淀粉制品变性淀粉14节
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人们根据淀粉的结构和理化性质开发了淀 粉的变性技术，即运用物理的、化学的或 生物学的手段进行处理，使其具有更适合 某种特殊用途的性质，这一过程称为淀粉 的变性，其产品称为变性淀粉。
通过分子切断、重排、氧化或在淀粉分子 中引入取代基制得性质发生变化、加强或 具有新的性质的淀粉衍生物。
2、淀粉变性的可能性
二、变性淀粉的产品分类
按原料来源分类：来自谷物的玉米、小麦或高粱
等；来自薯类的马铃薯、木薯或甘薯；或来自豆类的豌 豆、绿豆等。
按生产方法分类：化学方法、物理方法，酶法等 按产品用途分类：造纸、食品、纺织、制药或发
酵等行业应用的淀粉。
按变性淀粉反应类型分类
三、淀粉变性的物理化学原理
1、反应部位
4、淀粉变性工艺反应相
淀粉变性反应主要依靠淀粉颗粒的特殊性 质。因为淀粉在冷水中不溶解，温度升高 或者碱存在时颗粒膨胀，所以反应过程存 在着两种工艺可能性。
(1)匀质反应相 (2)非匀质相
5、影响淀粉变性的因素
(1)淀粉原料 淀粉的来源不同，有来自薯类的
(马铃薯、木薯、甘薯等)，有来自谷类的(玉米、小麦、 高粱等)，这些淀粉的理化性质不同、颗粒结构都有差 别，因而在淀粉的变性过程中的表现也不尽相同。
第二节 预糊化淀粉生产与应用
一、生产方法
1、工艺原理
末变性淀粉具有微结晶胶束构造，冷水中不溶 解膨胀，对淀粉酶不敏感，这种状态的淀粉称 为β-淀粉。将β-淀粉在一定量的水存在下进行 加热，使之糊化，规律排列地胶束结构被破坏， 分子间氢键断开，水分子进入其间。这时在偏 光显微镜下观察失去双折射现象，结晶构造消 失，并且易接受酶的作用，这种结构称α-结构。
2、特性分析
(1)物理分析。主要分析变性淀粉的白度、颗
粒度、糊化温度、黏度、pH、斑点、水分等指 标。
(2)化学分析。主要测试所引入化学基团 的含量。
取代度与分子取代度
平均每个脱水葡萄糖单元中羟基被取代的 数量称为取代度
由于淀粉中大多数葡萄糖基有3个可被取代的羟基，所 以DS(取代度)的最大值为3。
3、淀粉变性的内容（或途径）
(1)破坏淀粉分子的部分或者全部结构、 松动颗粒组织、降低分子量;
(2)赋予淀粉冷水成糊性，提高或降低糊 化温度和水溶解度，改善其疏水性、保水 性、增稠性、黏度及其稳定性、弹性和抗 剪切性;
(3)引进化学基团，使淀粉具有阴、阳或 两性离子的特性，改变其对别的物质的亲 和性，强化其反应活性;
淀粉分子中具有许多醇羟基，它们反应活 性高，能与许多化学试剂起反应
➢ 可能引进多种基团生成酯或醚，或与具有多元 官能基的化合物起反应得交联淀粉，或与人工 合成的高分子单体经接枝共聚反应得共聚物。
➢ 淀粉是高分子聚合物，易被外界因素 (物理、化 学、酶)的作用发生结构断裂，最后生成降解物， 而导致性质的改变。
(2)温度 变性反应是根据反应媒介和有关的原料与
产品来选定温度的。在单一固态媒介中，生产糊精类产 品需要温度100℃(白糊精)至180℃(黄糊精)。在非匀质 相中，变性反应温度一般不超过50℃。
影响淀粉变性的因素
(3)机械剪切 淀粉糊被搅拌、管路和泵输送时发生
剪切作用，当剪切力超过一定范围时，会影响到变性淀 粉生成物的性质，黏度明显下降。
分子取代度 (MS)：平均每个脱水葡萄糖 单位结合的试剂分子数
分子取代度可大于3。
取代度与分子取代度
3、变性淀粉的特性
变性作用能够改变天然淀粉的糊化和蒸煮 特性，减轻直链淀粉的凝沉和胶凝倾向， 降低淀粉的糊化温度
另一方面，通过引进其他的高分子取代基 可授予疏水特性等。
Biblioteka Baidu 变性淀粉的性质取决因素
淀粉活性部位体现在羟基和糖苷键 (C-OC)上面
这两部分分别是发生置换反应 (-OH基的 功能)和断链 (C-O-C链)的反应区域。
醇羟基的活性
