⽂章编号：１００５－０９０６（２００６）０２－０１７０－０５
糯⽟⽶淀粉的改性及其在轻⼯业中的应⽤
王琴１，２，冯颖⽵１，温其标２
跟刀架
（１．仲恺农业技术学院，⼴州５１０２２５；２．华南理⼯⼤学轻⼯⾷品与⽣物⼯程学院，⼴州５１０６４０）
摘要：糯质⽟⽶品质优良，柔软⾹甜，风味独特，营养丰富，是轻⼯业的上等原料；糯⽟⽶淀粉或其变性淀粉在制糖、酿造、⾷品和粘合剂⽣产等⽅⾯均有⼴泛的应⽤前景，糯⽟⽶是发展⾼产、优质、⾼效农业的重要经济作物之⼀。 关键词：糯⽟⽶；变性淀粉；轻⼯业；应⽤
中图分类号：Ｓ５１３；ＴＳ２３⽂献标识码：Ａ
ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＷａｘｙＭａｉｚｅＳｔａｒｃｈａｎｄＩｔｓＭｏｄｉｆｉｅｄＳｔａｒｃｈ
ｉｎｔｈｅＬｉｇｈｔＩｎｄｕｓｔｒｙ
ＷＡＮＧＱｉｎ１，２，ＦＥＮＧＹｉｎｇ－ｚｈｕ１，ＷＥＮＱｉ－ｂｉａｏ２
（１．ＺｈｏｎｇｋａｉＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏｌｌｅｇｅ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０２２５，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＦｏｏｄａｎｄＢｉｏｌｏｇｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６４０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗａｘｙｃｏｒｎｉｓａｖｅｒｙｇｏｏｄｍａｔｅｒｉａｌ，ｆｒａｇｒａｎｔａｎｄｓｗｅｅｔ，ｓｐｅｃｉａｌｆｌａｖｏｒａｎｄｒｉｃｈｎｏｕｒｉｓｈｍｅｎｔ．Ｔｈｅｗａｘｙｍａｉｚｅｓｔａｒｃｈａｎｄｉｔｓｍｏｄｉｆｉｅｄｓｔａｒｃｈｃａｎｂｅｐｒｏｄｕｃｅｄ，ａｎｄｔｈｅｉｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｓｐｅｃｔｉｓｖｅｒｙｗｉｄｅｌｙｉｎｔｈｅｉｎｄｕｓｔｒｙｏｆｒｅｆｉｎｅｓｕｇａｒ，ｂｒｅｗｉｎｇ，ｆｏｏｄ，ｂｏｎｄａｎｄｓｏｏｎ．Ｓｏｗａｘｙｃｏｒｎｉｓｏｎｅｏｆｈｉｇｈｙｉｅｌｄ，ｈｉｇｈｑｕａｌｉｔｙａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｅ－ｃｏｎｏｍｉｃａｌｃｒｏｐｓ．
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Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｗａｘｙｍａｉｚｅ；Ｍｏｄｉｆｉｅｄｓｔａｒｃｈ；Ｌｉｇｈｔｉｎｄｕｓｔｒｙ；Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ电子数据系统
