可得到類似圖2所示的導電度曲線，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充值。
3、淀粉糊化度計算公式待測定的已部分糊化的淀粉樣本，其糊化度可由淀粉糊化度補充值PA1與淀粉糊化度的標準值PA0作比較得知。計算公式如下式(I)。糊化度(％SG)＝(1-PA1/PA0)×100％………(I)請參閱圖3，圖3為使用DSC測量糊化度所得的熱流曲線和使用本發明系統測量糊化度所得的導電度曲線的比較示意圖。可以發現二者形成的下凹波峰形狀極為相似，且橫座標(溫度)位置相同。從而證明本發明系統可以準確反映淀粉糊化過程，其中導電度本應隨溫度上升而上升，但在糊化過程中因淀粉物料吸水膨脹，導致導電度下降。糊化完成后，淀粉懸浮液形成膠體，導電度恢復隨溫度上升。
本發明的測量系統可采用取樣測量法及生產線測量法測量淀粉糊化度。當本發明測量系統采用生產線測量法時，測量得到結果可以立即反饋(Feed Back)到生產線上的控制主機，以調整控制參數，確保產品質量。如將本發明測量系統用在生產線上，只需將本發明系統的加熱器、溫度計、電極設置在生產線中，即可獲得淀粉糊化度的有關數據，這些數據值可以反饋給控制主機。例如，在一食品殺菌的生產線上，如食品為濃湯類，富含淀粉物質，在加熱殺菌過程中，淀粉物質會產生糊化現象，使得湯汁變稠。這樣會使湯汁在生產線上流動速度減慢，導致過熱影響食品質量。此時如生產線上裝置有本發明系統，淀粉糊化即可被監測到而反饋給控制主機，加大輸送推力使湯汁加速流動以確保食品質量。若生產線不需進行線上控制(on-line control)，也可利用本發明系統做取樣測定，得到準確的測量結果。
現描述以馬鈴薯淀粉為例的一實施例，測定某種已經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準值(PA0)經本系統測定為PA0＝0.51；該已經部分糊化馬鈴薯淀粉樣品，其糊化度補充值(PA1)經本系統測定，其PA1＝0.23，運用公式(I)計算出，該樣品糊化度(％SG)＝(1-0.23/0.51)×100％＝54.9％。該樣品若使用常用DSC測量時其糊化度為55％，與采用本發明的測量結果大致相同。
再以玉米淀粉為例，已經部分糊化的某種待測玉米淀粉樣品，測定其糊化度。首先，玉米淀粉的糊化標準值為PA0＝0.56，該玉米淀粉的糊化標準值的測定如前所述；待測樣品經本系統測定，其PA1＝0.14；再用公式(I)計算，待測樣品糊化度為(％SG)＝(1-0.14/0.56)×100％＝75.0％。該樣品若使用常用DSC測量時其糊化度為75％，與采用本發明系統所測得結果大致相同。
權利要求
1.一種淀粉糊化度測量系統，其特征在于它包括一加熱器，其容置待測淀粉樣本，且該加熱器還具有一對加熱電極板；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；一溫度感應器，測量該加熱器中的樣本溫度；一數據記錄儀，與該電源裝置及該溫度感應器電連接，記錄加熱過程中的溫度、電流、電壓數據；以及一電腦，與該數據記錄儀電連接，分析數據記錄儀記錄的數據。
2.按權利要求1所述的淀粉糊化度測量系統，其特征在于，該溫度感應器為一溫度計。
3.按權利要求1所述的淀粉糊化度測量系統，其特征在于，該待測淀粉樣本為含淀粉物質的食品或化工產品。
4.按權利要求1所述的淀粉糊化度測量系統，其特征在于，該加熱器架設在一振動器上。
全文摘要
一種淀粉糊化度測量系統，其包括一加熱器、一電源裝置、一溫度感應器、一數據記錄儀與一電腦。加熱器可供容置待測淀粉樣本并具有一對可供加熱的電極板；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；溫度感應器測量加熱器中的樣本溫度；數據記錄儀與電源裝置及溫度感應器電連接，記錄各種數據；電腦與數據記錄儀電連接，分析數據，通過監測淀粉糊化時導電度的變化，計算出樣本的糊化度。
文檔編號G01N27/04GK1158994SQ9610423
公開日1997年9月10日 申請日期1996年3月6日 優先權日1996年3月6日
發明者王維麒 申請人:王維麒