变性淀粉的应用要点

变性淀粉的应用

浏览1055次[2008-5-8 8:53:51] 1、在食品工业中的应用

不同的变性淀粉可以用在同一种食品之中，而同一种变性淀粉又可用于不同的食品；同一种食品，不同的生产厂家，又有不同的使用习惯；即使是同一种变性淀粉，不同的变性程度，性能相差又很大，这给变性淀粉在食品品质研究中应用开发提供了广阔的发展前景，同时又指出了其历程的艰难。

食品名目繁多，加工贮藏方法多种多样，从传统的作坊式食品加工到现代化的机械、自动化工业生产，对食品辅料中的淀粉要求越来越高。如现代食品加工工艺中的高温杀菌、机械搅拌、泵的输运，便要求辅料淀粉具有耐热、抗剪切稳定性；冷藏食品则要求糊化后的淀粉不易回生凝沉，而具有很强的亲水性；偏酸性食品要求淀粉在酸性环境下有较强的耐酸稳定性；有些需淀粉具有一些特殊的功能，如成膜性、涂布性等等。食品中使用变性淀粉的优点归纳成如下几点：

（１）使用变性淀粉，可以使其在高温、高剪切力和低ｐＨ条件下保持较高的粘度稳定性，从而保持其增稠能力。大家知道，很多食品均需在较高温度下加工或杀菌，原淀粉分子在高温下易解聚成小分子，粘度下降，使其失去其增稠能力；同样，食品加工中的机械搅拌和泵的输送，均会产生剪切力，有些食品由于存在有机酸（如酸性饮料），使体系偏酸性，高剪切力和酸性环境均能使原淀粉分子降解，失去增稠、稳定食品的能力。必须通过淀粉的变性处理，提高其耐热、耐酸和抗剪切能力。这一点在淀粉用于果酱类、饮料类以及调味料等食品增稠中尤为重要。

（２）通过变性处理，可以使淀粉在室温或低温保藏过程中不易回生，从而避免食品凝沉或胶凝，形成水质分离。食品中的淀粉分子在保藏过程中会通过氢键发生分子间重排而缩合，尤其在冷藏过程中这一过程更为剧烈，结果导致分子脱水收缩，固体结构硬化，甚至析出水来，流体食品出现上下分层、混浊，产品劣化。通过变性处理后（如酯化和醚化淀粉），在淀粉分子上引入亲水性基团，则可以提高淀粉分子亲水能力，阻碍淀粉分子间以氢键形式缩合，脱水收缩，从而提高食品在室温或低温保藏过程中的稳定性。

（３）通过变性处理提高淀粉糊的透明度，改善食品的外观，提高其光泽度。原淀粉的亲水性不强，当用它制作食品时，则往往因其不能更好地结合水分子，而使整个食品体系透光率低，食品发白，无光泽。如果用淀粉便需要透明，豆沙馅中用淀粉则需有豆沙本身天然的光泽等，当淀粉变性处理后，接上亲水性基团，则使淀粉分子周围吸附有大量水分子，形成质构均匀的溶胶，使得食品具有很好的透明而诱人的光泽。

（４）通过变性处理改善乳化性能。原淀粉分子是没有什么乳化性的，不能用它来形成稳定的水、油混合体系。如果在淀粉分子上接上亲水、亲油双重性质的官能团，如辛烯基琥珀酸根，则使它既具有亲水性，又具有亲油性，从而达到乳化稳定水、油混合体系的目的。

（５）通过变性处理可提高淀粉浓度，降低淀粉粘度，还可提高淀粉形成凝胶的能力，如制

作牛皮糖的酸处理淀粉。

（６）通过变性处理提高淀粉溶解度或改善其在冷水中的吸水膨胀能力，改善淀粉在食品中的加工性能。如制作方便食品用的糊精和预糊化淀粉。

（７）通过变性处理改善淀粉的成膜性。如通过切支酶切断支链分子中的α－１，６糖苷键，增加直链分子的比例，经此过程处理后的淀粉形成的膜具有很好的强度和隔氧性，适合用于食品的包装膜。

２、变性淀粉在造纸工业中的应用

变性淀粉是造纸工业中的重要化学品。在造纸精细化学品中，以质量计变性淀粉占８０％～９０％；若以造纸原料消耗计，它居纤维、填料后的第３位。美国造纸工业年用变性淀粉１３０多万ｔ，日本达２５万ｔ以上，而中国目前仅５万ｔ左右。

