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變性淀粉的概念

發布時間:2012-12-14 15:58:16 點擊瀏覽:
     為改善淀粉的性能、擴大其應用范圍,利用物理、化學或酶法處理,在淀粉分子上引入新的官能團或改變淀粉分子大小和淀粉顆粒性質,從而改變淀粉的天然特性(如:糊化溫度、熱粘度及其穩定性、凍融穩定性、凝膠力、成膜性、透明性等),使其更適合于一定應用的要求。這種經過二次加工,改變性質的淀粉統稱為變性淀粉。
     變性的目的:一是為了適應各種工業應用的要求。如:高溫技術(罐頭殺菌)要求淀粉高溫粘度穩定性好,冷凍食品要求淀粉凍融穩定性好,果凍食品要求透明性好、成膜性好等。二是為了開辟淀粉的新用途,擴大應用范圍。如:紡織上使用淀粉;羥乙基淀粉、羥丙基淀粉代替血漿;高交聯淀粉代替外科手套用滑石粉等。

 Ⅱ常用變性淀粉


一、酸變性淀粉


(一)生產工藝及反應條件
1、 淀粉乳濃度一般為36~40。
2、 酸作為催化劑而不參與反應。不同的酸催化作用不同,鹽酸最強,其次為硫酸和硝酸。酸的催化作用與酸的用量有關,酸用量大,則反應激烈。
3、 當溫度在40~55℃時,粘度變化趨于穩定,因此反應溫度一般選在40~55℃范圍。
(二)性質
a) 酸變性淀粉具有較低的熱糊粘度,既有較高的熱糊流度。冷熱糊粘度比值大于原淀粉,易發生凝沉。
b) 酸變性淀粉組分的相對分子質量隨流度升高而降低。
c) 隨著酸處理程度的增高,淀粉分子減小,堿值逐漸升高。酸解淀粉的特性粘度隨流度增加而降低。
d) 酸解反應在顆粒的表面和無定形區,顆粒仍處于晶體結構,具有偏光十字。
(三)應用
1、 紡織工業用作經紗漿料。
2、 建筑工業用于制造無灰漿墻壁結構用的石膏板。
3、 食品工業用于制造膠姆糖。

4、 造紙工業用作表面施膠劑。


 二、氧化淀粉


(一)常用氧化淀粉

1、次氯酸鈉氧化淀粉
2、過氧化氫氧化淀粉
3、高錳酸鉀氧化淀粉
4、高碘酸氧化淀粉
(二)氧化淀粉的生產工藝及反應條件

1、次氯酸鈉氧化淀粉

(1)淀粉乳濃度控制在33~44。

(2)反應溫度控制在30~50℃。

(3)反應PH值一般控制在8~9。在反應過程中不時地滴加堿使PH值保持一定值。

(4)次氯酸鈉用量直接影響氧化淀粉的羧基和羰基含量。

2、過氧化氫氧化淀粉

(1)淀粉乳濃度一般為25~30。

(2)堿性條件下氧化用2的氫氧化鈉調PH值;反應溫度維持在50℃,過氧化氫用量為淀粉干基量的1.5。

3、高錳酸鉀氧化淀粉

(1)淀粉乳濃度控制在30~35。

(2)反應溫度升高,反應速度加快。

(3)硫酸加入量的增加,氧化淀粉的羧基含量增加。
(4)高錳酸鉀的用量增加,氧化淀粉的羧基含量增加。
4、高碘酸氧化淀粉(雙醛淀粉)
 (1)工業上一般高碘酸與淀粉的摩爾比在1.05~1.20之間。
(2)PH值一般在1~1.5之間。
(3)不被金屬離子污染的高碘酸對生產高堿溶性的雙醛淀粉最有效。
(三)氧化淀粉的性質
1、 粘度下降,冷熱糊粘度比值小于原淀粉,不易回生。
2、 反應在顆粒的表面和無定形區,顆粒仍處于晶體結構,具有偏光十字。
3、 糊化溫度下降,溶解度上升,成膜速度慢但膜柔軟且保水性好。
4、 透明度和白度上升。
(四)氧化淀粉的應用
1、 造紙工業用作表面施膠劑、涂布膠粘劑、濕布添加、瓦楞紙粘合劑。
2、 紡織工業用作經紗上漿劑。
3、 食品工業可作冷菜乳劑、淀粉果子凍。在制備膠姆糖合軟果糖時,代替阿拉伯膠。

4、 皮革工業是皮革的良好鞣料;醫藥工業中用于治療尿毒癥。


 三、糊 精


(一)糊精的分類
1、 干法糊精:白糊精、黃糊精和英國膠。
2、 酶法糊精:麥芽糊精
(二)干法糊精的生產工藝
淀粉預處理→干燥→熱處理→冷卻→成品
(1)白糊精的反應溫度較低,PH值較低,有色產物較少。
(2)黃糊精是低PH值及高溫下高度轉化產品。
(3)英國膠是在較高溫度及較高PH值下的轉化產品,色澤較深。
(三) 干法糊精的性質
1、白糊精有一個很寬的粘度范圍,隨著轉化度的提高,粘度逐漸下降。黃糊精當轉化作用使溶解度達到100時,粘度降低,速度減慢,最后降到一定值。英國膠隨著轉化度提高,開始粘度有所下降,然后逐漸上升。
2、隨著轉化作用的進行,糊精在冷水中的溶解度逐漸增加。
(四) 干法糊精的應用
1、被廣泛用作醫藥、食品、造紙、鑄造、壁紙、標簽、郵票、膠帶紙等的粘合劑。

