改性淀粉的研究进展及其应用综述
小麦淀粉的改性及其在食品工业中的应用
小麦淀粉的改性及其在食品工业中的应用
小麦淀粉作为一种重要的食品原料,在食品工业中具有广泛应用。为了提高小
麦淀粉的功能性和适应性,人们通过对其进行改性处理,使其更加适用于各种食品加工过程。本文将探讨小麦淀粉的改性方法以及其在食品工业中的应用。
一、小麦淀粉的改性方法
小麦淀粉的改性方法多种多样,常见的包括物理改性、化学改性和酶法改性等。
物理改性是指在不改变小麦淀粉分子结构的前提下,通过物理处理手段改善其
性质。例如,通过高温糊化可以增强小麦淀粉的黏性和增稠性,提高其在食品加工中的稳定性和流变性。此外,冷却结晶、微波处理等物理方法也可以改善小麦淀粉的性能。
化学改性是指通过化学反应在小麦淀粉分子中引入新的官能团,从而改变其物
理性质和功能性。例如,酯化反应可以在小麦淀粉分子上引入酯基,使其具有较好的抗水性和抗血糖性。醚化反应可以引入醚键,提高小麦淀粉的溶解性和稳定性。此外,还可以通过酸、碱、氧化剂等处理来改善小麦淀粉的性质。
酶法改性是利用酶的催化作用来改变小麦淀粉的结构和性质。常用的酶包括淀
粉酶、糖化酶、转化酶等。通过酶法改性可以使小麦淀粉具有更好的稳定性、胶凝性和保水性。
二、小麦淀粉在食品工业中的应用
小麦淀粉经过改性处理后,在食品工业中的应用范围更加广泛。下面将介绍几
个常见的应用领域。
1. 面制品
小麦淀粉是制作面制品的主要原料之一。改性小麦淀粉可以增加面团的弹性和黏性,提高产品的质地和口感。在制作面包、面条、包子等食品时,加入适量的改性小麦淀粉可以增强面团的稳定性,并提高面制品的延展性和保湿性。
2024年改性淀粉市场分析现状
2024年改性淀粉市场分析现状
简介
改性淀粉是指通过物理、化学或生物方法对淀粉进行改变其功能性质的一种产品。改性淀粉具有更好的黏性、稳定性和抗性,广泛应用于食品、医药、纺织等行业。本文将对改性淀粉市场的现状进行分析。
改性淀粉市场规模
改性淀粉市场自20世纪中叶以来持续增长。据市场研究报告显示,2019年全球
改性淀粉市场规模约为100亿美元,并预计未来几年仍将保持较高增长率。
改性淀粉市场应用领域
改性淀粉在食品工业中占据重要地位。其在调味品、饮料、果冻等食品领域的应
用越来越广泛。此外,改性淀粉还被广泛用于医药、纺织、造纸等行业。随着对功能性食品需求的不断增长以及新技术的引入,改性淀粉市场将进一步扩大。
改性淀粉市场竞争格局
目前,全球改性淀粉市场存在着诸多竞争对手。主要的改性淀粉生产商包括ADM、Ingredion、Tate & Lyle等。这些公司通过技术创新、产品质量和营销战略来保持竞
争优势。
改性淀粉市场发展趋势
1.无麸质市场需求增长:随着对健康生活方式的追求,无麸质食品市场需
求不断增加,改性淀粉在无麸质产品中的应用将得到进一步发展。
2.可持续发展:由于环保意识的增强,可持续发展成为改性淀粉市场的重
要趋势。生产商将更加注重环境友好型产品的研发和生产。
3.技术创新:改性淀粉市场将受益于技术创新的推动。新的改性淀粉产品
和应用正在不断涌现,为市场带来新的增长机会。
4.亚太地区市场增长:亚太地区的人口增长和经济发展将推动改性淀粉市
场的增长。中国和印度等国家有着巨大的市场潜力。
结论
改性淀粉市场具有良好的发展前景,随着消费者对功能性食品的需求不断增加,改性淀粉的应用将进一步扩大。在未来几年,技术创新、可持续发展以及亚太地区市场的增长将是改性淀粉市场的主要趋势。生产商需要通过不断创新和提高产品质量来保持竞争优势。
玉米淀粉基改性淀粉(PSM)的制备方法研究
玉米淀粉基改性淀粉(PSM)的制备方法研究
玉米淀粉基改性淀粉(PSM)的制备方法研究
玉米淀粉是一种重要的天然多糖类生物聚合物,具有良好的生物可降解性和生
物相容性。为了进一步提高其性能和应用范围,科学家们通过基因工程技术对玉米淀粉进行改良,制备了玉米淀粉基改性淀粉(PSM)。本文将重点介绍PSM的制
备方法及其研究进展。
一、物理处理法
物理处理法是最早用于制备PSM的方法之一。通过将玉米淀粉与其他材料进