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糯⽟⽶是⽟⽶的⼀种特殊类型（亚种），起源于中国，最先在我国的西南地区发现，是由当地种植的硬粒型⽟⽶发⽣基因突变，经过⼈⼯选择⽽保存下来的⼀种⽟⽶特殊类型。１９０９年传⼊美国，⼆次⼤战期间，美国开始⽤糯⽟⽶淀粉取代从东南亚进⼝的⽊薯淀粉应⽤于纺织⼯业［１］。后来由于糯⽟⽶淀粉⽤途的不断发现，糯⽟⽶播种⾯积也迅速扩⼤。⽬前，美国已成为世界上糯⽟⽶种植⾯积最⼤、⽣产开发最快的国家，种植⾯积达４０万ｈｍ２之多，⽽且还在扩⼤［２］。
１糯⽟⽶的特性
糯⽟⽶⼜称蜡质⽟⽶，⼦粒颜⾊分为紫糯、⿊糯、花糯、⽩糯、黄糯５种类型；⽣育期分为早熟、中熟、晚熟３种类型。糯⽟⽶的根、茎、叶、穗等形态上
收稿⽇期：２００５－０３－２４；修回⽇期：２００５－０４－１５
基⾦项⽬：粤财政⽀持项⽬“优质糯⽟⽶标准化⽣产技术研究及⽰范推⼴”的部分内容
作者简介：王琴（１９７３－），讲师，在读博⼠，从事粮油加⼯研究。
Ｔｅｌ：１３７１１１３０５９６Ｅ－ｍａｉｌ：ｑｗａｎｇ１２３０＠１２６．ｃｏｍ和⽣物学特性上与普通⽟⽶没有明显区别，其区别在于［３～５］：①从⼦粒的外观上看，糯⽟⽶不透明，种⽪⽆光泽，⽩粒糯⽟⽶⼦粒外观呈蜡质状，故⼜称蜡质⽟⽶；②⼦粒胚乳的淀粉组成与普通⽟⽶不同，
普通⽟⽶的淀粉中含有２／３⽀链淀粉和１／３直链淀粉，⽽糯⽟⽶中的淀粉基本上都是⽀链淀粉。普通⽟⽶的胚乳遇到碘溶液很快呈现出深蓝⾊，⽽糯⽟⽶的胚乳遇到碘溶液则呈现出棕红⾊；③由于糯⽟⽶胚乳基本上都是⽀链淀粉，蒸煮过程中⾮常容易糊化，呈现出粘软稠糊状态，因此，⼈们也把糯⽟⽶称为粘⽟⽶；④遗传⽅⾯，糯⽟⽶的糯性受隐性基因位点ｗｘ控制，若与其它类型⽟⽶杂交，其⼦粒的糯性（粘性）就会丧失。
１．１糯⽟⽶的营养成分
与普通⽟⽶相⽐，糯⽟⽶⼦粒中的⽔溶性和盐溶性蛋⽩的含量都较⾼，⽽醇溶性蛋⽩含量较低，且赖氨酸含量⽐普通⽟⽶⾼，糯⽟⽶⼦粒中还含有⼤量的维⽣素及肌醇、胆碱、烟碱等，两者营养成分的⽐较见表１［６］。
１．２糯⽟⽶淀粉糊的性质
⽟⽶科学２００６，１４（２）：１７０～１７４ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭａｉｚｅＳｃｉｅｎｃｅｓ
糯⽟⽶⽤于鲜⾷，具有柔软细腻、甜粘清⾹、⽪薄⽆渣等特点，兼有⽔果、蔬菜的营养和风味，适⼝性好，营养丰富。糯⽟⽶⼦粒胚乳中的淀粉基本上 都是⽀链淀粉，特别易糊化，加⼯成的⾷品有浓郁的⾹味，风味独特，普通⽟⽶和糯质⽟⽶淀粉糊的
性质⽐较见表２［６］。
１．３
糯⽟⽶淀粉的特性
