变形淀粉知识

变性淀粉基础知识 神洲淀粉科技公司 一、淀粉分子结构 直链淀粉与支链淀粉的性质比较 1、直链淀粉 直链淀粉经熬煮不易成糊，冷却后呈凝胶体，易回生，热可逆性差。其大分子结构上， 葡萄糖分子排列整齐。工业上直链淀粉的用途较多，如可制成强度很高的纤维和透明薄膜， 它无味、无臭、无毒，具有抗水和抗油性能，是一种良好的食品包装材料。 直链淀粉具有抗润胀性，水溶性较差，不溶于脂肪； 直链淀粉不产生胰岛素抗性； 直链淀粉糊化温度较高，糯淀粉为73℃，而直链淀粉为81.35℃； 直链淀粉的成膜性和强度很好，粘附性和稳定性较支链淀粉差； 直链淀粉具有近似纤维的性能，用直链淀粉制成的薄膜，具有好的透明度、柔韧性、抗 直链淀粉的性质 支链淀粉的性质 能溶于热水 在加热加压下才溶于水 水溶液不很黏稠 水溶液极黏稠 溶液易聚沉，并结成半固体的凝胶体 溶液不易聚沉，不形成凝胶体 遇碘变蓝色 遇碘变成红紫色 有光泽 无光泽 能被β淀粉酶完全分解 只能被β淀粉酶分解一部分，最高为60% 乙酰衍生物薄膜坚韧而有弹性 乙酰衍生物薄膜发脆、无弹性 张强度和水不溶性，可应用于密封材料、包装材料和耐水耐压材料的生产。 直链淀粉是由葡萄糖以α-1,4-糖苷键结合而成的链状化合物，能被淀粉酶水解为麦芽 糖。在淀粉中的含量约为10~30%。能溶于热水而不成糊状。遇碘显蓝色。 2、支链淀粉 支链淀粉易成糊其粘性较大，但冷却后不能呈凝胶体，不易回生，热可逆性好。结构上 ， 葡萄糖分子排列不整齐，也能制成透明薄膜，但强度很差，遏水立即溶解。 二、淀粉糊化 (一)物化的概念和本质 将淀粉乳加热，则颗粒可逆地吸水膨胀，而后加热至某一温度时，颗粒突然膨胀，晶体 结构消失，最后变成粘稠的糊，虽停止搅拌，也不会很快下沉，这种现象称为淀粉的糊化。 发生糊化所需的温度称为糊化温度。糊化后的淀粉颗粒称为糊化淀粉(又称为 o·化淀粉)。糊 化的本质是水分子进入淀粉粒中，结晶相和无定形相的淀粉分子之间的氢键断裂，破坏了淀 粉分子间的缔合状态，分散在水中成为亲水性的肢体溶液。 (二)影响糊化的各种因素 1．颗粒大小与直链淀粉含量 破坏分子间的氢键需要外能，分子问结合力大，排列紧密者，拆开微晶束所需的外能就 大，因此糊化温度就高。由此可见，不同种类的淀粉，其糊化温度不会相同(如表 2—19所 示)。一般来说，小颗粒淀粉内部结构紧密，糊化温度比大颗粒高；直链淀粉分子间结合力 较强。因此直链淀粉含量高的淀粉比直链淀粉含量低的淀粉难糊化，因此可从糊化温度上初 步鉴别淀粉的种类。 2．使糊化温度下降的外界因素 (1)电解质 电解质可破坏分子间氢键．因而促进淀粉的糊化。 (2)非质子有机溶剂 二甲基亚矾、盐酸肥、腮等在室温或低温下可破坏分子氢键促进 淀粉物化。 (3)物理因素 如强烈研磨、挤压蒸煮、7射线等物理因素也能使淀粉的糊化温度下降。 (4)化学因素 淀粉经酯化、醚化等化学变性处理，在淀粉分子上引入亲水性基团，使 淀粉糊化温度下降。 3．使物化温度升高的外界因素 ’ (1)糖类、盐类 糖类和盐类能破坏淀粉粒表面的水化膜，降低水分活度，使物化温度 升高。 (2)脂类 直链淀粉与硬脂酸形成复合物，加热至 100℃不会被破坏，所以谷类淀粉(含 有脂质多)不如马铃著易糊化，如果脱脂，则彻化温度降低 3—4℃。 (3)亲水性高分子(胶体) 亲水性高分子如明胶、下酪素和 cMc 等与淀粉竞争吸附水， 使淀粉糊化温度升高。 (4)物理、化学因素 淀粉经酸解及交联等处理，使淀粉糊化温度升高。这是因为酸解 使淀粉分子变小，增加了分子间相互形成氢键的能力。 (5)生长的环境因素 生长在高温环境下的淀粉糊化温度高。 三、淀粉的回生((((或称老化、凝沉)))) 1．回生的概念与本质 淀粉稀溶液或淀粉糊在低温下静置一定的时间，混浊度增加，溶解度减少，在稀溶液中 会有沉淀析出，如果冷却速度快，特别是高浓度的淀粉糊，就会变成凝胶体(凝胶长时间保 持时，即出现回生)，好像冷凝的果胶或动物胶溶液，这种现象称为淀粉的回生或老化．这 种淀粉称为回生淀粉(或称β淀粉)。