行共混,然后利用物理性能的改变来获得改良的淀粉材料。例如,通过添加适量的溶剂(如水、丙酮等)和表面活性剂,可以改变淀粉的溶解性能和流变性质。此外,还可以通过冷冻干燥、热压成型等方法改变淀粉的结晶性和结构特性,从而得到具有不同性能的PSM。
二、化学改性法
化学改性法是另一种常用的PSM制备方法。常用的化学改性方法包括酯化、
酰化、醚化等。这些方法可以通过改变淀粉分子链上的官能团,使其具有不同的性质和应用特点。例如,通过酯化反应可以引入脂肪酸酯基,从而提高PSM的疏水
性和耐热性;通过醚化反应可以引入聚乙二醇等有机链,从而增加PSM的溶解性
和生物降解性。
三、酶法
酶法是一种绿色环保的制备PSM的方法。通过使用适当的酶(如淀粉酶、水
解酶等),可以在淀粉分子链上引入新的功能基团,从而改变淀粉的性质。例如,通过酶催化反应可以部分降解淀粉分子链,得到具有较低粘度和较高流变性的PSM;通过引入磷酸基团可以提高PSM的磷含量,从而增加其吸附性能等。
四、微生物法
微生物法是一种利用微生物代谢代谢特性来制备PSM的方法。通过使用具有
淀粉在纺织工业中的应用与研究
淀粉在纺织工业中的应用与研究
淀粉作为一种天然高分子聚合物,广泛存在于植物中,是植物储存
能量的主要形式。在纺织工业中,淀粉以其优异的成膜性、粘结性和
生物降解性,被广泛应用于上浆、整理、增稠等过程。本文将详细探
讨淀粉在纺织工业中的应用及其研究进展。
淀粉的基本性质
淀粉是由大量葡萄糖单元组成的高分子聚合物,根据聚合度不同,
淀粉可分为直链淀粉和支链淀粉。直链淀粉分子为线性结构,而支链
淀粉分子则具有分支结构。淀粉分子通过α-1,4-糖苷键连接,并在部分葡萄糖单元上以α-1,6-糖苷键形成支链。
淀粉的物理性质包括良好的成膜性、粘结性和增稠性,使其在纺织
工业中具有广泛的用途。此外,淀粉还具有良好的生物降解性,对环
境友好,是可持续发展的材料。
淀粉在纺织工业中的应用
上浆是纺织品生产过程中的一个重要环节,淀粉在上浆过程中起到
增加纤维间的粘结力、提高织物强度和耐磨性的作用。淀粉浆料通过
浸渍、喷涂或浇铸的方式施加在纤维上,然后通过热处理使淀粉凝胶化,形成坚韧的薄膜。
淀粉在纺织品整理过程中也发挥着重要作用。淀粉整理剂可提高纺
织品的防水、防皱和防污性能。通过在纺织品表面形成一层均匀的淀
粉膜,减少水分、油脂和污渍的渗透,达到防水、防皱和防污的效果。
淀粉在纺织品印染过程中用作增稠剂,可提高染料的利用率、染色
均匀性和染色速度。淀粉通过与染料形成复合物,提高染料在溶液中
的浓度,从而加快染料的上色速度。此外,淀粉还具有遮盖纤维表面
缺陷的作用,使纺织品表面更加光滑。
研究进展
随着科技的发展,淀粉在纺织工业中的应用研究不断深入。研究者
天然淀粉改性机制及应用概述
天然淀粉有直链淀粉和支链淀粉两类,基本构成单位为 被破坏,微晶消失且容易接受酶的作用,这种改性后的产品
α-D- 吡喃葡萄糖,分子式为(C6H10O5)n。它是一种由葡萄 便是预糊化淀粉,也叫 a- 淀粉。通过高压或挤压处理的天然 糖分子聚合而成的高分子碳水化合物,广泛分布于自然界中, 淀粉,结构上也会发生不同变化,所得产品被广泛应用于食
研究表明,利用次氯酸钠、双氧水、高锰酸钾等氧化剂
状,并对改性天然淀粉材料在未来的发展做出了展望 [1]。
在特定条件下(温度,压力,反应时间)对天然淀粉进行氧
1 改性机制
化处理,其性能会有大幅改变,例如次氯酸钠氧化淀粉,它
天然淀粉颗粒是由多种成分组合而成的混合物,对其改 是氧化淀粉工艺最成熟、应用最广泛的一类。由该工艺得到
天然淀粉进行微波处理、超声波处理、高压或挤压处理、热 用下改变淀粉颗粒结构,使分子链断链,从而分子量变小。
液处理、电离处理等。物理改性主要对天然淀粉的结晶度和 由此可以使原淀粉的胶凝性增强,广泛应用于食品工业中果 反应活性等进行改变 [2]。热处理后的天然淀粉规则排列的胶束 冻和软糖的生产。
收稿日期 :2021–04–16 作者简介 :陈严双(1998—),男,四川通江人,主要研究方向为高
