变性淀粉的技术核心：四大改性路径技术与场景应用对比

　　天然淀粉的可利用性取决于淀粉颗粒的结构和淀粉中直链淀粉和支链淀粉的含量。

 

　　不同种类的淀粉其分子结构和直链淀粉、支链淀粉的含量都不相同，因此不同来源的淀粉原料具有不同的可利用性。如薯类淀粉，颗粒大而松，易让水分子进去，糊化温度低，峰粘高，分子大且直链淀粉少，不易分子重排，另外含0.07%~0.09%的磷吸水性强，不易回生。谷类淀粉，颗粒小而紧，水分子难进去，糊化温度高，峰粘低，分子小且直链淀粉多，易重排。

 

　　另外还含有脂肪，脂肪与直链淀粉结合不易吸收，故易胶凝回生，透明性差。

 

　　天然淀粉在现代工业中的应用，特别是在广泛采用新工艺、新技术、新设备的情况下应用是有限的。大多数的天然淀粉都不具备有效的能被很好利用的性能，为此根据淀粉的结构及理化性质开发了淀粉的变性技术。

 

　　在淀粉所具有的固有特性的基础上，为改善淀粉的性能和扩大应用范围，利用物理、化学或酶法处理，改变淀粉的天然性质，增加其某些功能性或引进新的特性，使其更适合于一定应用的要求。

 

　　这种经过二次加工，改变了性质的产品统称为变性淀粉，变性的目的：

 

　　一是为了适应各种工业应用的要求。如:高温技术(罐头杀菌)要求淀粉高温粘度稳定性好，冷冻食品要求淀粉冻融稳定性好，果冻食品要求透明性好、成膜性好等。

 

　　二是为了开辟淀粉的新用途，扩大应用范围。如:纺织上使用淀粉;羟乙基淀粉、羟丙基淀粉代替血浆;高交联淀粉代替外科手套用滑石粉等。

 

　　以上绝大部分新应用是天然淀粉所不能满足或不能同时满足的，因此要变性，且变性目的主要是改变糊的性质，如:糊化温度、热粘度及其稳定性、冻融稳定性、凝胶力、成膜性、透明性等。

 

　　01、变性淀粉的分类

 

　　目前，变性淀粉的品种、规格达两千多种，变性淀粉的分类一般是根据处理方式来进行。

 

　　①物理变性

　　预糊化(α-化)淀粉、y射线、超高频辐射处理淀粉、机械研磨处理淀粉、湿热处理淀粉等。

 

　　②化学变性

　　用各种化学试剂处理得到的变性淀粉。

 

　　其中有两大类:一类是使淀粉分子量下降，如酸解淀粉、氧化淀粉、焙烤糊精等；

 

　　另一类是使淀粉分子量增加，如交联淀粉、酯化淀粉、醚化淀粉、接枝淀粉等。

 

　　③酶法变性(生物改性)

　　如α、β、y-环状糊精、麦芽糊精、直链淀粉等。

 

　　④复合变性

　　采用两种以上处理方法得到的变性淀粉。如氧化交联淀粉、交联酯化淀粉等。采用复合变性得到的变性淀粉具有两种变性淀粉的各自优点。

 

　　另外，变性淀粉还可按生产工艺路线进行分类，有干法(如磷酸酯淀粉、酸解淀粉、阳离子淀粉、羧基淀粉等)、湿法、有机溶剂法(如羧基淀粉制备一般采用乙醇作溶剂)、挤压法和滚干燥法(如天然淀粉或变性淀粉为原料生产预糊化淀粉)等。

 

　　03、变性条件 

　　干法生产一般水分控制在5%~25%范围内;湿法生产淀粉乳浓度一般为 35% ~40%(干基)。

 

　　②温度

　　按淀粉的品种以及变性要求不同而不同，一般为20~70℃，反应温度一般低于淀粉的糊化温度(糊精、酶法除外)。

 

　　③pH值

　　除酸水解外，pH值一般控制在6~12范围。pH值的调节，酸-般采用稀HCl或稀H2SO4;碱一般采用3%NaOH或Na2CO3或Ca(OH)2。在反应过程中为避免 O2,对淀粉产生的降解作用，可考虑通人N2。

　　取决于取代度(DS)要求和残留量等卫生指标，不同试剂用量可生产不同取代度的系列产品，食品用变性淀粉对试剂用量及残留物质有具体要求。

 

　　⑤反应介质

　　一般生产低取代度的产品采用水作为反应介质成本低:高取代度的产品采用有机溶剂作为反应介质，但成本高。另外可添加少量盐(如 NaCl、Na2SO3等)，其作用主要为:

 

　　1）避免淀粉糊化;

 

　　2）避免试剂分解，如 POCl,遇水分解，加入 NaCl可避免其在水中分解;

 

　　3）盐可以破坏水化层；

 

　　使试剂容易进去，从而提高反应效率。

 

　　⑥产品提纯干法改性

　　一般不提纯，但用于食品的产品必须经过洗涤，使产品中残留试剂符合食品卫生质量指标;湿法改性，根据产品质量要求，反应完毕用水或溶剂洗涤 2~3次。

 

　　⑦干燥

　　脱水后的淀粉水分含量一般在 40%左右，高水分含量的淀粉不便于贮藏和运输，因此在它们作为最终产品之前必须进行干燥，使水分含量降到安全水分以下。

 

　　目前一般工业生产采用气流干燥，一些中小型工厂也有采用烘房干燥或带式干燥机干燥。

 

　　接下来是整理的一份《变性淀粉核心工艺参数表》，涵盖物理/化学/酶法等变性方式的工艺条件、试剂要求、产品特性及应用场景，方便大家参考。