回生本质是彻化的淀粉分子在温度降低时由于分子运动 减慢，此时直链淀粉分子和支链淀粉分子的分支都回头趋向于平行排列，互相靠拢，彼此以 氢键结合，重新组成混合微晶束。其结构与原来的生淀粉粒的结构很相似， 但不成放射状，而是零乱地组合。由于其所得的淀粉糊中分子中氢键很多，分子间缔合很牢 固，水溶解性下降，如果淀粉糊的冷却速度很快，特别是较高浓度的淀粉糊，直链淀粉分子 来不及重新排列结成束状结构，便形成凝胶体。 回生后的直链淀粉非常稳定．加热加压也难溶解，如有文链淀粉分子混存，仍有加热成 糊的可能。 回生是造成面包硬化，淀粉凝胶收缩的主要原因。当淀粉制品长时间保存时(如爆玉米)， 常常变成咬不动，这是因为淀粉从大气中吸收水分，并且回生成不溶的物质。回生后的米饭 、 向包等不容易被酶消化吸收。 当淀粉凝胶被冷冻和融化时，淀粉凝胶的回生是非常大的，冷冻与融化淀粉凝胶，破坏 了它的海绵状的性质，且放出的水容易挤压出来，这种现象是不受欢迎的。 2．影响回生的因素 (1)分子组成(直链淀粉的含量) 直链淀粉的链状结构在溶液中空间障碍小，易于取向， 故易于回生；支链淀粉呈树状结构，在溶液中空间障碍大，不易于取向，故难于回生，但若 支链淀粉分支长，浓度高，也可回生。糯性淀粉围几乎不合直链淀粉，故不易回生；而玉米 、 小麦等谷类淀粉回生程度较大。 (2)分子的大小(链长) 直链淀粉若链太长，取向困难，也不易回生；相反，若链太短， 易于扩散(不易聚集，布朗运动阻止分子相互吸引)．不易定向排列，也不易回生(溶解度大)， 所以只有中等长度的直链淀粉才易回生。例如，马铃薯淀粉中直链淀粉的链较长，聚合度约 1000一 6000，故回生慢；玉米淀粉中直链淀粉的聚合度约为 200—1200，平均 800，故容易 回生，加上还含有 0．6％的脂类物质，对回生有促进作用。 (3)淀粉溶液的浓度——水分 淀粉溶液浓度大，分子碰撞机会高，易于回生；浓度小 则相反。一般水加 0％一 60％的淀粉溶液易回生。水训、于 10％的干燥状态则难于回生。 (4)温度 接近 0一 4℃时贮存可加速淀粉的回生。 (5)冷却速度 缓慢冷却，可使淀粉分子有充分时间取向平行排列，因而有利于回生。 迅速冷却，可减少回生(如速冻)。 (6)PH值 pH 值中性易回生，在更高或更低的 pH 值，不易回生。 (7)各种无机离子及添加剂等 一些无机离子能阻止淀粉回生，其作用的顺序是 CNS‾＞ PO43-＞CO32-＞I-＞NO3-＞Br-＞Cl-＞Ba2+＞Sr2+＞Ca2+＞K+＞Na+。如 CaCl2、ZnCl2、NaCNS 促进糊化，阻止老化；MgSO4、NaF促进老化，阻止糊化；甘油与蔗糖、葡萄糖 等形成的单甘酯易与宣链淀粉形成复合物，延缓老化(乳化剂)。 因此，防止回生的方法有快速冷却干燥，这是因为迅速干燥，急剧降低其中所含水分， 这样淀粉分子联结而固定下来，保持住。—型，仍可复水。另外可考虑加字毗剂，如面包中 加乳化剂，保持住面包中的水分，防止面包老化。 四、变性淀粉 常见变性方式特性 变性的主要作用是改变糊化和蒸煮特性，主要是改变如下性质。 (1)糊化温度 解聚使糊化温度＜GT)下降；非解聚中 GT有升高也有下降，一般在淀粉 结构中引进亲水团如—0H、删 oH、—cH2 凹 OH，可增加淀粉分子与水的作用，使 GT下 糊化温度 粘度 透明度 糊丝长短 凝胶性 抗酸性 抗剪切性 抗冻性 酸变性 ↓ ↓ ↓ ↓ ↑ 交联变性 ↑ ↑ ↓ ↑ ↓ ↑ ↑ ↑ 酯化变性 ↓ ↑ ↑ ↓ ↓ ↑ ↑ ↑ 醚化变性 ↓ ↑ ↑ ↓ ↓ ↑ ↑ ↑ 降。交联起阻挡作用，不利水分子进入，使GT增加。高直链淀粉结合紧密，品格能高，较 难糊化。 (2)淀粉糊的热稳定性 一般谷类的热稳定性大子薯类；通过接枝或衍生某些基团，从 而改变基团大小或架桥，可使淀粉的热稳定性增加。 (3)淀粉糊的冷稳定性 淀粉结构中接些亲水化学基团，造成空间障碍，分子不易重排。 另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 尽可能使淀粉改变结构成为网状结构粉能耐 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 具有多功能性。 