淀粉分子中存在着三个醇类 功能基，最活泼的功能基在 第6碳位上，两个次要的功 能基在第2、3碳位上。淀 粉内的三个醇类基的相对活 性虽然6碳位上表现得较为 活泼，但是也不能够忽视其 他两个次要醇基的活性，通 过乙酰化、黄原酸化和甲基 化的研究证明第2碳位上的
醇基也是比较活泼的。
2、特性分析
一般分物理分析和化学分析两大类。
(1)物理分析。主要分析变性淀粉的白度、颗粒 度、糊化温度、黏度、pH、斑点、水分等指标。
(2)化学分析。主要测试所引入化学基团的含量。 平均每个脱水葡萄糖单元中羟基被取代的数量 称为取代度，由于淀粉中大多数葡萄糖基有3 个可被取代的羟基，所以DS(取代度)的最大值 为3。
(4)酸媒介 pH越低，α(1，4)糖苷键水解速度越快 (5)催化剂 在酯化和醚化的置换反应中，采用碱试
剂(NaOH和KOH) 减弱或者削除分子间的氢键，碱用量 应该是淀粉的1%左右。钠盐 (硫酸钠或氯化钠)对于磷 酸化反应有促进作用，它们能明显抑制颗粒膨胀，使糊 化温度提高到较高温度。
四、变性淀粉的生产工艺与设备
淀粉变性的内容
(4)通过交联技术加强淀粉糊的稳定性，尤其强 化抗机械剪切力;
(5)通过物理或化学诱发，与其他单体进行接枝 共聚，明显加大了淀粉的吸水性;
(6)通过遗传育种或分离方法，改变直链与支链 淀粉的含量比例;
(7)通过各种方法降低水分，改善物理外观，控 制降解程度;
(8)重新排列分子结构。
植物来源 物理形态 (颗粒化、预糊化) 直、支链淀粉的比例或含量 分子量分布的范围或聚合度分布范围 缔合成分 (蛋白、脂肪酸、磷化合物)或天然取
代基 预处理 (酸解、酶降解或糊精化等) 变性的类型 (酯化、醚化、氧化、接枝共聚等) 取代基的性质 (乙酰基、，羟丙基、胺基等) 取代度 (DS)或分子取代度 (MS)大小。
第七章 变性淀粉
第一节 绪论
一、基础知识 1、淀粉变性的目的
原淀粉的许多固有性质限制了淀粉在工业 中的应用：
➢ 如冷水不溶性，糊液在热酸、剪切作用下不稳 定，淀粉颗粒的流动性，淀粉糊透明性差、易 凝沉、冷却成凝胶等，因此有必要根据淀粉的 结构和理化性质进行处理，使之符合应用的要 求。
基础知识
通过分子切断、重排、氧化或在淀粉分子 中引入取代基制得性质发生变化、加强或 具有新的性质的淀粉衍生物。
2、淀粉变性的可能性
二、变性淀粉的产品分类
按原料来源分类：来自谷物的玉米、小麦或高粱
等；来自薯类的马铃薯、木薯或甘薯；或来自豆类的豌 豆、绿豆等。
按生产方法分类：化学方法、物理方法，酶法等 按产品用途分类：造纸、食品、纺织、制药或发
酵等行业应用的淀粉。
按变性淀粉反应类型分类
三、淀粉变性的物理化学原理
1、反应部位
4、淀粉变性工艺反应相
淀粉变性反应主要依靠淀粉颗粒的特殊性 质。因为淀粉在冷水中不溶解，温度升高 或者碱存在时颗粒膨胀，所以反应过程存 在着两种工艺可能性。
(1)匀质反应相 (2)非匀质相
5、影响淀粉变性的因素
(1)淀粉原料 淀粉的来源不同，有来自薯类的
(马铃薯、木薯、甘薯等)，有来自谷类的(玉米、小麦、 高粱等)，这些淀粉的理化性质不同、颗粒结构都有差 别，因而在淀粉的变性过程中的表现也不尽相同。
第二节 预糊化淀粉生产与应用
一、生产方法
1、工艺原理
末变性淀粉具有微结晶胶束构造，冷水中不溶 解膨胀，对淀粉酶不敏感，这种状态的淀粉称 为β-淀粉。将β-淀粉在一定量的水存在下进行 加热，使之糊化，规律排列地胶束结构被破坏， 分子间氢键断开，水分子进入其间。这时在偏 光显微镜下观察失去双折射现象，结晶构造消 失，并且易接受酶的作用，这种结构称α-结构。
2、特性分析
(1)物理分析。主要分析变性淀粉的白度、颗
粒度、糊化温度、黏度、pH、斑点、水分等指 标。
(2)化学分析。主要测试所引入化学基团 的含量。
取代度与分子取代度
平均每个脱水葡萄糖单元中羟基被取代的 数量称为取代度
由于淀粉中大多数葡萄糖基有3个可被取代的羟基，所 以DS(取代度)的最大值为3。