⼀般的⽟⽶淀粉含有⽀链淀粉和直链淀粉两
种成分，分别占７０％～８０％和２０％～３０％，⽽糯⽟⽶淀粉中⼏乎１００％是⽀链淀粉。和普通⽟⽶淀粉相⽐，糯⽟⽶淀粉有３个突出特性，即较⼤的膨胀⼒（是普通⽟⽶的２．７倍）、
较⾼的透明度和较强的粘滞性，也具有良好的适⼝性，因此糯⽟⽶具有较好的⾷⽤价值和⼴泛的⽤途。在美国，糯⽟⽶淀粉产量占整个湿磨淀粉产量的８％～１０％，年⽣产量⼤约为１６０万ｔ～２０３万ｔ，价格⽐普通⽟⽶淀粉⾼１倍以上［１］。
利⽤⽣产普通⽟⽶的加⼯设备，以糯⽟⽶为原料，在不增加任何⼈⼒物⼒的条件下，可⽣产含
９５％～１００％的纯天然⽀链淀粉。⽤糯⽟⽶⽣产出的
⽀链淀粉，糯性强⽽稳定，⽤于⾷品、
造纸、纺织和医药等⽅⾯能⼤幅度降低成本，提⾼质量［７］；在⾷品⼯业中，可使⾷品增粘、保型，稳定冷冻⾷品的内部结构；在天然果汁中可悬浮果⾁，如⽤来作罐装⼋宝粥、⿊芝⿇糊、糯⽟⽶
⽚、元宵等⾷品；⽤来酿酒，可⽣产出优质的⽩酒、黄酒和啤酒，⽽且出酒率⾼，风味好［８～１０］。由于糯⽟⽶具有⽐普通⽟⽶⾼得多的消化率，因⽽也有较⾼的饲料转化率，⼀些养猪、养⾁⽜、奶⽜、养⽺和养鸡试验都证明使⽤糯⽟⽶的优越性：喂养糯⽟⽶的乳⽜，不仅产奶量提⾼，奶中的奶油含量也有所提⾼［１１］；Ｂｒａｍａｎ等［１２］发现，喂养糯⽟⽶的羔⽺⽇增重⽐普通⽟⽶⾼２０％，饲料效率⾼１４．３％；Ｐｒｅｓｔｏｎ研究表明［１３］，⽤糯⽟⽶饲养的肥⾁⽜，饲料效率⽐普通⽟⽶⾼１０％以上。许多美国的牲畜饲养场和奶⽜场都在⽤糯⽟⽶来取代普通⽟⽶。
２糯⽟⽶淀粉的改性及其应⽤
尽管糯⽟⽶淀粉具有⼴泛的利⽤前景，但未经
油菜割晒机
过任何化学处理的糯⽟⽶原淀粉存在着对温度、ｐＨ
值和储藏时间的不稳定性，因⽽优越性难于发挥，⽤途仍然受到限制［１４～１６］。在糯⽟⽶淀粉加⼯过程中，引⼊⼀些特定化学基因，和淀粉的羟基发⽣反应，通过形成酯键或醚键⽽实现交联作⽤，从⽽极⼤改进了原淀粉的性能，包括淀粉的凝胶特征，对⽔分的结合性，对温度变化、冻融变化、ｐＨ值变化时的稳定性和抗剪切能⼒等［１７～１９，４３］。在⼯业⽅⾯，主要利⽤经过化学改性的糯⽟⽶淀粉作为增稠剂、乳化剂、粘合剂、悬浮剂⽽⼴泛⽤于⾹肠、汤羹罐头、甜⽟⽶糊状罐头、凉拌菜佐料、冷冻⾷品和各类快餐⽅便⾷品的加⼯部门［２０～２１，４４］。改性糯淀粉也⼴泛⽤于造纸⼯业、纺织⼯业和粘合剂⼯业［２６］。因此，糯⽟⽶淀粉及其变性淀粉具有不可替代的商业价值。
２．１酸改性糯⽟⽶淀粉
糯质⽟⽶淀粉是主要⼯业化⽣产酸变性淀粉