变性淀粉舶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)、预处 理(酸催化水解或糊精化等)、直链淀粉与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、逐丙基等)、取代度(D5)或 摩尔取代度的大小、物理形状(颗粒状、预物化)、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，采取的不同的变性方法、不同的变性程度，相应 可得到不同性质的变性淀粉产品。因此我们必须了解每一种变性淀粉产品的性质，以便在实 际生产中加以选择利用。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，粘合性，老化性，乳化性。下面将 讨论各种常见的变性淀粉的性质，以供读者选用时参考。 一、酸变性淀粉 用酸在韧化温度以下处理淀粉改变其性质的产品称为酸变性淀粉。在糊化温度以上的酸 水解淀粉产品和更高温度酸热解淀粉产品都不属于酸变性淀粉。 在酸催化水解过程中，盲链淀粉和支链淀粉分子变小，聚合度降低，产品流度增高。 破变性淀粉仍基本保持了原淀粉颗粒形状，但在水中受热发生的变化与原淀粉有很大差 别。原淀粉颗粒受热膨胀时体积增大几倍，而政变性淀粉颗粒因酸的作用具有辐射形裂纹， 受热沿裂纹裂解而不是膨胀。随流度的增加，裂解越容易。酸变性淀粉易被水分散，流度越 高越易分散。酸变性淀粉具有较低的热糊粘度和较高的冷糊粘度。常用热粘度和冷粘度的比 表示其胶凝性质。比值大，胶凝性强，冷却易于形成强度高的凝胶。改变酸变性条件能得到 流度相同而胶凝性不同的产品。例如：D．1咖 1儿硫酸，在 40t处理玉米淀粉 12h得流度 60mL 产品；提高酸的浓度缩短反应时间，得到相同流度的产品，但其凝胶性能强于前者；而降低 酸的浓度延长反应时间则得到相反的结果，即凝胶强度降低。 不同品种淀粉经酸处理所得的变性淀粉产品的性质存在差别。玉米、小麦、高粱等谷类 酸变性淀粉，热糊相当透明，凝沉性较强，冷却后透明度降低，生成不透明、强度高的凝胶 。 粘玉米淀粉是由支链淀粉组成，不含直链淀粉，经酸变性后，凝沉性很弱，热糊透明度和 流动性都高，冷却不形成凝胶。80一 90mL 流度酸变性淀粉由于产生较多链状分子水解物， 凝沉性增强，稳定性有所降低。酸变性木兽淀粉糊，在 o一 40mL 流度范围内稳定性和透明 度与粘玉米粉相同；约 50mL 流度以上的产品的热糊透明度都高，但冷却后透明度降低。酸 变性马铃兽淀粉热糊的流动性和透度都高，且胶凝性强，冷却后很快形成不透明的凝胶。 酸变性淀粉粘度低，能配制高浓度糊液，含水分较少，干燥快，粘合快，胶粘力强，适 合子成膜性及粘附性的工业。例如经纱上浆、纸袋粘合、纸板制造等。酸变性淀粉的薄膜强 度暗低于原淀粉，酸变性玉米淀粉对其薄膜性质的影响如表 4—4所示。 二、氧化淀粉 氧化淀粉的颗粒与原淀粉相似，仍保持原有的偏光性和 X射线衍射图像，表明氧化反 应发生在颗粒的无定形区，仍保持与碘的显色反应。 由于次氯酸盐的漂白作用，所以氧化淀粉比原淀粉色泽要白些。氧化淀粉一般对热敏 感．高温下变成黄色或褐色。干燥过程、贮存以及氧化淀粉的悬浮液糊化或加碱变黄，这与 醛基的含量有关。 与原淀粉相比，氧化淀粉糊化容易，糊化温度低，最高热糊粘度降低，热糊粘度稳定性 提高，凝沉性减弱，冷粘皮降低，溶解性增加，糊液的透明度增加(如表 4—5所示)，渗透 性及成膜性提高。与酸变性淀粉相比，薄膜更均匀，收缩及断裂的可能性更少，薄膜也更 易溶于水。 氧化淀粉颗粒具有羧基，带有负电荷，能吸收带正电荷的颗粒，如亚甲基蓝。吸收能力 的高低与氧化程度成正比，原淀粉不能吸收亚甲基蓝。利用这一性质能确定样品是否为次氯 酸钠所氧化。另外，从染色的均匀性可以看出反应的均匀程度。需要说明的是其他带有负电 荷的变性淀粉也同样能吸收亚甲基蓝，必要时需要同时进行其他检验。 