3、淀粉变性的内容（或途径）
(1)破坏淀粉分子的部分或者全部结构、 松动颗粒组织、降低分子量;
(2)赋予淀粉冷水成糊性，提高或降低糊 化温度和水溶解度，改善其疏水性、保水 性、增稠性、黏度及其稳定性、弹性和抗 剪切性;
(3)引进化学基团，使淀粉具有阴、阳或 两性离子的特性，改变其对别的物质的亲 和性，强化其反应活性;
淀粉分子中具有许多醇羟基，它们反应活 性高，能与许多化学试剂起反应
➢ 可能引进多种基团生成酯或醚，或与具有多元 官能基的化合物起反应得交联淀粉，或与人工 合成的高分子单体经接枝共聚反应得共聚物。
➢ 淀粉是高分子聚合物，易被外界因素 (物理、化 学、酶)的作用发生结构断裂，最后生成降解物， 而导致性质的改变。
(2)温度 变性反应是根据反应媒介和有关的原料与
产品来选定温度的。在单一固态媒介中，生产糊精类产 品需要温度100℃(白糊精)至180℃(黄糊精)。在非匀质 相中，变性反应温度一般不超过50℃。
影响淀粉变性的因素
(3)机械剪切 淀粉糊被搅拌、管路和泵输送时发生
剪切作用，当剪切力超过一定范围时，会影响到变性淀 粉生成物的性质，黏度明显下降。
分子取代度 (MS)：平均每个脱水葡萄糖 单位结合的试剂分子数
分子取代度可大于3。
取代度与分子取代度
3、变性淀粉的特性
变性作用能够改变天然淀粉的糊化和蒸煮 特性，减轻直链淀粉的凝沉和胶凝倾向， 降低淀粉的糊化温度
另一方面，通过引进其他的高分子取代基 可授予疏水特性等。
Biblioteka Baidu 变性淀粉的性质取决因素
淀粉活性部位体现在羟基和糖苷键 (C-OC)上面
这两部分分别是发生置换反应 (-OH基的 功能)和断链 (C-O-C链)的反应区域。
醇羟基的活性
淀粉分子中存在着三个醇类 功能基，最活泼的功能基在 第6碳位上，两个次要的功 能基在第2、3碳位上。淀 粉内的三个醇类基的相对活 性虽然6碳位上表现得较为 活泼，但是也不能够忽视其 他两个次要醇基的活性，通 过乙酰化、黄原酸化和甲基 化的研究证明第2碳位上的
醇基也是比较活泼的。
2、特性分析
一般分物理分析和化学分析两大类。
(1)物理分析。主要分析变性淀粉的白度、颗粒 度、糊化温度、黏度、pH、斑点、水分等指标。
(2)化学分析。主要测试所引入化学基团的含量。 平均每个脱水葡萄糖单元中羟基被取代的数量 称为取代度，由于淀粉中大多数葡萄糖基有3 个可被取代的羟基，所以DS(取代度)的最大值 为3。
(4)酸媒介 pH越低，α(1，4)糖苷键水解速度越快 (5)催化剂 在酯化和醚化的置换反应中，采用碱试
剂(NaOH和KOH) 减弱或者削除分子间的氢键，碱用量 应该是淀粉的1%左右。钠盐 (硫酸钠或氯化钠)对于磷 酸化反应有促进作用，它们能明显抑制颗粒膨胀，使糊 化温度提高到较高温度。
四、变性淀粉的生产工艺与设备
淀粉变性的内容
(4)通过交联技术加强淀粉糊的稳定性，尤其强 化抗机械剪切力;
(5)通过物理或化学诱发，与其他单体进行接枝 共聚，明显加大了淀粉的吸水性;
(6)通过遗传育种或分离方法，改变直链与支链 淀粉的含量比例;
(7)通过各种方法降低水分，改善物理外观，控 制降解程度;
(8)重新排列分子结构。
植物来源 物理形态 (颗粒化、预糊化) 直、支链淀粉的比例或含量 分子量分布的范围或聚合度分布范围 缔合成分 (蛋白、脂肪酸、磷化合物)或天然取
代基 预处理 (酸解、酶降解或糊精化等) 变性的类型 (酯化、醚化、氧化、接枝共聚等) 取代基的性质 (乙酰基、，羟丙基、胺基等) 取代度 (DS)或分子取代度 (MS)大小。
第七章 变性淀粉
第一节 绪论
一、基础知识 1、淀粉变性的目的
原淀粉的许多固有性质限制了淀粉在工业 中的应用：
➢ 如冷水不溶性，糊液在热酸、剪切作用下不稳 定，淀粉颗粒的流动性，淀粉糊透明性差、易 凝沉、冷却成凝胶等，因此有必要根据淀粉的 结构和理化性质进行处理，使之符合应用的要 求。
基础知识