2、在紡織印染中可作為印花糊料。


 四、醚化淀粉


(一)常用醚化淀粉
1、 羥烷基淀粉
2、 羧甲基淀粉
3、 陽離子淀粉
(二)醚化淀粉的生產工藝
 1、 羥烷基淀粉
有機溶劑法(高取代度):
 濕法(低取代度)
干法
2、羧甲基淀粉
3、陽離子淀粉
(三)醚化淀粉的性質
1、 羥烷基淀粉隨著取代度的增高,糊化溫度降低,糊液粘度穩定,透明度好,膠粘力強,凝沉性弱,凍融穩定性高,貯存穩定性高。
2、 羧甲基淀粉具有較高的粘度,且隨著取代度的提高而增加。羧甲基淀粉能直接溶解于冷水中。
3、 陽離子淀粉糊化溫度低,糊液清澈,流動性好,糊粘度穩定,凝沉性弱,具有較高分散性、溶解性,陽離子淀粉對帶有負電荷的纖維等具有親和力。
(四)醚化淀粉的應用
1、 羥乙基淀粉作為代血漿,羥丙基淀粉在造紙中用作層向粘結劑。
2、 羧甲基淀粉在食品中作為增稠劑。

3、 陽離子淀粉主要在造紙中用于濕部添加,廢水處理中的絮凝劑。陽離子淀粉不能用于食品中


五、預糊化淀粉


(一)預糊化淀粉的生產工藝
預糊化淀粉淀粉的生產工藝包括加熱原淀粉乳使淀粉顆粒糊化、干燥、磨細、過篩、包裝等工序。根據所用設備的不同,其生產方法分為噴霧法、擠壓膨化法、微波法、脈沖噴氣法和熱滾法等數種。其中最常用的是熱滾法。
(二)預糊化淀粉的性質
1、 由于生產方法不同,其顆粒形狀及視密度有差別。
2、 共同特點是能夠在冷水中溶脹溶解,形成具有一定粘度的糊液,且其凝沉性比原淀粉小,使用方便。
(三)預糊化淀粉的應用
1、 廣泛應用于各種方便食品中。在食用時省去蒸煮加熱,并且還起到增稠、改善口感等功效。
2、 用于養殖業,主要是配用在鰻魚、甲魚飼料中。
3、 醫藥工業中作為藥片粘合劑,具有成型后強度大,服后易消化,易溶解及無副作用的特點。
4、 在鑄造工業中作型砂粘合劑。在澆鑄過程中,不會產生氣泡,因而制品不含砂眼,表面光滑,且強度高。

5、 在石油鉆井中作泥漿降濾失劑,能降低泥餅的滲透性,可穩定井壁,預防粘卡和不堵塞油氣層。


六、酯化淀粉


(一)醋酸酯淀粉
1.生產工藝
2.醋酸酯淀粉性質
(1)低取代度醋酸酯淀粉,糊化溫度降低,乙;潭仍礁,糊化溫度越低,糊穩定性增加,凝沉性減弱,透明度好,膜柔軟光亮。
(2)高取代度醋酸酯淀粉,熔點隨淀粉中直鏈淀粉含量降低而降低,在水中的溶解度隨乙;吭黾佣档,乙;看笥40,不溶于水、乙酸、脂肪醇及脂肪烴中,可溶于丙酮、乙二醚、苯等溶劑中。
3.醋酸酯淀粉應用
(1)紡織工業主要用于純棉、滌棉或合成纖維的經紗施膠。
(2)造紙工業主要用表面施膠。
(3)食品工業主要用于增稠劑。
(二)淀粉黃原酸酯
1、 淀粉黃原酸酯制備工藝
在堿性條件下,二硫化碳易與淀粉起反應生成黃原酸酯可用擠壓法生產。
2、淀粉黃原酸酯性質
淀粉黃原酸酯溶液呈深黃色帶濃重硫味的粘滯性溶液,溶液不穩定。
3、淀粉黃原酸酯應用
(1)清除工業廢水中的重金屬離子。
(2)造紙工業中作添加劑,提高紙的干、濕強度、破裂強度和耐折度。
(3)橡膠工業中代替碳黑作橡膠的增強劑,用于生產粉末狀橡膠。
(三)磷酸酯淀粉
1、 磷酸酯淀粉的生產工藝
2、 磷酸酯淀粉的性質
(1) 磷酸酯淀粉是一種良好的乳化劑。