氧化淀粉的粘合力随氧化程度的增加而上升。木薯氧化淀粉的粘合力高于玉米淀粉，特 别是较低氧化程度的产品。 氧化淀粉广泛应用于造纸、纺织、食品、医药等工业。 三、预糊化淀粉 预糊化淀粉由于生产方法不同，其颗敞的形状及视密度不同。喷雾于燥法生产朗产品为 空心球状，视密度小；微波法生产的产品为不朗类球形，视密度大；挤压法生产的产品 为薄片状，视密度介于上述两者之间；转鼓上原淀粉糊层干燥而得的产品为立方形，视密度 大，复水速度促，转鼓上很薄朗淀粉糊层干燥而得的产品为薄片状，视密度小，复水速度快 ， 但常凝块。 顶棚化淀粉由于生产方法不同，产品的性能也不同。ch地 ng等报道挤压法生产的顶糊 化淀粉，由于挤压机的强剪切力，使淀粉大分子降解较严重，因而在糊的粘度、吸水指数、 溶解指数和粘弹性等方面均低于滚筒法。 无论哪种方法生产的预糊化淀粉，它们的共同特点是能够在冷水中溶胀、溶解，形成具 有一定粘度的糊液，且其凝沉性比原淀粉小，使用方便，因而被广泛应用于食品、养蟹、医 药、铸造和石油钻井等领域。 同一生产方法．不同原料生产的顶棚化淀粉性能亦不相同。如预糊化马铃薯淀粉的粘弹 性比其他预糊化淀粉好，比较适合于用作鲤鱼饲料的粘结剂。它也可用作观赏鱼浮性饲料的 粘结剂，使饲料颗粒光滑度增大，同时鱼也喜欢食用。 加用少量氯化钙或尿素对预糊化有促进作用，并使得产品具有更优良的性质，适于钻井 应用。 近年来，国外用预糊化淀粉来代替滑石粉和淀粉制造新型爽身粉．除厂具有普通爽身粉 朗特点外，还具有皮肤亲和性好、吸水性强的特点。 四、交联淀粉 交联淀粉的颗粒形状仍与原淀粉相同，末发生变化，但受热膨胀糊化和糊的性质发生根 大变化。交联淀粉的糊粘度对热、酸和剪切力的影响具有高稳定性 c交联淀粉具有较高朗冷 冻稳定性和冻融稳定性。交联使淀粉的膜强度提高，膨胀度、热水溶解度降低，随交联程度 的提高．这种影响越大。 淀粉颗粒中淀粉分子间由氢键结合成颗粒结构，在热水中受热时氢键强度减弱．颗粒吸 水膨胀，粘度上升，达到最高值，继续受热氢键破裂，颗粒破裂，粘度下降。交联化学键的 强度远高于氢键，增强颗粒结构的强度，抑制颗粒膨胀、破裂和粘度下降。当交联度达到一 定程度，能几乎完全抑制颗粒在沸水中的膨胀。 与原玉米淀粉比较，交联淀粉的糊化和粘度均存在很大的差别。较低程度交联(1300脱 水葡萄糖单位 ALu 蔽联键)，糊化温度和最高粘度稍高，继续受热则粘度继续增高，冷却后 粘度更增高。较高程度交联(440AGu蔽联键)，糊化温度稍高，继续受热，不出现最高热粘 度峰，冷却过程中，粘度继续增高。交联度提高到 lmAGu蔽联键，受热不膨胀，不糊化， 无粘度。 交联作用对粘玉米、马铃薯、木薯等淀粉糊的粘度性质影响更明显，这类淀粉受热糊化 ， 热粘度高，但稳定性差。继续加热，粘度降低快，懒 U6 酸性条件下，这些现象尤为突出。 通过交联能提高粘度稳定性，图 4—2的 Brabender 曲线所示曲交联对粘玉米淀粉粘度曲线 的影响。另外，这类玉米淀粉交联后，粘胶性改变，淀粉糊由“长糊” 转变为“短糊”，与 普通的玉米淀粉相似。这种性质的改变对若干种食品应用是有利的。 高速搅拌产生剪切力，使淀粉糊的粘度降低，通过交联能提高淀粉糊的抗剪切力。粘玉 米原淀粉糊受剪切力的影响降低很多，经过低程度交联能提高淀粉糊的抗剪切稳定性。 原淀粉糊经低温冷冻，由于凝沉作用，淀粉分子间又经氢键结合成不溶的结晶结构，胶 体被破坏，严重的还会有游离水析出，影响食品不能保持原有的组织结构。经交联的淀粉具 有较高的冷冻稳定性和冻融稳定性，在低温下较长时间冷冻或冷冻、融化重复多次，食品仍 能保持原来的组织结构不发生变化。 原淀粉糊制成的薄膜置于沸水中加热，强度不断降低，这是由于直链淀粉和文链淀粉分 子被溶出量不断增加的原因。通过交联能减少淀粉的水溶性，从而保持膜强度不变。 交联淀粉的抗酸、碱和剪切的稳定性随交联化学键的不同而存在差别。环氧丙烷交联为 醚键，化学稳定性高，所得交联淀粉抗酸、碱、剪切和酶作用的稳定性高。三偏磷酸钠和三 氯氧磷交联为无机酯键，对酸作用的稳定性高，对碱作用的稳定性较低，中等碱度能被水解 。 