淀粉的研究与应用
淀粉的研究与应用
前言
淀粉是天然高分子之一,是植物中碳水化合物的主要储存库,也是绿色植物进行光合作用的产物。我国淀粉资源十分丰富,是世界第二大玉米生产国,因此淀粉作为高分子材料的研究与开发有利于促进可再生资源的利用和农副产品的高值比。
目前对淀粉的研究与开发主要集中在食品、医药、材料等领域。由于它与石油化工原料相比,具有价格低廉、可再生、可生物降解、污染小等优点,符合环境保护和可持续发展战略,因此国内外研发了许多淀粉改性材料。淀粉经过物理、化学或生物的方法进行改性可以制作多种淀粉衍生物,并且广泛应用于造纸、纺织、制革、胶黏剂、定型剂、制药、化妆品、洗涤剂、水处理絮凝剂、超级吸水材料等领域。本文就淀粉改性材料的研究与应用开发和淀粉衍生物在食品工业中的应用作简单的概述。
淀粉的科学定义
中文名称:淀粉
英文名称:Starch
定义1:一种植物中广泛存在的贮存性聚糖。
所属学科:生物化学与分子生物学(一级学科);糖类(二级学科)
定义2:由D-葡萄糖单体组成的同聚物。包括直链淀粉和支链淀粉两种类型,为植物中糖类的主要贮存形式。
所属学科:细胞生物学(一级学科);细胞化学(二级学科)
天然淀粉的可利用性质
淀粉是可再生的丰富的廉价的天然原料来源,是许多工业生产的原辅料,其可利用的主要性质有:①颗粒性质,包括凝聚状态的吸附性、凝聚性、吸湿性、再湿性等;②糊或浆液性质,加入或冷却时的黏度变化,包括低温贮藏和冻融过程中糊黏度的稳定性、保水性、凝沉性、保护胶体或乳化作用的性能等;③干淀粉膜性质,包括冷水或热水的溶解性、透气性、可塑性、弹性及韧性等。一般直
变性淀粉的种类及应用_乔欣
变性淀粉的种类及应用
乔欣 王欣 夏勇
(石家庄市 河北科技大学050018)
[摘 要]:本文综述了变性淀粉的种类,生产方法及应用,尤其对淀粉在纺织中的应用作了综述和展望,并概述了几种典型的变性淀粉,如酸变性淀粉,氧化淀粉、酯化淀粉、醚化淀粉,交联淀粉及接枝共聚型变性淀粉。
[关键词]:变性淀粉,种类,生产方法,应用
1.前言
变性淀粉,亦称改性淀粉,它是指利用物理、化学或酶的手段来改变天然淀粉的性质。通过分子切断、重排、氧化或者在淀粉分子中引入取代基可制得性质发生变化、加强或具有新的性质的淀粉衍生物[1]。
变性淀粉的生产与应用已有150多年的历史,但以近二、三十年的发展最迅速。目前,发达国家已不再直接使用原淀粉,在造纸、食品、纺织、医药卫生、塑料、水产饲料、油气开采、机械铸造、建筑材料和水处理等领域都使用变性淀粉。我国从80年代中期开始加快变性淀粉的生产,现在我国的变性淀粉从无到有,从小到大,从少到多已进入高速发展时期,目前有生产厂150多家,生产能力约35万t/年,年产量20多万t[2]。由于淀粉衍生物具有优异的性能,在化工生产中,变性淀粉用量越来越大,现在已成为一种重要的化工原料,有广阔的市场前景,化工部将变性淀粉列为“九五”计划中重点开发的6种精细化工产品之一。
2.变性淀粉的分类与种类
变性淀粉的分类,一般是按变性处理方法来进行的。包括物理变性淀粉,化学变性淀粉和酶法变性淀粉3大类。物理变性淀粉包括:糊化淀粉,超高频辐射处理淀粉,烟熏淀粉等。化学变性淀粉包括糊精、酶变性淀粉、氧化淀粉、酯化淀粉、醚化淀粉,交联淀粉、接枝淀粉等。酶法变性淀粉包括直链淀粉、糊精、兰鲁布等。其中,化学方法生产的变性淀粉种类最多,用途最广。淀粉分子的基本结构为葡萄糖单元,其2、3、6位上各有一个活性羟基,它们可以和各种化学试剂反应,生成相应的变性淀粉,使淀粉性质产生质的变化。
淀粉的改性与絮凝性能研究
淀粉的改性与絮凝性能研究
淀粉是一种膳食结构成部分,它很常见,这些淀粉含有可以被人体消化的糖类质量,如果它们经过特殊的处理,可以改变它们的性质,从而增加类似稠粘剂之类的特性,提高使用者体验。淀粉改性和絮凝性能是其实际应用中研究价值最高的两个特性,它们也是凝胶料理科学研究的重点。
