变性淀粉——精选推荐

什么是变性淀粉
一、预糊化淀粉:
预糊化淀粉是一种加工简单,用途广泛的变性淀粉,应用时只要用冷水调成糊,免除了加热糊化的麻烦。广泛应用与医药、食品、化妆品、饲料、石油钻井、金属铸造、纺织、造纸等很多行业。
屋面玻纤瓦淀粉的糊化:淀粉粒在适当温度下(各种来源的淀粉所需温度不同,一般
60~80℃)在水中溶胀、分裂、形成均匀糊状溶液的作用称为糊化作用。糊化作用的本质是淀粉粒中有序及无序(晶质与非晶质)态的淀粉分子之间的氢键断开,分散在水中成为胶体溶液。
糊化作用的过程可分为三个阶段:(1)可逆吸水阶段,水分进入淀粉粒的非晶质部分,体积略有膨胀,此时冷却干燥,颗粒可以复原,双折射现象不变;(2)不可逆吸水阶段,随着温度升高,水分进入淀粉微晶间隙,不可逆地大量吸水,双折射现象逐渐模糊以至消失,亦称结晶“溶解”,淀粉粒胀至原始体积的
50~100倍;(3)淀粉粒最后解体,淀粉分子全部进入溶液。
糊化后的淀粉又称为α-化淀粉。将新鲜制备的糊化淀粉浆脱水干燥,可得易分散与凉水的无定形粉末,即“可溶性α-淀粉”。
2、淀粉糊化作用的测定方法:有光学显微镜法,电子显微镜法,光传播法,粘度测定法,溶胀和溶解度的测定,酶的分析,核磁共振,激光光散射法等。工业上常用粘度测定法,溶胀和溶解度的测定。
二、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。淀粉颗粒是由直链淀粉和支链淀粉组成,前者具有α-1,4键,后者除α-1,4键,还有少量α-1,6键,这两种糖苷键被酸水解的难易存在差别。由于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α-1,4键、α-1,6键较易被酸渗入,发生水解。
工艺与原理:通常制取酸变性淀粉是使用浓淀粉淤浆,含固量约为36%~40%,加热到糊化温度之下(常为40~60℃),加入无机酸并搅拌一个小时或几个小时。当达到所要求的酸度或转化度时,
三、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)。
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。
四、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、羧甲基淀粉等)、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。
五、变性淀粉的性质
天然淀粉的可利用性取决于淀粉颗粒的结构,直链淀粉和支链淀粉的含量;不同来源的淀粉原料在性质上存在差异,因而不同来源淀粉的可利用性不同。
天然淀粉在现代工业中的应用,特别是在新技术、新工艺、新设备采用的情况下是有限的。大多数的天然淀粉不具备很好的性能,根据需要,结合淀粉的结构合理化性质开发淀粉变性技术,生产具有更优良性质的变性淀粉,使之应用方便,且适合新技术操作的要求,开辟其新的用途,拓展市场空间。
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。
变性淀粉的性质取决于下列一些因素。淀粉的来源(玉米、薯类、小麦、大米等)、与处理(酸解或糊精化等)、直链淀粉和支链淀粉的比例或含量、分子量分布的范围(粘度或流动性)、衍生物的类型(酯化、醚化等)、取代基的性质(乙酰基、羟丙基等)、取代度(DS)或摩尔取代度的大小、物理形状(颗粒状、预糊化)、缔合成分(蛋白质、脂肪酸、磷化合物)或天然取代基。也就是说,不同来源的淀粉,采取不同的变性方法、不同的变性程度,相应可得到不同性质的变性淀粉产品。变性淀粉的性质主要考察以下几个方面:糊的透明度、溶解性、溶胀能力,冻融稳定性、粘度及稳定性,耐酸、耐剪切性,粘和性,老化性、乳化性。
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(五)玉米综合利用
一、玉米淀粉:
玉米是制造淀粉的重要原料之一。作为淀粉加工原料,有其独特的优点:(1)加工不受季节限制;(2)玉米淀粉的质量较好;(3)玉米籽粒中淀粉含量达64-78%,若采用先进工艺,则淀粉得率高;(4)玉米综合利用可得到好的经济效益;(5)玉米制淀粉过程中产生的浆液比薯类少,易于回收。