己二酸交联为有机酯键，对酸作用的稳定性高，对碱作用的稳定性低，很低碱度便能被水解 。 交联淀粉的糊液由于能耐酸、碱和剪切力，冻融稳定性好，可广泛用作食品增稠剂(如 罐头制品的凝胶剂、冷冻食品、罐装汤汁、酱、婴 J 哈品等)。在外科手套中代替滑石粉， 还可在造纸工业用作打浆施胶剂，瓦楞纸和纸箱纸的胶粘剂。与其他变性方法结合，生产 的复合变性淀粉可用于纺织上浆剂，另外还可用作石油钻井泥浆、印刷油墨、煤饼、木炭、 铸造砂心、陶瓷的粘合剂等。 五、酯化淀粉 (一)淀粉磷酸酯 淀粉磷酸单配是淀粉阳离子衍生物，仍为颗粒状。比，糊粘度、透明度和稳定性均有明 显提高，凝沉性减弱，冷却或长期贮存也不凝结成胶冻，冻融稳定性好，即使是很低的酯化 程度，糊的性质也改变很大。当取代度约 o．07时，产品遏冷水膨胀。大多数离子型淀粉衍 生物都是如此，与多数高分子电解质相似，淀粉磷酸单酯的糊粘度受 pH 值影响，并能被钙 、 镁、铝、钻和怯离子沉淀。 天然玉米淀粉糊为透明度不高的“短”糊，凝沉性强，冷却成为不透明的凝胶。经磷酸酯 化，取代度 o．01，韧性质改变很大，变为与马铃薯淀粉糊相似的“长”糊，稳定性高，透明 度高，粘胶性强。 淀粉磷酸单酯能被具有正电荷的染料着色(如甲基蓝)，颜色深浅能表示阳离子化程度， 用显微镜观察样品颜色分布的均匀程度能了解配化反应发生的均匀程度。 制取淀粉磷酸酶时的反应条件会显著影响产品的性质，反应温度、时间、pH 值、天然 淀粉和磷酸盐的品种及其添加量的不同，将会生成具有不同特性的产品。因此我们可以根据 需要改变反应条件来制取具有各种特性和用途的系列产品 o (二)淀粉乙骏酯 低取代度淀粉乙酸酯的颗粒形状在显微镜下观察与原淀粉无差别。淀粉乙酸酯是在淀粉 中引入少量的酯基团，因而阻止或减少了直链淀粉分子间氢镀缔合，使淀粉乙酸酯的许多性 质优于天然淀粉。如物化温度降低、物化容易。乙酰化程度越高，糊化温度越低。糊稳定性 增加，凝沉性减弱，透明度好，成膜性好，膜柔软光亮，又较易溶于水，适用于纺织和造纸 工业。 高取代度的淀粉乙酸酶的性质取决于原料、取代度及制备方法。随乙酰基含量的增加， 产品的相对密度、比旋光度和熔点部下降(如表 4—7所示)。 高取代度淀粉乙酸酯的溶解性取决于取代度和聚合度。乙酰基含量在 15％以下溶于 5—100℃的热水，而不溶于有机溶剂。乙酰基含量 40％或以上的不溶于水、乙醚、脂肪醇、 脂簇烃，而溶于芳族烃、卤代脂肪族烃(四氧化碳例外)、酮、乙醇醚和硝基烷。 全淀粉和支链淀粉的高取代度乙酸酯制成的薄膜、纤维和塑料的强度弱且脆，工业上未 能发展。直链淀粉乙酸酯薄膜与乙酸酪纤维素在抗张强度和伸长率方面性质接近，但增塑作 用大于乙酸酯纤维。淀粉乙酸酪的电击穿值超过乙酸纤维薄膜。在涂层试验时，直链淀粉乙 酸酪膜有较好抗脂肪酸性能及满意的抗热水、冷水性能及耐气候性，但涂膜易从全属板上剥 落，粘附性差，直链淀粉混合配(丁酸酯、乙酸配、丙酸酪—乙酸酪)可改善这一缺陷。 六、醚化淀扮 1．羟丙基淀粉 低取代度(肥 o．05—0．1)的羟丙基淀粉颗粒形状与原淀粉相同，但糊的性质随取代度 而改变。一般来说，随取代度的增高．糊化温度降低，糊液粘度稳定，透明度好，胶粘力强 ， 凝沉性弱，冻融稳定性高，贮存稳定性高。羟丙基淀粉薄膜比原淀扮清晰，较易弯曲，柔软 、 光滑、均匀．没有微孔，改善了抗油性。在较高温度下不变粘，水溶性好。醚键对酸、碱、 热和氧化剂作用的稳定性好：经乙基淀粉为非离子型，不会引起颜料或填料的凝集，盐或硬 水不影响糊液粘度的稳定性。 高取代度的羟丙基淀粉(M5＞o．5)，具有热塑性和水溶性．溶于冷水，其糊液耐剪切、 耐 pH 值和耐酶的侵蚀，生物降解能力下降 c (二)羧甲基淀粉(CMS) 羧甲基淀粉为一种阴离子淀粉醚，为溶于冷水的聚电解质。取代度 o．15左右的羧甲基 淀粉能在冷水中润胀。随着取代度增加，在水中溶解度也随之增加；较高取代度时，在冷水 中可溶。取代度大于 o．3时，则可溶于碱水溶液；取代度在 0．5—0．8时，在酸性溶液中 也不沉淀。 