绿豆淀粉变性介绍及理化性质的介绍

杂豆淀粉
一、杂豆简介
• 豆是相对于大豆而言的小宗豆类的总称。我 • 国杂豆品种繁多，主要有绿豆、豌豆、蚕豆、扁豆、豇 • 豆、芸豆等。杂豆营养丰富，具有高蛋白、高碳水化 • 合物、低脂肪的特点，是一种优质的食品来源。杂豆 • 中蛋白质含量高达20％～50％，碳水化合物含量一 • 般在55％一70％，其中淀粉占40％一60％。是杂 • 豆食品重要的能量来源。淀粉作为杂豆的主要成 • 分，具有独特的性质，其中的抗性淀粉含量高达78％， • 慢速消化淀粉和抗性淀粉总含量高达95．7％［1］ 。
速反应，能耗低，质量稳定等。
•
国内外有关淀粉改性 的研究报道很多。但是，多偏重于玉米
淀粉。而对绿豆淀粉的改性却很少有专门报道。
• 国内田瑞亭就羟丙基淀粉与次氯酸钠氧化淀粉进行绿豆淀粉 的改性实验［10］ ：
羟丙基淀粉
• 羟丙基淀粉属 醚化 淀粉的一种，与原淀粉相比。它糊化温度低。 抗老化性 、透 明性 和平滑性都有所改善。广泛用于造纸工业的 纸板粘合剂 、纸张内部和表面施胶剂、织物精整上浆剂、食品工 业的增稠剂 、药片的崩解剂等。 • （1）环氧丙烷作交联剂，使淀粉分子中的伯醇基醚化，由于绿 豆淀粉支链多。且结晶度高，只有伯醇基醚化．所以交联剂用量 不大，若交联剂用量过大，相应的碱量也要 随之提高．碱 的浓 度也要提高。会导致部分淀粉溶解在水中，使淀粉溶胀或糊化。 所以会使产品产率降低。甚至反应不能顺利进行
制难等。我国目前改性淀粉生产企业，以间歇式湿法工艺技术为
主。规模小、设施落后、能耗高、环保问题突出。
• 连续流态管道化清洁制备技术主要特点是淀粉粉体在管道流态化
条件下进行，区别于“湿法”工艺：生产过程不产生工业废水，
无需洗涤、过滤、分离等工序，反应时间短，能耗低等：区别于
“干法”工艺：设备投资省，操作简便，多数产品可在常温下快
• （2）反应过程中碱作催化剂，保持 pH9～10即可．碱量过多或浓度过大 。 会使淀粉颗粒胀，糊化过甚。从而对反应的正常进行和产品后处理带来一定 的田难，但是会提高产品的取代度，同时还会导致淀粉的粘度变大，反应不 能顺利进行。
• （3）反应温度一般控制在28℃为宜，不得超过35℃ 。温度过高不仅会导致 环氧丙烷 (沸 点35 ℃)的逸失，而且会异化淀粉颗粒的结构，对反应不利， 温度过低则会使反应变慢，时间延长。
•
国内绿豆淀粉生产的方法主要有三种,即酸浆法、机械分离法和土 法。
酸浆法
• 酸浆法生产绿豆淀粉主要把豆浆放置一些时候,经过自然发酵,
逐渐变酸,就成了能沉淀淀粉的酸浆。豆浆中除淀粉外,还含有蛋
白质、细纤维等。为了使淀粉与蛋白质、细纤维较快地分开,传统
工艺加入酸浆,酸浆中含有大量乳酸乳球菌,具有凝集淀粉颗粒的
次氯酸钠氧化淀粉
• 淀粉在氧化剂的作用下可制得氧化淀粉，常用的氧化剂有：过氧化氢 、 过硼酸钠 、次氯酸钙 、次氯酸钠，一般讲生产颗粒状的氧化淀粉以次 筑酸钠为最好，其原因是氧化能力较强，成本低廉。产品颜色洁白。 • （1）淀粉浓度对反应的彩响 • 淀粉悬浮液中固含量高，除增加产量外。还使产品粘度的稳定性 略有 增加，所 以通 常 采用 40％的悬 浮液。 • （2） 氧化剂量对反应的影响 • 淀粉在氧化过程中，随着次氯酸钠量的增加 。氧化淀粉的粘度下降， 而羧基 含量逐渐增加。继续增加氧化剂，氧化程度加剧，产率却随之 降低。最低产率至 84％。
废水中能够提取 20 kg 粗蛋白,氨基酸产率为粗蛋白中总氮的 88.7 %.