淀粉改性是指将淀粉的性质改变,以满足特定应用需求的过程。它可以通过化学法或物理法来实现。化学改性通过淀粉表面的化学反应,使淀粉更易溶于水,从而改变淀粉的溶解性。物理改性是使淀粉粒子在特定条件下由颗粒状变成细粉状或凝胶状,从而改变它的局部结构和性质。淀粉改性可以使淀粉具备良好的流变性、降解性和热稳定性等特性。
淀粉的絮凝性能是指淀粉在某一特定条件下的稠度表现,它可以用来衡量凝胶的凝聚性。絮凝性能的测定一般以压头法、滴降法、凝胶法等为主。压头法是通过把淀粉溶液投放在膜表面并施加压力,测量压力和淀粉溶液粘度来实现的;滴降法是测量淀粉溶液投放在膜表面的滴降速度,从而实现的;凝胶法则是通过测量淀粉溶液的硬度、粘度、地型性等来实现的。
淀粉的改性与絮凝性能研究一直以来都受到学者们的追捧。淀粉改性和絮凝性能的研究可以有效提高淀粉的利用价值,为食品工业的发展和应用提供技术支持,迎合当代消费者需求,并创造更多的新产品,让大众受益。
淀粉改性技术日新月异,能够根据不同的应用需求进行改性,以满足特定应用需求。比如,调整面粉组分、调整淀粉固含量、改变淀粉溶解特性,以及改变淀粉富集特性等,都可以改变淀粉的物理结构,为淀粉的应用奠定基础。
淀粉的絮凝性能研究也是学术界的热门课题,它可以用来检测淀粉的质量和特性,以判断淀粉的可食用程度,为消费者提供安全高品质的食品。目前,淀粉的絮凝性能研究一直处于活跃状态,不断推出多种絮凝性能测定方法,以满足不同淀粉及相关凝胶料理的科学研究要求。
淀粉的改性与功能性开发
淀粉的改性与功能性开发
淀粉作为地球上最丰富的生物大分子之一,不仅在自然界中扮演着
重要的角色,而且在人类社会中也具有广泛的应用。本文将重点探讨
淀粉的改性以及功能性开发,以期为淀粉的进一步研究和应用提供参考。
淀粉的改性
淀粉的改性是指通过物理、化学或生物方法对淀粉的结构和性质进
行改变,从而赋予其新的功能。淀粉改性的目的是提高淀粉的溶解性、稳定性和生物降解性,增强其与其他材料的相互作用,以及改善其加
工性能。
物理改性
物理改性主要包括热处理、机械研磨和射线辐射等方法。这些方法
可以破坏淀粉颗粒的结构,增加其溶解性,提高其稳定性和生物降解性。例如,热处理可以分解淀粉颗粒中的部分支链,从而增加其溶解
性和粘度。机械研磨可以将淀粉颗粒细化,增加其表面积,提高其与
其他材料的相互作用。射线辐射可以破坏淀粉颗粒中的部分氢键,从
而增加其溶解性和粘度。
化学改性
化学改性主要包括酯化、醚化、酰化等方法。这些方法可以引入不
同的官能团到淀粉分子中,从而赋予其新的功能。例如,酯化可以引
入脂肪酸官能团,从而提高淀粉的稳定性和生物降解性。醚化可以引
入羟基官能团,从而提高淀粉的溶解性和与其他材料的相互作用。酰化可以引入酰胺官能团,从而改善淀粉的加工性能和生物降解性。
生物改性
生物改性是指利用酶、微生物或其他生物催化剂对淀粉进行改性的方法。这种方法可以特异性地改变淀粉分子的结构,从而赋予其新的功能。例如,使用酶可以分解淀粉颗粒中的部分支链,从而增加其溶解性和粘度。利用微生物可以合成淀粉分子中的不同官能团,从而提高其稳定性和生物降解性。
淀粉改性方法的研究现状及进展
淀粉改性方法的研究现状及进展
摘要:淀粉是一种天然聚合物,由淀粉和淀粉组成,资源丰富,可再生,环境友好,价格低廉,在食品、纺织品、药品、包装、纸张和其他领域广泛使用。淀粉的结构主要有两种形式:粒子结构(形状和尺寸)和分子结构(直链淀粉与直链淀粉的比例、链长分布、直链淀粉长/短枝比例等),这两种结构决定了淀粉加工的特点。天然淀粉存在易老化、溶解性差、容易热分解等问题,在工业上的应用受到限制,而淀粉的多羟基结构赋予其活泼的物理化学性质,所以往往对其进行改性处理,以适应特定的加工生产需求。本文主要分析淀粉改性方法的研究现状及进展。
关键词:淀粉改性;现状;发展
引言
我国是一个大型淀粉生产国,淀粉资源丰富,改性淀粉在我国发展迅速,物理改性只涉及物理场的作用,不会对人类健康造成威胁,不会有化学药物污染环境的问题,操作简单快捷,已经引起研究人员越来越多的关注。
1、化学改性
1.1酯化改性