羧甲基淀粉具有较高的粘度，在反应中若不发生降解，则粘度随取代度的提高而增加(交 联能提高 CMS的粘度)。CMS的峰值粘度升高、热糊稳定性降低。CMS糊液耐盐、耐剪切 能力较低。CMS在中性至碱性溶液中稳定，在强酸性溶液中，CMS 中的钠被氢取代，溶解 度降低，甚至析出沉淀。 CMS具有按基所固有的整合、离子交换、多聚阴离子的絮凝作用及酸功能等性质；也 具行大分子溶液的性能，如增稠、糊化、水分吸收、粘附性及成膜性(包括抗脂性及抗水性)c 不溶于乙醇、乙醚、丙酮等有机溶剂，易与金属离子、钙离子等生成沉淀。 CMS 能与蛋白质，特别是牛奶和乳清中的蛋白质在酸性条件下生成石溶性的络合物， 利用这种性质能回收蛋白质。如乳涓几含 0．577％蛋白质，38．4g乳糖，用盐酸调到 pH 值 3．4，混入比 CMS溶液(含 4g CMS，取代度 0．42)，蛋白质立即沉淀，2min 完成，产 率为 82％．水清洗，干燥，产物含未变性蛋白质 60．4％，易于消化，消化率 96．5％。 CMS在食品工业中作为增稠剂(如冰漠淋中加入量 0．2％一 0．5％)、稳定剂(如蛋白饮 料中添加量为蛋白质的 10％一 20％)、保鲜剂；在医药工业中用作崩解剂、代血浆且具有抑 制肿瘤的作用；在纺织工业中作为上浆剂、印花糊增稠剂；另外还可用作石油钻井的降滤失 剂(与 CMc合用效果更好)、造纸工业的稳定剂、日化工业中的抗污垢再沉淀剂等(如洗涤剂 加 1．5％D50．05—0．2的 CMS可防污物再沉积)。加入用磷酸盐交联的 cMs 能提高波纹 纸板的粘合力和加快粘合速度，经交联的 CMS可作为阳离子交换剂。 增稠剂和胶凝剂是一类能提高食品粘度或形成凝胶的食品添加剂。在食品加工中增稠剂 可起到提供稠性、粘度、粘附力、凝胶、硬度、脆性、紧密度、稳定乳化、悬浮体等作用， 使食品获得所需各种形状和硬、软、脆、粘稠等各种口感。亦可称为增稠剂、胶凝剂、乳 化稳定剂。 增稠剂一般应具备以下特性 (1)在水中有一定的溶解度。 (2)在水中强烈溶胀，在一定温度范围内能迅速溶解或糊化。 (3)水溶液有较大粘度，具有非牛顿流体的性质。 (4)在一定条件下可形成凝胶和薄膜。 一、变性淀粉在食品加工中的作用 1．烘烤食品 (1)在蛋糕肠衣生产中用作酥油代替品结构； (2)在焙烤食品中作釉光剂．可形成良好、清晰与光亮的薄膜，代替昂贵的蛋白和天然 胶； (3)在水果饼、馅饼、馅料中作稳定剂和增稠剂润、短丝性组织，防止分层与爆馅。 2．饮料 (1)在饮料中作稳定剂，改善产品的口感与体态味道； (2)在乳化饮料中作乳化香精的稳定剂，部分取代阿拉伯胶； (3)在奶精粉和椰浆助等微胶囊化产品中作包埋剂 o 3．罐头食品 (1)在甜品(西米露、粥糊、果冻)中提供制品凝胶与弹性结构，它具有较高的耐热性与贮 存稳定性； (2)在果饼馅中作增稠剂与稳定剂，这些变性淀粉产品具有良好的耐低 pH 值性能与耐高 温性； (3)在沙丁色酱中，变性淀粉可用作增稠剂与稳定剂，能提高产品沥干重，增加体系的 粘性与稳定性，改善产品的光泽； (4)在场和酱汁产品中用作稳定剂，提高产品高粘度的稳定性与耐加工性。 4．糖果类食品 (1)在硬胶和软胶糖果中作胶凝剂，提供产品凝胶结构，采用适当的变性淀粉，可代替 阿拉伯胶，制品具有良好的口感和透明度； (2)一些变性淀粉具有良好的成膜性和粘接性，常用作糖果的抛光剂，其形成的膜有光 泽，透明，并能降低产品的破裂性。 5．乳制品 (1)在乳酷制品中作胶凝剂，使制品具有良好的凝胶性能，在一定程度上可减少酪阮酸 盐的量； (2)在冷冻甜品中作品质改良剂，赋予制品粘性、奶油感及短丝性组织，增加制品的贮 存稳定性； (3)在高温杀菌布丁中可用作胶凝剂，可提供制品低的加工粘度，制得的产品具有良好 的稳定性与口感； (4)酸乳，淀粉糊的酸稳定性是差的，但经适当改性后的改性淀粉具有良好的稳定性， 可用作酸乳的稳定剂和增稠剂，增加制品的稠度和口感，减少乳清分离。 6．