变性淀粉概述.doc

概述：变性淀粉
   是指为了使用的需要，需将天然淀粉经化学处理或酶处理，使淀粉原有的物理性质发生一定的变化，如水溶性、黏度、色泽、味道、流动性等。这种经过处理的淀粉总称改性淀粉即变性淀粉
1．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以下处理方式来进行。
   (1)物理变性：预糊化（α-化）淀粉、γ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）：各种酶处理淀粉。如α、β、γ-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、羚甲基淀粉等）、湿法、有机溶剂法（如羧基淀粉制备一般采用乙醇作溶剂）、挤压法和滚筒干燥法（如天然淀粉或变性淀粉为原料生产预糊化淀粉）等。不过市售的变性淀粉大多是以化学变性得到的
具体如：
1.1 酸变性淀粉
    在糊化温度以下，用无机酸处理淀粉，改变其性质的产品称为酸变性淀粉。反应机理：在用酸处理淀粉的过程中，酸作用于糖苷键使淀粉分子水解，淀粉分子变小。酸在这里只是起催化剂的作用，它并不参加反应，只起到加快水解速率的作用。淀粉颗粒是由直链淀粉和支链淀粉组成，前者具有a -1，4键，后者除a -1，4键，还有少量a -1，6键，这两种糖苷键被酸水解的难易存在差别。由干淀粉颗粒结晶结构的影响，直链淀粉分子间经由氢键结合成晶态结构，酸渗入困难，其α-1，4键不易被酸水解。而颗粒中无定形区域的支链淀粉分子的a-1，4键、a-1，6键较易被酸渗入而发生水解。淀粉中的结晶区域大概占整个区域的25%-50%。主要是直链淀粉
和支链淀粉上的线形侧链相互平行,形成结晶束（分子间或分子内氢键）而形成的。
1.2 氧化淀粉
    许多试剂都能氧化淀粉，但是工业生产中最常用的是碱性次氯酸盐。用次氯酸盐氧化的淀粉被称为“氯化淀粉”（虽然处理中并没有把氯引进淀粉分子内）。这种氧化淀粉的糊黏度较低，但稳定性好，较透明，颜色洁白，生成的薄膜性质好。由于直链淀粉被氧化后，成为扭曲状，因而不易引起老化．氧化淀粉在食品加工中可形成稳定溶液，适用作分散剂或乳化剂。
    高碘酸或其钠盐能氧化相邻的羟基成醛基，这在研究糖类的结构中用。
    淀粉乳浆的次氯酸盐氧化是在碱性次氯酸钠溶液中进行的，此时需要控制pH、温度和次氯酸盐、碱和淀粉的浓度。用约3%的氢氧化钠溶液调节pH至8-10，在规定时间内添加有效氯5-10%的次氯酸盐溶液。用添加氢氧化钠稀溶液的方法来控制pH,并中和反应中生成的酸性物质。改变时间、温度、pH值、淀粉品种、次氯酸盐浓度和次氯酸盐添加速度，能够生产出多种不同的产品。当氧化反应达到要求程度时，将pH降至5-7,加入亚硫酸氢钠溶液或二氧化硫气体以除去其中多余的氯来终止反应。
1.3 酯化淀粉
    淀粉的糖基单体含有三个游离羟基，能与酸或酸酐形成酯,其取代度能从0变化到最大值3,常见的有醋酸酯淀粉，磷酸酯淀粉，黄原酸酯等。取代度低的酯淀粉稳定性好，凝沉性差，黏度高，透明性好。尤其酯化度低的磷酸酯淀粉可改善某些食品的抗冻结-解冻性能，降解冻结-解冻过程中水分的离析也称解析。而取代度高的酯淀粉黏度醋淀粉，但是不易糊化。因为淀粉分子的不同部分被羟酯键交联起来,也可称它为交联淀粉。
1.4 醚化淀粉