改性淀粉
• 改性淀粉是在天然淀粉所具有的固有特性的基础上，为改善
淀粉的性能、扩大其应用范围，利用物理、化学或酶法处理，在
淀粉分子上引入新的官能团或改变淀粉分子大小和淀粉颗粒性质，
从而改变淀粉的天然特性，使其更适合于一定应用的要求。
• （3）pH值对反应的影响 • 要选用适当的pH值，固为 pH值直接影响次氯酸钠氧化能力的发 挥。pH值小会延长反应时间，增加原料的消耗和动力消耗，pH值 大(即碱过量)．淀粉容易溶胀甚至部分糊化，使反应不能顺利进 行，所以，控制 pH在 9～10时氧化淀粉的粘度和羧基含量可以达 到使用要求。 • （4）温度对反应的影响 • 温度过低，则反应太慢 ；温度过高，虽可提高反应速度，但会导 致沉淀颗粒 的糊化和氯化剂的分解，从而对反应的正常进行和产 品的后处理带来困难。一般反应温度控制在 25～35℃。
是在分离豆浆中的淀粉、蛋白质和细纤维的时候不加酸浆,而是利用淀
粉、蛋白质、细纤维的大小和密度的不同,采用自然沉降法获得淀粉。 即将绿豆浸泡后,用石磨或砂轮磨磨成豆浆装在双层细滤布用袋里,悬空 在大缸上,加水把淀粉漂洗入缸内,除去上面的豆渣,让粉浆在缸里静置 16h左右,吸去上面澄清水及微黄的液汁,把沉积在缸里的淀粉取出,放进 布袋里沥干后,取出淀粉块,将其日晒或烘干制成干淀粉。比较适合于小 作坊手工加工,生产量比较小。
ห้องสมุดไป่ตู้
芸豆及芸豆淀粉应用现状
• 芸豆(Phaseolus vulgaris)学名“菜豆”,属豆科,一年生草本植物种子。它
营养丰富,蛋白质含量高,是出口创汇的重要农副产品。芸豆原产美洲的
墨西哥和阿根廷,我国在16世纪末才开始引种栽培。每100g芸豆含蛋白 质23.1g、脂肪1.3g、碳水化合物56.9g、76mg及丰富的B族维生素,从所 含营养成分看,蛋白质含量高于鸡肉,钙含量是鸡的7倍多,铁为4倍,B族维 生素也高于鸡肉［3］ 。芸豆还是一种难得的高钾、高镁、低钠食品,每 100g中Na+含量0.8—0.9mg,适合心脏病!动脉硬化,高血脂、低血钾症和 忌盐患者食用。［2］
赤豆及赤豆淀粉应用现状
• 赤豆（phaseolus radiatus var)亦称“小豆”、“红豆”、“红饭豆”属豆科,
一年生草本植物种子。一般为赤色,呈椭圆或长椭圆形,是亚洲主要的豆类作
物之一,以我国栽培最多,主产地为东北及华北。每100g赤豆含蛋白质20.2g,碳 水化合55.7g,膳食纤维7.7g,含有一定量的钙!磷!铁等微量元素及硫胺素等B族 维生素［3］ 。 赤豆主要的用途是制作豆沙、豆馅,以细腻著称,可加入糕点或 面食中用。赤豆除用作粮食和副食外,中医认为赤小豆具有消肿利尿、解毒 排毒等功能,主治水肿、脚气、热毒痈肿和湿热泻痢等症, 赤小豆是人们生活 中不可缺少的高营养、多功能的杂粮。 ［2］
•
杂豆淀粉的提取工艺方法多样各不相同,但其一般工艺都包括
清理除杂、样品破碎、纤维及蛋白分离、淀粉洗涤、脱水干燥。