由于淀粉具有结构紧密的结晶区,酯化反应主要在颗粒表面进行,很难渗透到内部,限制了酯化反应的进行。以槟榔芋原淀粉为原料,采用球磨结合辛烯基琥珀酸酯化的方法制得球磨酯化淀粉,与原淀粉、酯化淀粉和球磨淀粉相比,其冷水溶解度、膨润力和透明度均显著提高(p<0.05),还表现出高黏度特性,得到具备优良增稠性能的改性淀粉。采用N,N'-二环己基碳二亚胺/4-二甲基氨基吡啶介导的多尺度酯化反应,研究了支链淀粉与叶酸的酯化反应。在生物相容性胶体给药系统中,得到的叶酸酯化淀粉为治疗和延缓慢性疾病提供了可能性。安鸿雁等人[13]以玉米淀粉为原料、三聚磷酸钠作酯化剂、尿素为催化剂,采用半干法制备磷酸酯淀粉,其峰值黏度可达2084BU,取代度可达0.0201%,糊化性能远高于玉米淀粉,大大提高了其在食品、造纸等领域的应用。
改性玉米淀粉在食品加工中的应用
改性玉米淀粉在食品加工中的应用
一、改性玉米淀粉的概述
改性玉米淀粉是经过化学或物理处理后,使其具有更多的功能
性特性的一种玉米淀粉。其在食品加工中的应用不仅可以提高产
品的稳定性和质量,而且还可以优化加工过程和节约原材料成本。近年来,随着人们对健康食品需求的增加,改性玉米淀粉的应用
也得到了进一步的推广。
二、改性玉米淀粉在食品中的应用
1.增稠剂和凝胶剂
改性玉米淀粉在食品中的主要应用之一是作为增稠剂和凝胶剂。加入其可使食品具有更高的粘稠度和黏度,增加产品的质感和口感,比如汤和酱汁等。此外,改性玉米淀粉还可以作为铺垫填充剂,在制作饼干、蛋糕等烘焙食品时具有重要作用。
2.稳定剂
改性玉米淀粉在制作乳制品如酸奶、芝士等中也广泛应用。其
可以避免乳酸菌分离或沉淀,通过加强乳制品体系的稳定性和黏
性来提高产品的质量。
3.膨化剂
改性玉米淀粉还可以作为膨化剂在制作膨化食品,如薯片、麦
芽片、脆米等中使用,以使食品更有口感和疏松度。
4.防结剂
在制作沙拉酱、植物蛋白、肉类制品等食品时,改性玉米淀粉
可以作为防结剂,阻止物料降解和分离,使食品质地均匀,口感
柔软,同时可以防止过量水分的蒸发。
5.提高色泽和口感
改性玉米淀粉因其优越的稳定性和黏性,可以作为为食品添加剂,改变食品的结构和性质,使得食品的口感更好,更具有弹性。此外,改性玉米淀粉还可以提高食品的色泽和光泽度,增加观感,使食品看起来更有食欲。
三、改性玉米淀粉选择的注意事项
虽然改性玉米淀粉的应用广泛,但在选择其用途和种类时需要
注意以下几点:
1.应用目的:在使用改性玉米淀粉前,应根据具体的食品加工
改性淀粉(PSM)在土壤固污中的应用研究
改性淀粉(PSM)在土壤固污中的应用研究
改性淀粉(PSM)是一种经过改性处理的淀粉材料,具有较好的吸附能力和分
散性,广泛应用于环境保护领域。在土壤固污中,改性淀粉具有独特的应用前景和潜力。本文将围绕改性淀粉在土壤固污中的应用进行研究和探讨。
首先,改性淀粉在土壤固污中的应用主要体现在其优异的吸附能力上。改性淀
粉具有较大的比表面积和丰富的官能团,这使其能够与污染物之间发生吸附作用。通过调节改性淀粉的物化性质和表面性质,可以使其吸附不同类型的污染物,如重金属、有机物等。研究表明,改性淀粉对重金属离子具有很高的吸附能力和选择性。通过调节改性淀粉的孔隙结构和孔径分布,可以实现对不同颗粒大小的污染物的吸附。此外,改性淀粉对有机物污染物也具有较好的吸附能力,可通过物理吸附、静电吸附等机制去除土壤中的有机污染物。
其次,改性淀粉在土壤固污中的应用还表现为其对污染物的稳定化作用。改性
淀粉可以与污染物形成复合物或吸附在其表面,从而提高污染物的稳定性和不易释放性。例如,改性淀粉可以与重金属形成交联络合物,使其在土壤中形成稳定的结构,减少重金属的迁移和释放。此外,改性淀粉还可以与有机物形成氢键、范德华力等作用力,增加有机物在土壤中的稳定性。
第三,改性淀粉在土壤固污中的应用还与其分散性能密切相关。改性淀粉具有
良好的分散性,可以均匀地分散在土壤中,形成均一的污染物吸附层。通过调节改性淀粉的分散性和粒径分布,可以实现对不同类型和难以分散的污染物的吸附和固定。此外,改性淀粉还可以与土壤颗粒形成复合凝胶,增强土壤结构的稳定性,降低土壤侵蚀和颗粒的流动性。