肉及鱼类制品 (1)在中国腊肠中添加变性淀粉作粘结剂与组织赋形剂产品的多汁性； (2)在点心馅料中作保水剂，可坚固组织，改善产品冻融稳定性； (3)在火腿和热狗中作保水剂和赋形剂，可以减少皱折，改善制品的冻融稳定性和保水 性； (4)在肉与鱼九中作胶凝剂，使制得的产品具有良好的弹性、咬劲和稳定性； (5)具有高胶凝性和稳定性的变性淀粉可在鱼浆中用作保水剂和稳定剂，大大减少鱼浆 的汁液流失。 7．面类食品 (1)添加了改性淀粉的油炸方便面具有酥脆的结构和较低的吸油量，产品的品质和贮存 稳定性较好； (2)在即食面中添加改性淀粉可以改善面条的复水性、咀嚼性与弹性，减少煮制时间； (3)在冬粉中添加变性淀粉可使制品具有坚固、胶性的结构，代替部分绿豆粉，改善面 团操作，减少粘性； (4)在面食点心中添加变性淀粉可以降低吸油量，改善面食的酥脆性，延长制品的贮存 时间； (5)在米粉生产时添加变性淀粉，作为组织形成剂与粘结剂以增加制品的透明度与润滑 度，减少粘性。 8．零食食品 (1)在挤压食品中添加变性淀粉可使制品具有良好的膨化度和结构，产品的强度和脆性 亦得到改善．制品组织均匀，产出牢较高，同时可增加功能性纤维成分； (2)在半成品零食中添加变性淀粉可控制制品的体积和酥脆性，在成型时无须蒸煮； (3)在微波形化食品中添加适当的变性淀粉可以控制产品的体积与结构，使制品孔隙均 匀； (4)在脆皮花生(酥花豆)中添加变性淀粉，可以改善脆皮组织，赋予脆皮轻、酥、脆且膨 松的结构； (5)变性淀粉可作蒸烘零食酌保水剂和组织成型齐团的加工性能与膨化特性。 9．粉末食品 (1)在搅全面糊粉中添加变性淀粉可使粉体具有良好酌粘接与内聚力，可防止裹粉散落； 在制作脆皮时易形成脆与坚固的外涂层，改善烘焙与微波处理食品的组织； (2)在蛋糕搅合品中添加变性淀粉可以增加蛋糊的粘度及保湿性，使蛋糕能长期存放不 失水分； (3)在谷片饮品中添加变性淀粉可提供冷热饮品所需的粘度，悬浮饮品中的微小质体， 使其均匀且口感良好； (4)在烹煮式粉末食品中添加变性淀粉，可改善制品低温蒸煮时的粘度，使制品清晰、 润滑，具有短丝性结构； (5)变性淀粉可作为干果类食品的糖粉剂，以减少于果类食品表面的粘性； (6)变性淀粉作为增稠剂与分散剂添加至即食布丁中，使制品急速产生粘度，具有浓厚 的奶油感，口感滑爽； (7)在即食汤、酱与汁中添加适当的变性淀粉可赋予汤汁适宜的粘度，使产品冲出来的 汤汁液浓厚、润滑。 10．冷冻食品 (1)添加变性淀粉的甜品具有良好的稠度和冻融稳定性感润滑，具有奶油状组织； (2)在果酱中添加适当的变性淀粉，可以控制制品的结构与粘度，使制品具有光泽，而 且耐热与冷冻加工； (3)变性淀粉是良好的保水剂与组织成形剂，在点心卷皮中添加适当的变性淀粉可使制 品具有良好的冻融稳定性，不易破裂； (4)淀粉经适当变性后制成脂肪代用品，将其添加于冰洪淋等冷冻甜品，可以部分代替 乳团体和昂贵的稳定剂，降低热量，产品具有良好的抗融化性和贮存稳定性； (5)在开胃酱、汁、果饼中添加变性淀粉可以提供粘度与稳定性，使制品具有好的透明 度与口味，而且具有极好的耐多次微波加热处理的性能； (6)适当变性的变性淀粉具有良好的增稠与稳定作用，糊透明度好，冻融稳定性奸而且 能常温加工，以此淀粉添加到表面装饰料中，可赋予制品良好的性能。 二、食品加工对变性淀粉的要求 (1)糕饼类 要求变性淀粉保湿性好，能改善制品质地及良好的冻融稳定性； (2)面糊和面包粉类 要易粘着、胶凝，不会掩盖食物原味，易成型； (3)饮料 要求高稠度，低甜度，不易吸潮，易溶解，味清淡。对婴儿奶粉及成人营养 食品除上述外还要求易消化； (4)糖果类 硬糖要求能调节糖的结晶体，调节糖的粘性；果冻及胶质糖要求是胶凝性 奸、透明度奸，凝胶不易析水，保湿性好；果丹皮类蜜饯制品中要求成型性奸，能控制糖分 结晶；巧克力则要求有助于降低脂含量，控制糖表面结晶； (5)色拉酱及涂抹食品 如人造黄油、花生酱、色拉酱要求部分替代油脂后仍具有滑爽 的口感和良好的稠度，易成型，且耐酸、耐热、耐剪切； (6)冷冻甜食 如冰棋淋要求有助于降低脂肪含量，吸水性好，能有效地抑制冰品长大， 能提高制品的抗融性； (7)肉类加工 要求具有很高的持水性，粘性低，耐盐性好； (8)布丁和派 要求有高的光泽度、良好的冻融稳定性，对温度波动和酸碱变化不敏感， 口感滑润，具有奶油状的质地，耐剪切，有助于其他成分的分散； (9)汤、调味品及浓汁类 要求变性淀粉具有良好的溶解性和与其他成分混溶的能力， 低甜度，粘度稳定性好，耐高压、高温，耐酸、碱，有良好的冻融稳定性，D 感、质地滑润 ， 亮度高。 