的原淀粉。将糯质⽟⽶淀粉悬浮液进⾏低于糊化温度下的酸改性处理，其产物具有与原淀粉颗粒外形相同，双折射性和冷⽔中基本不溶等相类似的特性，酸处理淀粉具有较低的热糊粘度、较⾼的碱值、较⾼的氢氧化钠临界吸附值、较低的特征粘度、较低的碘亲合能⼒、较⾼的持⽔性和较⾼的糊化温度等特性［２２～２３］。利⽤这⼀特性，Ｋｕｒａｋａｋｅ等⼈研究［２４］将酸改性淀粉应⽤于软糖、淀粉果冻等⾷品⼯业中，如在淀粉糖、砂糖、⾹料中添加１０％的酸改性淀粉，⽤⾼压釜在１３ ０℃下连续蒸煮使其溶解后注⼊淀粉铸模内，室温放置即可凝固成适当的形状。如果将酸改性淀粉与砂糖、淀粉糖浆和⽔⼀起蒸煮，⽔分蒸发冷却后可形成凝胶，将该热凝胶放于模型中冷却和熟化，即可制成具有⼀定组织结构的胶⽪糖果。酸改性淀粉作为经纱上浆剂可以增加纱布强度和降低纺织过程中的摩擦阻⼒。这种淀粉还⽤于织物精整，主要⽤于全棉织品，能够增加最终产品的挺度。酸改性淀粉也可⽤于制造⽆灰浆墙壁结构⽤
２期１７１
王琴等：糯⽟⽶淀粉的改性及其在轻⼯业中的应⽤
的⽯膏板。酸改性淀粉还常⽤于优质纸张的辊法表⾯施胶，并能增加⽜⽪纸挂⾯纸板的强度及改善纸板的印刷适应性。在压光辊组上施⽤，⼀般能改善表⾯强度和印刷时的着墨性能。这种淀粉还⽤于⽡楞纸板的制造。
２．２氧化糯⽟⽶淀粉
氧化淀粉浆⽐酸变性淀粉浆有更好的清晰度和稳定性。氧化淀粉的薄膜性能优于酸变性淀粉和原淀粉，并且易溶于⽔［２５］。现在已成为造纸、纺织等多种⾏业中新的替代原料。这种淀粉约有８０％～８５％⽤于造纸⼯业［２６］，它主要⽤作纸张表⾯涂层的粘合剂。还⽤于纸和纸板表⾯上胶，
封闭微孔，栓系表⾯松散纤维，改善表⾯强度，提供印刷油墨的保持能⼒。氧化淀粉还可以和另⼀种填料组成混合物⽤于纺织品的背⾯，填平缝隙，使之不透⽓，加强挺度。低粘度氧化淀粉穿透织物的强度⼤于⾼粘度淀粉。⽤于上光可以使纺织品增加重量，改善⼿感和悬垂性能。这种淀粉在棉织品印染中所形成的膜透明度较⾼，不致使花⾊暗淡。氧化淀粉⽤在建筑材料⽅⾯，例如绝缘板、墙板和隔⾳板中，可提供粘着、结合和施胶等功能。在⾷品⼯业中氧化淀粉主要⽤作添加剂，代替阿拉伯树胶和琼脂，制造胶冻和软糖类⾷品［２７］。
２．３交联糯⽟⽶淀粉
在需要⼀种⾼粘度⽽⼜稳定的淀粉糊，特别是当这种分散系要经受⾼温、剪切或者低ｐＨ值的条件下，就要使⽤交联淀粉［２８］。⽤糯质⽟⽶制成的⾷物淀粉，常常⽤膦酸酯、醋酸酯或羟丙基醚类使它们交联，以获得适宜的糊化粘度和结构组织等性质，包括膏状短稠度［２９，３０］。⾊拉调味汁要⽤交联淀粉，以便起到增稠作⽤，使在酸性ｐＨ值条件下和均化过程产⽣的⾼剪切⼒下仍能保持所需粘度。⽤蒸汽杀菌的罐头⾷品开始时粘度低，传热快，增温迅速。瞬间杀菌后⽤交联淀粉增稠，以赋予罐头⾷品的悬浮性和结构组织化。交联淀粉也⽤于罐装的汤、汁、酱、婴⼉⾷品和奶油⽟⽶等产品中，还⽤于甜饼果馅、布丁和油炸⾷⾯的⾯料中［３１，３２］。在滚筒⼲燥以前形成的交联淀粉能够增⼤糕点的体积以及酥脆、柔软性和耐储藏性能。⽤β－淀粉酶处理已交联的糯质淀粉，能够加强其⽔分散体的低温稳定性，这对于⾷品体系所要求的提供最佳的增稠和流变学性质是有作⽤的［