(2) 磷酸酯淀粉的糊液具有較高的透明度,較高的粘度,較強的膠粘性,糊的穩定性高,凝沉性弱。

3、 磷酸酯淀粉的應用

(1)在造紙工業中用作濕布添加劑,表面涂布,瓦楞紙粘合劑。
(2)在食品工業中作添加劑,提高穩定性,改善稠度。
(3)紡織工業中作經紗漿料,印花糊料。

七、交聯淀粉


(一)交聯淀粉的生產工藝
交聯劑在一定的條件下與淀粉進行反應,完成后,中和淀粉懸浮液,過濾洗滌,干燥即得成品。
(二) 交聯淀粉的性質
1、當交聯程度是二酯或三酯時,糊化溫度上升,粘度下降,易凝沉。
1、 糊的透明度下降,耐熱性增加,耐酸性、抗剪切能力提高。
(三)交聯淀粉的應用
1、在食品工業中作為食品增稠劑。
2、在外科手套中代替滑石粉。
3、造紙工業中用作打漿施膠劑,瓦楞紙和紙箱紙的膠粘劑。

八、接枝淀粉


(一)接枝淀粉的生產
淀粉經物理或化學方法引發,與丙烯腈、丙烯酰胺、乙酸乙烯等單體進行接枝共聚反應,形成接枝共聚反應。接枝共聚的方法,可分為三類:自由基引發接枝共聚法、離子相互作用法和縮合加成法。
(二)接枝淀粉的性質
接枝共聚淀粉的性質主要取決于所用的單體和接枝百分率,接枝效率、接枝鏈的平均分子量。例如:單體為丙烯酸的接枝淀粉適合于做吸水劑。
(三)接枝淀粉的應用
1、 用作吸水劑。
2、 制造塑料。

Ⅲ 變性淀粉在食品工業中的應用
     在許多食品中都添加淀粉或食用膠作為增稠劑、膠凝劑、粘結劑或穩定劑等,隨著食品科學技術的不斷發展,食品加工工藝有很大的改變,對淀粉性質的要求越來越高。例如:采用高溫加熱殺菌、激烈的機械攪拌、酸性食品,特別是處于加熱條件下或低溫冷凍等,都會使淀粉粘度降低和膠體性被破壞。天然淀粉不能適應這些工藝條件,而各種植物膠雖具有較好的性能但價格昂貴,有的還依賴進口。為了滿足一些特殊食品的加工產品的要求,通過選擇淀粉的類型或改性方法可以得到滿足各種特殊用途需要的淀粉制品。這些制品可以代替昂貴的原料,降低食品制造的成本,提高經濟效益。
     淀粉工業在食品中被廣泛用于糖果、飲料、冷食、面制品以及調味品的生產中。在歐美一些發達國家,幾乎所有的谷物快餐食品和肉制品中都添加變性淀粉。變性淀粉作為食品添加劑并不是基于它們的營養價值,而是它們方便于食品加工的功能性質和提供食品體系某些所要求的性質,例如:形狀或"口味"、增稠性、膠凝性、粘合性和穩定性等。常用的食品加工用變性淀粉有預糊化淀粉、糊精、酸解淀粉、羧甲基淀粉、交聯淀粉、羥丙基淀粉等。
(1) 酸解淀粉 酸變性淀粉具有較低的熱糊粘度,大大提高了淀粉的凝膠性,可用于果凍,夾心餅,軟糖的生產。
(2) 羥丙基淀粉 淀粉經羥丙基化后,其凍融穩定性、透光率均有明顯提高。他最廣泛的應用是在食品中用作增稠劑。它良好的凍融穩定性使它在食品工業中獨占熬頭。羥丙基淀粉在肉汁、沙司、果肉布丁中用作增稠劑,可使之平滑、濃稠透明、無顆粒結構,并具有良好的凍融穩定性和耐煮性,口感好。羥丙基也是良好的懸浮劑,如用于濃縮橙汁中,流動性好,靜置也不分層或沉淀。
(3) 淀粉磷酸酯 淀粉磷酸酯的水溶性較好,并具有較高的糊粘度、透明度和穩定性,在食品工業可用作增稠劑、穩定劑、乳化劑。經實驗,淀粉磷酸酯可以在橙濁生產中作乳化劑,代替價格較高的阿拉伯膠。在面條加工中,淀粉磷酸酯作為增稠劑,由于其具有良好的粘附性能,當加入面粉中和面時,能使面筋與淀粉顆粒、淀粉顆粒與淀粉顆粒以及它們與破碎的面筋片段能很好的粘合起來,形成具有良好粘彈性和延伸性的面團。在蛋糕中添加≤4的量可提高蛋糕的比容,延長蛋糕的貨架壽命,延緩蛋糕的老化,對蛋白發泡體系的持泡性能也有顯著改善。
(4) 羧甲基淀粉 羧甲基淀粉可直接溶于冷水,溶液粘度高、粘著力大,乳化性、穩定性和透明性好,外觀比羧甲基纖維素均勻細膩。在食品工業中,被廣泛用作增稠劑、穩定劑、懸浮劑、乳化劑和抗老化劑。羧甲基淀粉用于冰淇淋生產中代替明膠,不但能生產出組織軟滑、粘度適中、穩定性良好的產品;用于面食和糕點生產中,可起到調節面團彈性、增加柔韌性、改善成型性、保持水分、分散脂肪等作用。


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