[农学]321变性淀粉.ppt

变性淀粉 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。 淀粉（starch)类加工 淀粉是小麦、玉米、木薯、马铃薯等农作物器官的主要成分，在人类生活中占有重要地位。淀粉的应用范围很广，用量很大。目前世界约2/3的淀粉用于食品、医疗、饮料等方面，1/3用于纺织、造纸、包装、去污、医药、造纸、浆洗、胶粘、铸造、冶金、石油等工业。 玉米、甘薯→淀粉→葡萄糖→果葡糖浆→甜味剂 土壤保水剂 交联淀粉 鲜花保鲜剂 变性淀粉 磷脂化淀粉 糖果包装纸 氧化淀粉等 食品添加剂 人工合成塑料 一、 变性淀粉的含义、原理和分类 1、变性淀粉的含义 　　采用物理方法(如热、机械、放射线或高频率辐射)、化学方法(如酸、碱、氧化剂、各种反应性化合物)以及生物化学方法，使原淀粉的结构(包括淀粉分子的二级结构、三级结构和官能团结构)、物理性质和化学性质改变，从而出现特定性能和用途的淀粉产品叫变性淀粉或改性淀粉。 2、淀粉的变性原理 　　淀粉大分子结构中的苷键和羟基决定其化学物质，也是淀粉各种变性可能性的内在因素。苷键断裂使淀粉聚合度降低，大分子降解， 而位于葡萄糖残基的伯、仲碳原子上的羟基具通常的伯、仲醇基的氧化、酯化、醚化反应能力，故可制得相应衍生物。　　 植物淀粉粒子一般都是由支链淀粉和直链淀粉组成，两者主链相互叠缠为束，分枝交接成网，形成许多空隙，产生了许多固有特性，如糊化性、不溶性、粘变性等。如将交枝网状组织稍为破坏、松解或接上一些其他官能团化合物，其性质就可能产生不同程度的改变，从而得到变性淀粉。淀粉变性只能改变其部分性质，不能改变其全部性质，否则就不是变性而是失性了。而一般高温、辐射、氧化剂、淀粉酶和交联剂等，都能起到这种作用，故多用来制作变性淀粉。 3、改性淀粉的分类 　　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、烟熏淀粉、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。 在变性过程中，可以是解聚变性或是非解聚变性。 淀粉衍生物是指一些分子中的吡喃葡萄糖基产生了化学结构变化的变性。 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。 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。 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