本地导航除此之外,玉米籽粒中还含有维生素A、维生素B2和维生素B6;玉米胚中含维生素E。
淀粉的糊化:淀粉粒在适当温度下(各种来源的淀粉所需温度不同,一般
60-80℃)在水中溶胀、分裂、形成均匀糊状溶液的作用称为糊化作用。糊化作用的本质是淀粉粒中有序及无序(晶质与非晶质)态的淀粉分子之间的氢键断开,分散在水中成为胶体溶液。
糊化作用的过程可分为三个阶段:(1)可逆吸水阶段,水分进入淀粉粒的非晶质部分,体积略有膨胀,此时冷却干燥,颗粒可以复原,双折射现象不变;(2)不可逆吸水阶段,随着温度升高,水分进入淀粉微晶间隙,不可逆地大量吸水,双折射现象逐渐模糊以至消失,亦称结晶“溶解”,淀粉粒胀至原始体积的50-100倍;(3)淀粉粒最后解体,淀粉分子全部进入溶液。
糊化后的淀粉又称为α-化淀粉。将新鲜制备的糊化淀粉浆脱水干燥,可得易分散与凉水的无定形粉末,即“可溶性α-淀粉”。
淀粉的应用:
随着工业的发展,对普通淀粉进行一系列简单处理后,其性能也改变了。如采用pH调整、漂白、加油、团球和再干燥等,已经形成了一系列产品,通常被称为未改性玉米淀粉或粉状淀粉。廉价的粉状淀粉可以用作表面涂敷剂、模压粉、填充剂、疏松剂等。作为稳定剂可用于菜肴烹饪,也可用于罐装食品。
作为稳定剂,在大多数配方中,当含水量≥50%时,玉米淀粉可在常压下蒸煮,产生高粘度半透明外观。冷却后淀粉变成了不透明的、有弹性的、短结构的凝胶。在各种拉调料中消耗大量淀粉,其凝胶特性有助于使这些调料即具有粘稠性又始终是短结构的。但某些调料因为使用未改性玉米淀粉,在长期贮存过程中,凝胶的老化可能产生严重的结构变化。最常见的变化是凝胶收缩而产生裂缝,游离液体从基质中渗出。一般讲,冷冻食品中应避免使用未改性玉米淀粉。
天然淀粉在现代工业中的应用,特别是在新技术、新工艺、新设备采用的情况下是有限的。大多数的天然淀粉不具备很好的性能,根据需要,结合淀粉的结构合理化性质开发淀粉变性技术,生产具有更优良性质的变性淀粉,使之应用方便,且适合新技术操作的要求,开辟其新的用途,拓展市场空间。
针对食品厂商为吸引儿童,常在零食袋中装入各种泽鲜艳的玩具,不少儿童误食它们而发生中毒。华中农业大学食品科学吸附教授熊汉国利用玉米、红薯淀粉制造出了可以吃的玩具,制造一个淀粉玩具与生产同样的塑料玩具成本大致相当。由于目前我国生产的塑料玩具主要原料为聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛等,易分解出有毒的氯化氢、苯乙烯、甲醛等,对人体健康有一定损害,特别是对正处于生长发育期的儿童影响更大。
二、淀粉糖:
淀粉糖是以淀粉为原料,经酶法、酸法加工制备的糖品的总称,是淀粉深加工的主要产品。
(一)相关的概念:
当量葡萄糖(DE)或还原值:
俗称DE值,DE值是表示淀粉或转化淀粉按葡萄糖计算时的总还原值,以对总干物质的百分率表示。因此,葡萄糖的DE值是100,麦芽糖的DE值是50。含有100个葡萄糖残基的直链淀粉或支链淀粉,只含有一个还原性端基,因而DE值是1。参考DE值以控制淀粉的分解和转化,在制造糊精或糖浆与葡萄糖时就需要考虑DE值。
(二)淀粉糖的种类:
淀粉糖产品大致可分为:液体葡萄糖(葡麦糖浆)、结晶葡萄糖(全糖)、麦芽糖浆(40—45%麦芽糖)、高麦芽糖浆(50--60%麦芽糖,少于1%葡萄糖)、超高麦芽糖浆(大于80%麦芽糖)、低聚异麦芽糖、麦芽糊精、果葡糖浆等。
三、液体葡萄糖(葡麦糖浆):
液体葡萄糖的概况:液体葡萄糖是控制淀粉水解的道德以葡萄糖、麦芽糖以及麦芽低聚糖组成的混合糖浆,其主要成分为葡萄糖和麦芽糖,也可更准确的称为葡麦糖浆。
液体葡萄糖按转化率可分为高、中、低三大类。工业上产量最大、应用最广的中等转化糖浆,其DE值为30-50%,其中DE值为42%左右的又称为标准葡萄糖浆。高转化糖浆DE值为50-70%,低转化糖浆DE值在30%以下。不同DE 值的液体葡萄糖在性能方面有一定差异,如甜度、粘度、吸湿性、渗透压、发酵性等,这些性质又和糖的应用范围有关。
液体葡萄糖的应用:
