中文摘要：

针对天然淀粉的性质缺陷及其化学改性方法普遍存在的反应速率低，污染环境、产品残留溶剂等问题，本项目将新兴的超声波技术引入淀粉科学技术领域，应用多频超声波协同辐射对淀粉进行改性，研究双频、三频超声波不同组合方式、不同超声参量(超声频率、功率、超声作用时间、超声波波型等)和不同环境条件下，超声波辐射引起的淀粉颗粒的微观结构、分子特性、超分子结构、淀粉糊冻融稳定性、流变性、糊化性质、回凝性质、抗酶解性、凝胶质构特性等的变化，揭示多频超声波协同辐射对淀粉结构与性质的影响规律和作用机理，旨在为应用一种绿色无污染的物理场技术-多频组合超声波技术对淀粉进行绿色改性和高效生产以及开发新型变性淀粉和变性淀粉生产新技术奠定理论依据和基础数据，为超声波技术的有效利用和开发更具优良性能的变性淀粉提供新思路、新方法，拓展变性淀粉在诸多领域中的应用，提高变性淀粉制造水平，促进淀粉科技以及交叉学科-超声化学的发展。

结论摘要：

针对天然淀粉的性质缺陷及其化学改性方法存在的反应速率低，污染环境、产品残留溶剂等问题，本项目应用多频超声对淀粉改性，研制了新型多频超声装置，通过电镜、X衍射仪、红外光谱仪等研究了多频超声波不同组合方式、不同超声参量、不同淀粉（玉米、红薯、绿豆）和不同环境条件（水体系、酸体系、醇体系、酸醇体系和酶体系）下，超声波辐射引起的淀粉结构和性质的变化，以及多频超声的影响规律和作用机理。采用单频、双频、三频超声分别作用不同体系中玉米淀粉，结果表明，乙醇中淀粉峰值粘度相应降低了至少14.50%、16.00%和21.65%；水中淀粉峰值粘度至少降低16.91%，19.14%，19.98%；酸中淀粉峰值粘度至少降低了23.42%，40.15%，78.25%。淀粉糊的透明度最高点出现时间长短顺序为单频>双频>三频。超声处理后，淀粉糊的硬度、脆性、弹性、粘聚性、胶着度、咀嚼度、回复性都有减小的趋势，随着超声频率的增加而减小；淀粉的焓值减小的趋势依次是三频超声、双频超声、单频超声；淀粉的冻融稳定性变差，且三频超声处理的淀粉的冻融稳定性变化最为明显。红薯淀粉的研究表明，水、酸醇体系中，三频超声波处理60min的淀粉峰值粘度最低，分别比原淀粉降低17.67%、61.30%；溶解度最大，分别为11.41%、37.86%。超声作用能提高淀粉的透明度和溶解度。水、酸醇体系中，三频超声波处理30min的淀粉透明度最大，分别为12.5%、34.5%。绿豆淀粉的研究表明，单频或双频超声与酶协同作用可明显促进淀粉的降解，使淀粉峰值粘度和粒径明显降低；双频超声与酶协同的降解作用更明显。超声与酶协同作用，短时间处理可延缓淀粉老化过程，较长时间处理则可明显促进老化。超声处理时间越长、频率越高，淀粉溶解度越大；多频超声处理可以大幅度增加淀粉溶解度。多频超声作用不同体系中玉米、红薯和绿豆淀粉后，淀粉颗粒表面出现不同程度不均匀孔洞，原淀粉晶型未被破坏，红外结晶指数下降，尖峰衍射特征强度明显减弱，弥散衍射特征逐渐增强，淀粉晶体晶格有序化程度和相对结晶度降低。超声波破坏支链淀粉结构，使直链淀粉含量增加。超声对淀粉结构影响的大小次序为三频>双频>单频。其空化产额和空化事件从多到少为三频、双频、单频超声。已经完成了项目计划书内容，为应用多频超声技术奠定了理论依据和基础数据，为淀粉改性提供了新思路和新方法。