    淀粉糖基单体上的游离羟基可被醚化而得醚化淀粉,甲基醚化法为研究淀粉结构的常用方法,用二甲基硫酸和氢氧化钠或碘化银和Ag20制备醚，游离羟基被甲氧基取代，水解后根据所得甲基糖的结构确定淀粉分子中葡萄糖单位间联结的糖苷键。工业生产一般用前法，特别是制备低取代度的甲基醚.制备高取代度的甲基醚则需要重复甲基化操作多次。低取代度的甲基淀粉醚具有较低的糊化温度，较高的水溶解度和较低的凝沉性.取代度1.0的甲基淀粉能溶干冷水，但不溶于沸水和氯仿。随取代度再提高，水溶解度降低，氯仿溶解度增高。醚键对于
酸、碱、温度和氧化剂的作用都稳定。
1.5 交联淀粉
   用具有多元官能团的试剂，如甲醛，环氧氯丙烷，三氯氧磷，三偏磷酸盐等作用于淀粉颗粒能将不同淀粉分子经“交联”键结合，产生的淀粉称为交联淀粉。交联淀粉具有良好的机械加工性能，并且耐热，耐酸，耐碱。随交联程度的增高，性质的变化增大，甚至高温也不糊化。在食品工业中，交联淀粉可用作增稠剂和赋形剂。
1.6 接枝淀粉
   是在淀粉大分子的主链上通过共价键接上以单体聚合而成的聚合物侧链。这种聚合物具有二类高分子（天然和人工合成）的性质且随接支百分率，随接频率和平均相对分子质量而定。
   淀粉链上连接合成高分子如(CH2=CHX)枝链的结构不同，其性质也有所不同，若X=-CONH2,所得共聚物溶于水，能用作增稠剂，吸收剂，胶粘剂等。若X=-CN，-C02尺和苯基等，所得共聚物不溶于水，能用作树脂和塑料。
2. 变性淀粉的性质与作用
    变性的主要作用是改变糊化和蒸煮特性，主要改变以下性质：
  （1）糊化温度：解聚使糊化温度（GT）下降；非解聚时糊化温度有升高也有下降，一般淀粉分子中引进亲水基团可增强淀粉分子与水的作用，使GT下降。交联起阻挡作用，不利水分子进入，使GT升高。高直链淀粉结合紧密，晶格能高，较难糊化。
  （2）淀粉糊的热稳定性：一般谷类淀粉的热稳定性大于薯类；通过接枝或衍生某些基团，从而改变基团大小或架桥，可使淀粉糊的热稳定性增加。
  （3）淀粉糊的冷稳定性：淀粉结构中引入亲水基团，造成空间障碍，分子不易重排。此外亲水基团的引入使亲水作用增强，强化了与水的结合力，使淀粉脱水作用下降。
  （4）抗酸的稳定性：尽可能使淀粉结构改变成为网状结构，使淀粉能耐pH值3-3.5的酸性。
  （5）抗剪切力：一般抗酸的淀粉也抗剪切。
  （6）复合改性：具有多种功能。
3.改性淀粉的应用
   在方便面中添加一类保水性好、糊化温度低、粘度高、成膜性佳的变性淀粉，可使面条口感爽滑耐煮而且色泽鲜亮，提高面条的复水性。变性淀粉的吸水性强，加入到面粉中能提高面粉的吸水量，在和面形成面筋的过程中，淀粉吸水后膨胀充满面筋骨架，使面团具有延展性和韧性，改善面团的加工性能；变性淀粉糊化温度低，加入适量后能提高面饼在蒸箱中的糊化度，并缩短蒸煮时间；淀粉糊化后，粘度非常高，吸收大量的水，可以最大限度的将水分保持在面饼中，在经过高温油炸时水分迅速逸出，造成面条内部疏松多孔，能显著缩短面饼的复水时间；良好的成膜性使面条表面光滑，口感爽滑筋道，不浑汤；优良的保水性和亲水性能降低面饼的吸油率，既降低生产成本，又能减少酸败，降低面饼的酸价和过氧化值。而在烘烤食品例如饼干中可利用变性淀粉良好的成膜性、高温膨胀性和稳定性而在蛋糕、糖衣生产中用作酥油替代品，则可提供良好的容量与结构，降低人体油脂摄入量，若在焙烤食品中做釉光剂，可形成良好、清晰与光亮的薄膜，代替昂贵的蛋白和天然胶体.