但随样品品种的不同具体操作也有差异,其一般简易工艺流程：
杂豆淀粉副产物的利用
• • 国内外目前一直以玉米淀粉等研究为主，对杂豆淀粉利用的广度和深度都不够，
对杂豆淀粉生产过程中副产物的利用方法和方向简单稀少。
离的方法中,不溶性蛋白质和纤维素会阻碍淀粉的沉淀并可能与淀粉共沉淀形成褐色的沉淀物导
致分离出来的淀粉白度受到较大影响而且蛋白质含量可以达到0.8%以下。高群玉等人通过水磨法 自制绿豆淀粉,并测定了淀粉的水分含量为11.92%,灰分含量为0.12%,蛋白质含量为0.31%［5］ 。
绿豆淀粉的生产［6］
20h不等)。湿法工艺的优点是反应均匀、缓和，工艺设备要求不 高，几乎适用于各种改性淀粉的制造；缺点是废水量大，能耗高 (后处理要干燥)，得率低，成本高等。
•
所谓的干法工艺是通过化学试剂与淀粉固液混合，反应在固
相高温下进行，大多为间歇式。优点是反应效率高，没有废水废
液产生；缺点是对设备要求高，能耗高，产品稳定性差，粉尘控
能力,这样,淀粉颗粒不仅脱离了渣子中的大部分蛋白质、细纤维 的吸附作用,而且使其沉降速度大大加快,从而淀粉与蛋白质和细 纤维分离开。主要工艺流程如下：
机械分离法
• 用机械分离法生产绿豆淀粉的泡豆、磨浆等工艺与酸浆法相同,只
是在分离豆浆中淀粉、蛋白质和细纤维的时候采用碟片式离心机分离
工艺,也可用5级旋流洗涤工艺,或者二者合用。合用工艺即先使豆粉浆
• [1]杂豆淀粉研究进展作者： 郭婷， 汪丽萍， 谭斌 [2]杂豆类淀粉提 取及性质比较研究许鑫 • [3] 王光慈.食品营养学[M>.北京:中国农业出版社,2003:232 • [4]李兆丰.豌豆淀粉研究进展[J].食品与发酵工业,2003,29(10):70一74 • [5]高群玉等.绿豆淀粉颗粒性质研究[J].食品工业科技,1997,(5):36一37. • [6]酸浆法生产绿豆淀粉工艺及性质的研究 刘杰 • [7]粉 丝 废 液 中 蛋 白 质 的 利 用唐 子 星 • [8]酸浆发酵法生产豆类淀粉废水中蛋白质及氨基酸的制取韩丽华 • [9]改性淀粉生产与应用新技术、新装置的研究姚献平1，郑丽萍1’2 • [10]绿 豆 淀粉 改性 的研 究 田瑞 亭
绿豆及绿豆淀粉应用现状
• 绿豆(Phaseolus aureu Roxb)别名“植豆”、“青小豆”属豆科,一年生草本
植物种子,原产于我国、印度、缅甸,有2000多年的栽培史。我国现在产于黄
河、淮河流域的河南、河北、山东、安徽等省,作为粮食作物在各地都有种 植一般秋季成熟上市。每100g绿豆含蛋白质21.6g、脂肪0.8g、膳食纤维6.4g、 碳水化物55.6g ［3］ 。绿豆不但具有良好的食用价值,还具有非常好的药用价 值,绿豆的有效成分具有抗过敏作用,可治疗尊麻疹等疾病;绿豆对葡萄球菌以 及某些病毒有抑制作用,能清热解毒;绿豆含丰富胰蛋白酶抑制剂,可以保护肝 脏,减少蛋白分解,从而保护肾脏［2］ 。