液体葡萄糖(葡麦糖浆)使我国目前淀粉糖工业中最主要的产品,广泛应用于糖果、糕点、饮料、冷饮、焙烤、罐头、果酱、果冻、乳制品等各种食品中;还可作为医药、化工、发酵等行业的重要原料。该产品甜度低于蔗糖,粘度、吸湿度适中。用于糖果中能阻止蔗糖结晶,防止糖果返砂,是糖果
口感温和、细腻。葡萄糖浆杂质含量低,耐贮存性和热稳定性好,适合生产高级透明硬糖;此外该糖的粘臭性好、渗透压高,适用于各种水果罐头及果酱、果冻中,可延长商品的保质期。液体葡萄糖浆具有良好的可发酵性,适合面包、糕点生产中的使用。四、葡萄糖(全糖):
葡萄糖是淀粉完全水解的产物,由于生产工艺的不同,所得葡萄糖产品的纯度也不同,一般可分为结晶葡萄糖和全糖两类。
全酶法生产的葡萄糖(全糖)纯度高、甜味纯正,在食品工业种可作为甜味剂代替蔗糖,还可作为生产食品添加剂焦糖素、山梨醇等产品的主要原料;在发酵工业上,可作为微生物培养基的最主要原料(碳源),广泛用于酿酒、味精、氨基酸、酶制剂及抗生素等行业;全糖还可作为皮革、化纤、化工等行业的重要原料或添加剂。
五、麦芽糖浆:(饴糖、高麦芽糖浆、超高麦芽糖浆):
麦芽糖是由两个葡萄糖残基通过α-1,4-葡糖基连接而成的二糖,是麦芽糖浆的主要成分。液化淀粉经过酶作用制得不同麦芽糖含量的糖浆。从而形成不同的糖浆类别。
麦芽糖浆是以淀粉为原料,经酶或酸酶结合法水解制成的一种淀粉糖浆,和液体葡萄糖(葡麦糖浆)相比,麦芽糖浆中葡萄糖含量较低(一般在10%以下),而麦芽糖含量较高(一般在40-90%),按制法和麦芽糖含量不同可分别称为饴糖、高麦芽糖浆、超高麦芽糖浆等。
钼精粉生产工艺:
(1)酶法饴糖生产工艺流程:
淀粉乳→调浆→液化→糖化→过滤→浓缩→成品
(2)高麦芽糖浆生产工艺流程:
淀粉乳→调浆→液化→淀粉酶糖化→过滤→脱→离子交换→真空浓缩→成品(3)超高麦芽糖浆生产工艺流程:
淀粉乳→调浆→喷射液化→淀粉酶和切枝酶混合糖化→过滤→脱→离子交换→真空浓缩→成品
性质与应用:
麦芽糖浆有以下特性:
1)甜味:甜味纯正、温和、爽口,甜度为蔗糖的50%,可替代蔗糖、葡萄糖浆用于多种食品加工。
2)抗结晶性:可有效防止糖果、巧克力制品中的返砂现象,防止果酱、果冻等食品中蔗糖的结晶,此外,还能防止淀粉的凝沉作用。
3)低吸湿性:吸湿性低,抗吸湿能力比葡萄糖浆强,用于糖果中可防止糖果吸湿发烊。
4)高耐热性:热稳定性好,在160℃的高温下长时间加热,不会发生分解、变,特别适用于浇注糖果及需要高温处理的食品。
5)良好的发酵性:具有良好的发酵性,可用于面包、蛋糕等发酵焙烤食品中。6)水分活度:麦芽糖易与水形成络合物,用于食品加工中可增强保水性,提高保香性,降低水分活度,延长食品保质期。
麦芽糖浆的应用:
薯类淀粉机
饴糖也叫麦芽糖,是淀粉糖的一种,其主要组分是麦芽糖(一般含量在50%左右)、糊精(含量在30%左右),由于饴糖具有吸湿性,加在各种食品中可防止干燥以及制品中砂糖的“发砂”现象,并使食品的甜味柔和,因此饴糖成为糖果、糕点、果酱、罐头等食品的必需原料。
饴糖的营养价值很高,用于医药有健胃、止咳、滋补的功效,常作为婴幼儿的营养食品。
饴糖还具有粘稠性和还原性,可用于机械行业翻砂车间的活砂,起到改进产品光泽、彩以及增加产品滋润性、弹性和起发性的作用。
大规模生产的麦芽糖产品有糖浆、粉剂及结晶糖,其纯度按等级不同而有所区别。各种麦芽糖浆由于半导体激光器结构
广泛用于酿酒、烘烤、软饮料、罐头食品、点心等而备受关注。超纯麦芽糖在日本还被应用于静脉注射液中。高麦芽糖浆已成为生产异麦芽低聚糖的主要原料。
糖果糕点:硬糖、软糖、饼干、糕点、西点、巧克力等;
乳制品:调味乳、酸奶制品、调制奶粉等;
冷饮制品:冰淇淋、雪糕等;
焙烤食品:面包、蛋糕等;
传统糖制品:花生糖、芝麻糖、浇切糖、酥糖等;
滋补健身液:各种营养保健液;
药品:药用糖浆、糖膏等;
其它:果浆、果冻、蜜饯、婴幼儿食品、罐头食品、熟肉制品等。
六、低聚异麦芽糖:
低聚异麦芽糖(异麦芽低聚糖)又称分枝低聚糖,是指由葡萄糖基以α-1.6糖苷键结合而成的单糖数在2-5不等的一类低聚糖,其主要成分是异麦芽糖、异
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