３３］。侯汉学等［３４］研究显⽰，糯⽟⽶淀粉羟丙基磷酸交联复合变性后，峰粘度、⾕粘度和终粘度显著增⼤；羟丙基化⼤⼤提⾼了糯⽟⽶淀粉的透光率，⽽交联反应则使糯⽟⽶淀粉的透光率显著降低，复合变性后冻融稳定性显著提⾼。将其添加到普通⾯粉中制作⾯条，以⾯条煮熟后的⾊泽、亮度、⼝感等进⾏综合评价。结果表明，在⾯粉中添加１．０％羟丙基磷酸交联糯⽟⽶淀粉，可明显改善⾯团的流变学特性，并⼤幅度降低⾯条的溶出率和改进⾯条的感官品质，使⾯团⾊泽⽩亮、光滑，富有弹性，并柔软适⼝。张钟等［３５］⼈采⽤混合酸酐（巳⼆酸和）的交联法，⽤糯⽟⽶淀粉制备糯⽟⽶交联淀粉，并着重研究了糯⽟⽶交联淀粉的性质，如交联度、冻融稳定性、膨胀度、透明度和凝沉性。实验表明，通过交联作⽤制成的糯⽟⽶交联淀粉，极⼤改进了原淀粉的性能，使其具有交联度⾼、冻融稳定性好、抗凝沉性强以及具有⼀定的膨胀⼒和较⾼透明度。
在⾁类罐头、⾁肠、⽕腿、鱼⾁糜等的加⼯过程中，常需要添加交联淀粉来改善产品的质量与风味［３６］。交联淀粉糊化温度⾼，在加热初期仍具有良好的流动性，有利于热的传导，传热效率⾼，杀菌升温快，缩短加热时间可以减少营养损失。并且交联淀粉糊化温度较⾁蛋⽩变性温度⾼，当交联淀粉糊化时，肌⾁蛋⽩早已完成凝胶过程，形成⽹络结构。交联淀粉会将⽹络中的⽔分⼦固定并促进⾁块间的粘合，填充孔洞并赋予产品以细腻的组织结构。张钟等［３７］研究将糯⽟⽶交联淀粉与普通⽟⽶交联淀粉和普通⽟⽶淀粉在午餐⾁中的应⽤效果进⾏对⽐。结果表明，添加１０％糯⽟⽶变性淀粉的产品在⾊泽、弹性、⼝感，组织状态及储藏稳定性⽅⾯明显优于其他两种。
交联淀粉还⽤在纺织物的碱性印花浆中，使印花浆具有⾼粘度和所要求的不粘着的短稠度。交联淀粉也⽤在⽡楞纸板粘合剂中，使之在强碱性条件下具有⾼粘度，在其它⽅⾯的应⽤还有⽯油钻井泥浆、印刷油墨、煤饼和⽊炭饼的粘合剂、⼲电池中固定电解质的介质、玻璃纤维上浆和纺织品上浆［２６］。２．４醋酸糯⽟⽶淀粉
这种淀粉在⾷品中的⽤途主要是增稠。淀粉是淀粉⽤醋酸或醋酸⼄烯在碱性条件下酯化⽽成的⼀种变性淀粉，其特点是糊的凝沉性低，对酸、碱、热的稳定性⾼，糊透明度⾼，冻融稳定性好，分⼦间不易形成氢键［２３］。Ｆｒｅｉｔａｓ等研究发现，低取代度的淀粉醋酸酯含⼄酰０．５％～２．５％，在⾷品加⼯中⽤作增稠剂，具有粘度⾼、澄清度⾼、凝沉性弱、储存稳定等优点。这种稳定性在低温－１８℃～５℃下不混浊［３８］。⽤于罐头中淀粉，有利于均匀装罐和加热时粘度下降，可加速杀菌时的热渗透，并且最终粘度
１７２１４卷
⽟⽶科学
较低［３９］。它具有⽐⽟⽶淀粉更为优良的性质，可⽤于烘烤、冷冻、罐头及⼲燥⾷品中作为增稠剂，也可⽤于⽔果馅饼填料及⾁汁中，例如⽤于低脂⾹肠中，能有较好的持⽔性，延缓⽼化，能改善产品的组织结构和坚实度，使⾹肠吃起来更劲道，应⽤⼗分⼴泛［４０］。醋酸淀粉⽤在纺织和造纸