改性淀粉的应用
随着科技的进步,设备和工艺水平都在不断提高,人们的消费观念和习惯也发生了改变,原淀粉已经不能满足越来越多肉制品加工工艺和技术的要求。利用改性原理,改善淀粉分子的基本特性,可以生产出能够适应不同食品加工工艺要求的改性淀粉。现在改性淀粉的品种越来越多,用途越来越广,是淀粉综合利用的新领域。
这种经过二次加工,改变性质的淀粉统称为改性淀粉(或变性淀粉),广泛用于造纸、纺织、食品、医药、轻工业、建材、石油、生物工程等行业。改性淀粉的品种、规格已达两千多种。按处理方式可分为物理改性淀粉、化学改性淀粉、酶法改性淀粉及复合改性淀粉四大类。随着工业生产对改性淀粉的功能要求越来越多,品质要求越来越高,对改性淀粉的研究和开发也日益增多。
1、在中国腊肠中添加改性淀粉作为黏结剂和组织赋形剂,可以改善产品的
多汁性。
2、在点心馅料中作为保水剂,可坚固组织,改善产品冻融稳定性。
3、在火腿和热狗中作保水剂和组织赋形剂,可以减少皱折,改善制品的冻融稳定性和保水性。
4、在肉丸和鱼丸中做凝胶剂,使制得的产品具有良好的弹性、咬劲和稳定性。
5、具有高凝胶性和稳定性的改性淀粉可在鱼浆中用做保水剂和稳定剂,大大减少鱼浆的汁液流失。
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淀粉的改性方法和原理
淀粉的改性方法和原理
淀粉是一种多聚糖,由葡萄糖分子经α-D-1,4-糖苷键连接形成分支链状的结构。它在食品、纺织、造纸等工业中拥有广泛的应用。然而,由于淀粉本身的性质限制了其在一些特定工业领域中的应用,因此对淀粉进行改性成为一个重要的课题。
淀粉的改性方法大致可以分为物理改性、化学改性和酶改性三种主要类型。物理改性主要通过改变淀粉颗粒大小、结构和形态来改善其性质;化学改性主要通过化学反应引入新的化学结构或取代一些官能团来改变淀粉的性质;酶改性主要利用酶催化反应改变淀粉分子结构。
一、物理改性方法:
1. 过滤技术:通过机械过滤将颗粒较大的淀粉去除,从而获得更细小的淀粉颗粒。细小的颗粒有更大的比表面积,增加了淀粉的溶解度和黏度。
2. 研磨技术:通过研磨将淀粉颗粒细化,从而提高其溶解性和吸水性。
3. 膨化技术:利用高温和高压使淀粉颗粒膨胀,形成膨化淀粉。膨化淀粉在食品加工中能够增加产品的体积和口感。
4. 乳化技术:将淀粉与油脂等低极性物质乳化后干燥,使淀粉成为微细粒子,从而改善其流动性和溶解性。
二、化学改性方法:
1. 酯化反应:通过与酸酐或酸酐的混合物反应,将酸基或酸酐基固定在淀粉分子上。这种改性方法可以提高淀粉的疏水性、耐热性和耐酸性。
2. 氧化反应:通过使用氧化剂,如过氧化氢或次氯酸钠,引入羧酸基或醛基到淀粉分子上。这种改性方法可以提高淀粉的胶凝性和黏性。
3. 磷酸化反应:通过使用磷酸酯化合物,将磷酸基引入淀粉分子上。这种改性方法可以提高淀粉的抗湿性和增粘性。
4. 硝化反应:通过使用硝酸和硫酸的混合物,将硝基引入淀粉分子上。这种改性方法可以提高淀粉的爆破性能。
天然淀粉的改性及应用概要
1.3、淀粉衍生物
这类改性淀粉是在不引起解聚的情况下 导入某种官能团。包括(1)酯化淀粉:即淀粉分子羟基被有机酸或无机酸酯化,如淀 粉醋酸酯、淀粉顺丁烯二酸酯、淀粉磷酸酯、淀粉硝酸酯等;(2)醚化淀粉:是淀 粉分子羟基被反应活性物质反应而成淀粉取代基醚,它们又可以细分为A:烷基 淀粉醚如甲基淀粉、乙基淀粉;B:羟烷基淀粉醚如羟乙基淀粉、羟丙基淀粉;C: 取代烷基淀粉醚如阳离子淀粉;D:不饱和烷基淀粉醚;(3)其它取代基淀粉:如羧 甲基淀粉。 淀粉衍生作用能改变淀粉的糊化和蒸煮特性、减弱直链淀粉凝沉和胶凝 倾向、增加淀粉低温分散系的持水性;此外取代羟基的基团具一定特性,使变性 产品在胶凝、增稠、粘合及成膜方面得到改善。如淀粉与三聚磷酸纳(STP)通 过干热反应可制得淀粉磷酸单脂,它是一种阴离子衍生物,与原淀粉相比,它具 有较高粘度、较清晰稳定的分散体系,其分散液对冻结的作用非常稳定;由于其 离子化性质,可作为一种良好的乳化剂;在食品工业中淀粉磷酸单脂除作为增稠 剂使用外,还具有耐老化性、保水性和保型稳定性,特别适用于需要冷冻贮藏的 食品;在造纸工业上,它常被用作添加剂,用以改善纸张强度,提高填料的保持能 力。