变性淀粉用途： 2．糊精用途：增稠剂、稳定剂、粘合剂、表面装饰剂，用于糖果、甜食；可预防淀粉 结晶。 3．酸处理淀粉(酸处理淀粉) 用途：稳定剂、增稠剂、填充剂。主要用于淀粉软糖、及 代脂品配料。 4．碱处理淀粉用途：稳定剂、增调剂、填充剂、粘结剂。易溶解，粘度较低用于汤料 等。 5．漂白淀粉 用途：稳定剂、增稠剂、填充剂、粘结剂。经漂白，含有奶油及其他油脂 的蘑菇、芦笋、青豆、刀豆、白刀豆、甜玉米、胡萝 L罐头及发酵后经热处理的酸乳；沙 丁鱼罐头；鲸鱼、妈鱼类罐头；肉羹、汤冰品地。 6．氧化淀粉用途：性能稳定，糊化温度低，糊透明度好，不易凝结，可作为稳定剂、 乳化剂、增稠剂、填充剂、粘结剂用于淀粉果冻、冷菜等的增稠作用，也可用作油炸食品表 面调料的粘结剂；在面包生产中可提高持气能力，缩短发酵时间，增加面包的体积。 7．磷酸(单)酪淀粉用途：易糊化、粘度增高，透明度好，可在冷水中膨润，不易回生； 可作为汤类、调味品、布丁等的增稠剂，稍有吸湿性，比一股的增长率稠剂易分散于水且稳 定。可防止食品的褐变(磷酸酪与金属有整合作用)；焙烤预制粉 1％一 2％；果酱 0.02％一 0．2 ％；桶皮果冻 0.1％一 0.5％；布丁 1％一 2％；冰谋淋 0.1％一 0.5％；速镕可可 1％一 2％ ； 馅 0.3％一 0.5％；浇料 0.5％一 2.0％；还可用于蛋黄酱、调味酱、沙司和其他果冻类制品。 8．单淀粉磷酸酯 用途：与原淀粉相比，单淀粉磷酸酪物化温皮下降增加，不易老化， 冻融稳定性增加，能与泊脂中铁、铜成络合物而抑制氧化。可用作增稠剂、称定剂、粘结剂 冻食品，可在反复冻融过程中具有良好的保形作用。糊的稳定性镍等金属形用于保存冷 9．磷酸双淀粉用途：增稠剂、稳定剂、粘结剂，用于罐头生产，在加热初期仍能保持 优良的流动性，有利于热传导，减少加热时间和营养损失。 10．磷酸化二淀粉磷酸酪用途：对冷热稳定，常用作增稠剂、稳定剂、粘结剂，在食品 中使用比较多，可用于冰棋淋、果冻等，用于改善体系的粘度稳定性和分散性，并有防止老 化的作用。 11．乙酸化二淀粉磷酸酯(乙酯化磷酸双淀粉) 用途：粘度稳定，耐热、耐酸、耐碱、 抗剪切。可用作色拉调味汁、汤类罐头、午餐肉、果酱、婴儿食品、布丁等产品中作增稠剂 。 用于午餐肉、火腿肠可提高保水性，增加肉的嫩度和得率，改善口感，使制品的品质受贮存 温度波动的影响较小。 12．醋酸淀粉(醋酸淀粉酯)用途：糊化温度低、冷后不形成凝胶，透明度好、冻融稳定 性好，对酸、碱、热的稳定性高。常用作冷陈水果馅、肉汁馅中，可低温保存，可用于制食 用淀粉膜。 13．羟丙基淀粉(羟丙基淀粉醚)用途：高亲水性，糊化温度低，抗老化性较好，粘度稳 定性、糊的稳定性、透明度和冻融稳定性较好，耐酸耐碱，耐剪切。可与蔗糖等混合制成布 丁，不易分层；用于肉汁、酱油、肉馅、冷食、布丁及冰汉淋、汤料、果冻和午餐肉等，可 使表面光滑浓稠，无颗粒状结构。 14．羟丙基二淀粉磷酸酯(羟丙基磷酸双淀粉)用途：增稠剂、稳定剂、粘结剂，uJ 代替 部分谅 5缄果胶生产果冻。 15．辛烯基琥珀酸淀粉钠用途：主要用作增稠剂。辛烯基具有琉水性，因而可用作乳状 液 的乳化稳定剂，可取代阿拉伯胶。 16．羧甲基淀粉铀用途：用作增稠剂和字 LA 稳定剂。于冷水中能膨润，粘度高，在碱 性和弱酸条件下稳定，透明度好，冻融稳定性好。可用作冰汉淋的乳化稳定剂、面包的防老 化剂等。日本规定的最大用量为 2％(单用或合用量)。本品与 cMc 不同，遇细菌产生的。— 淀粉酶会发生液化，粘度下降，因而很少用于调味番茄酱、果酱等制品中。 17．乙酰化二淀粉已二酸酯(乙酰化已二酸双淀粉)用途：稳定剂，增稠剂，填充剂，粘 结剂。 四、变性淀粉在食品中的应用实例