• 国外少量的绿豆淀粉生产主要是采用离心机旋流器配套分离法,即
美国Do-rroliver公司首先推出的碟式离心机与旋液器组合分离淀粉。离
心机分离和预浓缩作用,旋流器洗涤淀粉乳中的蛋白质和其他质的作用。 此方法效率高,淀粉得率高(80%以上),动力消耗低,产品质量高(蛋白质含 量0.3%以下)。 缺点是投资较高,而且产品不适合用于大批量生产绿豆 淀粉。
• 改性淀粉生产工艺有传统的湿法、干法等以及新兴的连续流
态管道化清洁制备技术［9］ 。
•
所谓的湿法工艺主要是指淀粉和化学改性剂在水或有机溶剂
中进行反应，反应中止后要经过过滤、分离、干燥等工序，大多
为间歇式。反应过程通常要添加盐类抗凝胶剂，并将反应温度控
制在胶化温度以下以防止淀粉糊化，因而反应时间较长(通常4—
杂豆是以高蛋白、高赖氨酸和高淀粉含量为主要优点。而豆中含有的约32 多的 蛋 白质。豆类淀粉厂粉浆废水中主要含有大量的可利用的蛋白质成分, 其蛋白质中
氨基酸以赖氨酸含量较多。对杂豆淀粉生产过程的废水通常进行简单加工用作肥料
或者提取蛋白质及氨基酸用作医疗或者食品的原料［7］ 。其中韩丽华等［8］采用加 入葡糖酸 —δ—内酯使蛋白质沉淀析出工艺,然后水解得到氨基酸.经中试, 每吨粉浆
我国对绿豆淀粉的提取主要停留在传统的加工方法上,即用酸浆法生产绿
豆淀粉。因为对同一品种的绿豆来说,酸浆法提取的淀粉的质量、纯度都高于
机械提取的。这主要是因为酸浆法提取绿豆淀粉时,酸浆水中含有的乳酸链球 菌对淀粉颗粒有很好的凝聚作用,还能将大分子的蛋白质分解成小分子的多肤, 从而使蛋白质和淀粉粒很快分开,加大了淀粉粒和蛋白质分子间的比重差,淀粉 粒便迅速沉淀下来,而蛋白质和多肤等存在于上层浆水中被除去。而利用离心 法和水洗法制得淀粉的得率、提取率及纯度均低于酸浆法且其成品中蛋白质、 灰分等杂质的含量均高于酸浆法,淀粉的色泽,制出粉丝的性质也远不如酸浆法。
经过碟片分离机将蛋白质、细纤维等大部分分出,得到粗淀粉乳,再经过
5级旋流洗涤器的进一步净化,得到精制淀粉乳。此法工艺先进,适合大 规模连续化生产,但要求生产设备投入大,而且生产的淀粉制出的粉丝口 感!外观都不甚理想。所以,粉丝厂一般不用机械分离法来生产绿豆淀粉。
土法
• 土法作坊式生产绿豆淀粉,步骤同酸浆法生产绿豆淀粉相差不多,只
杂豆淀粉的提取
杂豆中干物质主要由淀粉、蛋白质、纤维素和脂类所组成。由于存在较多的不溶性蛋白和
纤维素,因此杂豆中淀粉分离比较困难。在国外工业生产中,杂豆淀粉的分离一般采用旋风分离等
机械手段。旋风分离是工业中最常用的一种分离豆类淀粉的方法,采用旋风分离去除大部分蛋白 质,得到低蛋白淀粉,再将所得到的低蛋白淀粉进一步分离,去除剩余的结块蛋白质,并通过水洗去除 大部分剩余的结合蛋白。通过这种方法提取的淀粉中蛋白质含量低于0.25%［4］ 。 目前,国内提取杂豆淀粉一般采用酸浆法、NaOH提取法、水磨法等,这些常用的在有水参与分