三、展望
天然淀粉改性后的种类很多,通过不同的途径,可得到不同用途 的改性淀粉。通过改性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。但我国淀粉研究仍存在 许多问题,和国外相比还有很大差距,主要体现在改性淀粉种类少, 性能差、改性工艺和技术不先进、成本高、产业化水平低。因此,未 来改性淀粉的研发应合理利用超声、等离子束和微波反应器等新技术、 新成果,并将多种改性手段有效结合,开发新型改性淀粉,丰富改性 淀粉种类,增强改性淀粉的质量和功能,降低生产成本,避免和减少 污染,从而整体提高我国在改性淀粉领域的水平。 随着我国经济的增长,工业生产不断扩大,改性淀粉的需求量也 将不断增加。改性淀粉是很多石油化工产品的代替品,石油的逐渐减 少,势必给改性淀粉带来发展空间。因此改性淀粉的发展前景十分广 阔。
淀粉改性的研究进展
s t a r c h h a s l i mi t s i n p o p u l a r i z a t i o n a n d a p p l i c a t i o n b e c a u s e o f i t s s h o r t c o mi n g s .M o d i f i c a t i o n o f s t a r c h i s c a r r i e d o u t t o
处理 以及 生物 医药等工业生产领域 。概述 了 目前淀粉 改性研 究中的 多种 手段 , 主要 包括 化 学改性 ( 氧化 、 交联 、 接 枝 共聚 、 酯化、 醚化和复合 改性 ) 、 物理 改性( 热液 处理 、 微波 处理 、 电 离放 射线处理 、 超声波处理 、 球 磨处理和挤 压 处理 ) 、
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改性淀粉的研究进展及其应用综述
李月丰
(湖南农业大学食品科技学院,湖南长沙 410128)
摘要:本文综述了改性淀粉的主要特点,阐述了改性淀粉在各领域的应用研究,展望了改性淀粉的发展前景。
关键词:改性淀粉;应用;研究进展
0、前言
淀粉是天然高分子聚合物,是自然界来源最丰富的一种可再生物质,可降解,不会对环境造成污染。由直链淀粉和支链淀粉两部分组成,其水解的终产物为葡萄糖。
改性淀粉以天然淀粉为原料经过特定的化学方法、物理方法、酶处理法, 改良其原有性能的淀粉, 被广泛应用于食品、医药、皮革、铸造、造纸、纺织、水处理等行业。
1、改性淀粉在不同领域中的应用
1.1、在食品行业的应用
改性淀粉由于耐热、耐酸,具有良好的黏着性、稳定性、凝胶性和淀粉糊的透明度,较好的弥补和改善普通淀粉的不足,在食品行业有着广泛的用途。交联淀粉广泛应用于食品的增稠剂中, 尤其是需要粘度稳定性很好的浓溶液中。低交联度的淀粉可以在水果馅饼中用作填充料,加入罐头中可使其耐灭菌处理。酸法变性淀粉则大大提高了淀粉的凝胶性,用于果冻、夹心饼、软糖的生产。淀粉衍生物醋酸淀粉酯在食品工业中用作耐酸粘合剂。Hung, P. V. 和Morita, N.(2004)研究还表明[1-2]:交联键能加强淀粉颗粒之间的结合作用, 使之较稳定存在, 从而糊液有较好的流动性。李文钊等[3]将一种T0098 预糊化淀粉应用在面包中,可延缓老化, 使烘焙制品保持柔软蓬松, 延长保存期。王玉田等人[4]将玉米改性淀粉应用于灌肠制品中,发现灌肠制品在弹性、气味、滋味和组织状态及贮藏方面均有很大改善,并具有较高的成品率和经济效益。
1.2、在水处理中的应用
改性淀粉作为一种很有发展前途的新型水处理剂,已经得到越来越多的重
视。尽管作为絮凝剂直接投加于天然原水中效果并不佳