⼯业中，其糊浆具有分散快速、粘度稳定、不凝结等特点，便于制备、储藏和使⽤。醋酸淀粉⽤于纺织中的经纱上浆，具有很好的粘附纱线的特性，抗张强度以及柔韧性。在造纸⼯业中，醋酸淀粉能够改善纸张的可印刷性，还能够使纸张具有较低⽽均匀的孔隙性，增加表⾯张度，耐磨性，保油性，抗溶剂性，以及把分散的纤维粘合在底纸上，从⽽改善纸张的功能和性质［４１，４２］。
还有研究开发出其它各具特性的变性淀粉，有羟丙基化淀粉和羧甲基化淀粉等［４５～４９］。如董海洲等［４８］研究采⽤环氧丙烷制备羟丙基化糯⽟⽶变性淀粉，以提⾼淀粉的透明度和冻融稳定性。姜绍通等［４９］以⼄醇为溶剂，采⽤⼆次加碱法对糯⽟⽶淀粉进⾏羧甲基化变性，合成了ＣＭＳ（羧甲基淀粉钠ＳｏｄｉｕｍＣａｒｂｏｘｙｍｅｔｈｌＳｔａｒｃｈ），并对在⾷品中的应⽤进⾏了详细的研究。结果表明，羧甲基化后的糯⽟⽶淀粉，具有糊粘度⾼、冻融稳定性好、透明度⾼、抗⽣物降解性强等优良品质，且ｐＨ值、蔗糖、氯化钠及钙离⼦对羧甲基淀粉糊的粘度影响较⼩，可⼴泛应⽤于⾷品⼯业中作增稠剂和稳定剂。
３展望
由于天然糯⽟⽶原淀粉具有良好的可变性能，为制取变性淀粉提供了极有利的条件。更重要的是变性淀粉具有优异特性、独具作⽤及低廉价格等诸多优点，因⽽成为造纸⼯业的重要原料、⾷品⼯业的优良稳定剂、纺织⼯业的良好上浆剂和⽤途⼴泛的粘合剂等，是越来越多⾏业的主要⽤料和⾸选替代品。
近年来已研究成功将淀粉变性应⽤于塑料⼯业，制成可降解树脂，对解决“⽩⾊污染”有重⼤突破，并引起世界性极⼤关注。将变性淀粉研制成替代⾷盐的化雪剂，不仅可以加快冰雪融化速度，⽽且可以减轻对环境的污染。变性淀粉还被⽤作⽯油开采系统第三代添加剂。此外，还应⽤于医药⼯业、建材⼯业、甜味剂和精细化⼯等⽅⾯。
精密冲孔网根据我国优越的⾃然条件和巨⼤的需要量，加上国家在宏观上的引导与⿎励，在未来１０年之内，糯⽟⽶播种⾯积发展到２０万～３３．３万ｈｍ２（占⽟⽶总⾯积的１％～１．７％）是可能的。很可能有⼀天，我国糯⽟⽶种植⾯积会超过美国。与糯⽟⽶有关的糯⽟⽶淀粉深加⼯⼯业、⾷品⼯业和⼀系列相关⼯业也会发展起来。因此在我国⼤⾯积发展糯⽟⽶种植，并进⾏深加⼯，形成⾃⼰的产业，应是势在必⾏。糯⽟⽶淀粉不仅对整个⾷品⼯业多个部门的商品品质的提⾼有重要作⽤，对我国纺织⼯业、造纸⼯业以及粘合剂⼯业的发展也都是必需的。因此，在我国发展糯⽟⽶变性淀粉⼯业具有⾮常⼴阔的前景。
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２期１７３
王琴等：糯⽟⽶淀粉的改性及其在轻⼯业中的应⽤
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１７４１４卷
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