１９９６年中国纸和纸板年产量已达２６６９万ｔ，位居世界第３位。若按发达国家的应用水平，变性淀粉的年需求量应在５０万ｔ以上，因此有很大的市场潜力。

在淀粉原料的选择上，一般根据各国的国情和应用的需要来决定。如美国，主要选用玉米淀粉为主，约占８０％，其次是木薯，约占１４％。玉米、马铃薯、木薯淀粉都可以深加工成各种变性淀粉。

变性淀粉对造纸行业具有明显的经济和社会效益：

（１）能明显提高纸张的各种物理强度，提高质量和档次，降低木浆配比。

（２）能提高细小纤维、填料的留着，提高成纸的灰分、白度和不透明度，同时还可节约能耗，减少湿部断头，减轻纸厂三废污染等。

（３）能改善施胶效果，节约施胶剂用量，尤其可作为中性抄纸的配套助剂。

（４）能明显改善印刷适性，使印刷时不易断头、掉毛、掉粉和糊版，并增加对油墨的吸附能力，使色彩鲜艳、字迹清晰等。

（５）还可代替价格昂贵的合成树脂、干酪等作为表面施胶和涂布粘合剂，能明显降低涂布加工纸的生产成本。

（６）变性淀粉还可作为纸制品的粘合剂，如纸箱、纸管的粘合剂等。具有粘结力强，成本低，对环境污染轻等特点。

造纸淀粉若按其使用方法分，可分为４大类：浆内添加淀粉、喷雾淀粉（层间增强为主）、表面施胶淀粉和涂布淀粉。可以说，变性淀粉几乎适用于造纸的全过程。

３、变性淀粉在医药工业中的应用

医药生产离不开淀粉，片剂大部分为淀粉，虽已有许多新辅料代替淀粉，但淀粉无毒性、原料资源丰富、价廉，故仍是很好的辅料。制剂厂也需要淀粉或其衍生物作为药用辅料。随着制剂技术、工艺及设备的发展，对药品质量要求不断提高。单独使用淀粉不但不能满足某些制剂的要求，如外观、稳定度、崩解度、生物利用度及疗效，而且也限制了制剂品种多样化，如咀嚼、多层、缓释、成膜等。为了改善天然淀粉理化性质之不足，可采取物理、化学及酶对淀粉进行。

４、变性淀粉在石油工业中的应用

近年来，淀粉作为油田化学剂中的水溶性聚合物，已经被用于石油钻井液、压裂液和油气生产的种场合。这些不同场合要求的聚合物功能往往是多样的，它们区别很大，以致大多数聚合物只具有一种主要的使用目的，只有少数几种聚合物能够胜任两种以上的功能。

淀粉具有增稠、凝胶、粘结与成膜等性能；通过改变淀粉的特性，可人为提高或抑制原有的某些性能，或赋予它以新的特性；因而是具有多种功能的水溶性聚合物之一。又因原料来源丰富，且价格便宜，在石油工业应用中占有油田化学剂中水溶性聚合物的一定比例。

淀粉在石油工业中最早的应用是钻井液方面。在钻井作业中淀粉及其衍生物如预凝胶淀粉、羧甲基淀粉、羟丙（乙）基淀粉、磺化淀粉、接枝共聚产物和磷酸酯氧化淀粉等用作钻井液的降失水剂。

在压裂液中，利用淀粉及变性产品的可水膨胀和在一定条件下降解的特性，用作可降解低伤害的降滤失剂。由特殊工艺变性的淀粉，能够与硼离子等交联成有一定粘弹性的冻胶，为其在压裂液增稠剂方面应用开创了新领域。

淀粉和合成聚合物的接枝共聚物以及由淀粉开发的微生物聚合物，在堵水调剂和强化采油等提高采收率方面也有应用。

另外，在石油开采以及石油环保的聚丙烯酰胺分析和油水污染处理中，也有淀粉或其变性产品的应用。应该说淀粉及其衍生物作为难得的具有多功能的水溶性聚合物之一，在石油工业中应用广泛，并且随着石油工业的发展和淀粉技术的进步，其应用范围还会越来越广。