,但作为助凝剂与聚合氯化铝配合使用,它们在处理低温低浊水方面体现了很好的助凝性能。而环状糊精则多用于对水中有机杂质的吸附去除。
Tiravanti等[5]报道利用不溶性淀粉原酸酯作为金属回收的沉降剂,去除工业废水中含有的银、铜、铬、镉、铝等离子。D.Sab leviciene等[6-7]以N- ( 2,3- 环氧丙基)三甲基氯化铵为醚化剂, 合成高取代度马铃薯阳离子淀粉,处理50g /L 的高岭土的浊水, 试验取得了成功。S.Pa l等[8]合成了一系列阳离子淀粉, 对硅土悬浮物具有良好的絮凝效果。裘兆蓉等[9]合成了一种高密度阳离子高分子絮凝剂。该絮凝剂相对分子质量为66万时, 对石油污水的澄清效果比相对分子质量为800万的聚丙烯酰胺絮凝剂效果好。
1.3、在造纸工业中的应用
淀粉作为一种来源广泛、价格低廉的天然植物产品,由于其分子结构与造纸纤维原料中纤维分子的结构极其相似而被广泛应用于造纸工业,在造纸工业中占有重要地位。造纸工业中改性淀粉的应用最早是用作表面涂布胶料,后来在湿布加工过程中大量用做各种增强剂和助留助滤剂等。改性淀粉主要应用在制剂的四个部位:湿布、网布、压榨施胶部和涂布部。
美国、日本、英国等发达国家早在20世纪70年代就开发了作为助留、增强、助滤及涂布用的两性淀粉,其应用效果明显高于普通阴、阳离子淀粉,但价格较贵。1990年,我国成功开发了适用于草、木浆增强的多元改性淀粉HC-3。近年来又相继开发成功YZ-151、YZ-152、YZ-128等系列多元改性淀粉。由于合成工艺也做了极大的改进,制造成本大幅度下降,因此目前许多大中型纸厂正在使用我国自主研发的多元改性淀粉[10]。
1.4、在医药方面中的应用
由于淀粉良好的生物降解性和生物相溶性, 因此淀粉及其改性物在医疗卫生方面有潜在的应用价值。淀粉的溶胀性能、溶解性能、凝胶作用、流变学性能、机械性能和被酶消化的特征等都是影响淀粉在医用领域应用的主要原因。
Christoph等[11]以磁流体包裹淀粉颗粒制得磁性淀粉微球,并将米托蒽醌抗癌药物直接注入淀粉微球内,注入剂量只有常规用药的50%。载药淀粉微球可直接动脉注射给药,体外磁场控制直接达到患处。Marques等[12]分别将淀粉和乙酸纤维素、乙烯
—乙烯醇共聚物混合后与羟基磷灰石反应制得一种新型淀粉聚合物,具有高度细胞生物相溶性、低细胞毒性等优点,应用在医学上的骨头支撑物或代替材料。
1.5、在制革工业中的应用
淀粉是一种性能良好的填充剂,但易发霉,因此,经适当改性且能提高其稳定性,制成的改性淀粉可用于皮革的填充,并赋予皮革良好的品质。
吕生华等[ 13] 用经过酶适当降解的淀粉与乙烯基类单体接枝聚合反应, 得到了一种性能优异的改性淀粉复鞣剂, 对降低制革工业污染具有积极意义。赵军宁等人[14]对乳液接枝共聚改性淀粉的复鞣剂的应用进行了研究,他们发现用改性淀粉的复鞣剂复鞣后的坏革粒面细致,增厚明显,柔软性和丰满性良好,仅染色深时的效果稍差于铬复鞣坏革。郑巨孟等人[15]以淀粉为主要原料,通过淀粉降解、接枝改性等处理方法制的了性能优异的SAB复鞣剂。
1.6、在铸造业中的应用
在砂型铸造生产中,为得到高强度、高质量以及适合高效率生产的砂型和型蕊,必须选择适宜的型蕊砂粘结剂。
周霞等[16]以CMS为粘结剂,添加少量膨润土、石墨粉和磷酸盐的蕊砂,可制得综合性能优良的蕊砂。用这种蕊砂代替呋喃树脂砂蕊浇铸的铸件内腔表面质量好、无气孔缺陷。古德[17]认为改性淀粉在湿型砂中能提高型砂的湿压、湿抗剪强度和热湿拉强度,相对反映出提高型砂的抗热爆性能,更适应及其造型。
1.7、在其它领域的应用
淀粉是由葡萄糖构成的天然高分子化合物,在表面活性剂工业中被大量用于制备小分子表面活性剂,如山梨酸醇脂肪酸系列小分子表面活性剂、烷基多苷系列小分子表面活性剂等。
淀粉的分解产物糊精在纺织印染中可以增稠燃料:低交联度的淀粉可用作纺织染色浆料的添加剂,也可用作粘结剂:阳离子淀粉在纺织中可作浆料和絮凝剂。
氧化淀粉具有粘度低、色泽白、成膜性好,不易吸潮、粘结强度高、弹性大、纸箱不易变形,主要用作胶黏剂。