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变性淀粉

以淀粉为原料,经物理、化学或生物方法处理而制得的产品。又称改性淀粉。变性淀粉主要是改变淀粉糊的理化特性如糊化温度、热粘度及其稳定性、冷粘度、凝沉性、凝胶性、凝胶强度、冷冻稳定性、胶粘力、成膜性及透明度等。变性淀粉的品种甚多,用途广泛,常用的有预糊化淀粉、氧化淀粉、双醛淀粉、交联淀粉、阳离子淀粉、羟乙基淀粉、淀粉醋酸酯、淀粉磷酸酯、淀粉、原酸酯、接枝共聚物、酸变性淀粉及酶变性淀粉等。

以淀粉为原料,经物理、化学或生物方法处理而制得的产品。又称改性淀粉。变性淀粉主要是改变淀粉糊的理化特性如糊化温度、热粘度及其稳定性、冷粘度、凝沉性、凝胶性、凝胶强度、冷冻稳定性、胶粘力、成膜性及透明度等。变性淀粉的品种甚多,用途广泛,常用的有预糊化淀粉、氧化淀粉、双醛淀粉、交联淀粉、阳离子淀粉、羟乙基淀粉、淀粉醋酸酯、淀粉磷酸酯、淀粉、原酸酯、接枝共聚物、酸变性淀粉及酶变性淀粉等。

变性淀粉生产方法主要有:①物理变性法,如预糊化淀粉和热变性淀粉;②化学变性法,加入化学试剂改变淀粉性质,如氧化淀粉和双醛淀粉等;③酶法变性,加入α-淀粉酶制取的淀粉,如酶变性淀粉。

预糊化淀粉

也叫α淀粉,是用物理方法处理的淀粉。常用滚筒式干燥机进行生产,烘干成薄片状,用刀刮下,粉碎成粉末即为成品。其质量取决于糊化程度、承受的剪切力大小及干燥过程所受温度高低等。另外,控制淀粉乳的浓度、滚筒的表面温度和转速、或加入一定添加剂,以生产出具有不同性质和要求的预糊化淀粉。也可用螺杆式挤压蒸煮机进行生产。淀粉入机后,在高温高压作用下,突然由端部模板小孔喷出,压力骤然降为常压,淀粉中水分蒸发,体积瞬时膨胀,然后再经粉碎,即为预糊化淀粉。因受高压剪切力等作用,产品粘度较低。预糊化淀粉在食品加工中常用作稳定剂、增稠剂和保型剂等;在造纸工业中常用作增强剂、添加剂和粘合剂;在纺织工业中常用作浆料;在铸造业中常用作砂型粘合剂;此外,并可用作鳗鱼饲料的粘结剂和石油钻井的泥浆保水剂等。

氧化淀粉

添加氧化剂(以次卤酸碱金属盐为主)制得的产品统称氧化淀粉。生产氧化淀粉是在碱性条件下,用次氯酸钠溶液作用于淀粉乳。取40%浓度的淀粉乳,用稀氢氧化钠液调到pH8~10,然后连续加入次氯酸钠,进行氧化反应,并补充氢氧化钠溶液以保持pH值,反应结束后用稀盐酸中和到pH6.0~6.5,再加亚硫酸钠除去游离氯,经反复洗涤过滤,干燥至水分6%~12%,即制得氧化淀粉。氧化淀粉颜色洁白,遇碘呈现蓝色,易糊化,且糊化温度低,流动性好,透明度高,成膜性能及膜的机械性能好。主要用于造纸工业,作施胶剂和粘胶剂等;在纺织工业中可作上浆料;在食品工业中是比较理想的增稠剂,还可代替琼脂制造胶冻、软糖类食品。

双醛淀粉

加高碘酸液于淀粉乳中,保持一定时间,经分离、清洗、干燥即得双醛淀粉。它不溶于冷水,能溶于热水,遇碘不呈现蓝色,在偏光显微镜下颗粒呈黑色,没有偏光十字。双醛淀粉用于造纸工业以增强纸张的湿断裂和破裂强度;与蛋白交联,作为木材的粘接剂;用于生产明胶片;用作皮革的鞣料;用于粘接精密铸件模型;用作口香糖添加剂等。

交联淀粉

不同淀粉分子之间能通过羟基的醚化或脂化反应而交叉地联结起来,以改变糊的性质,常用环氧氯丙烷为交联剂。可用作电池电解液增稠剂,纸箱粘胶剂及铸造型砂粘接剂等。

阳离子淀粉

胺类化合物易与淀粉的羟基起反应生成醚结构,具有阳电荷,称为阳离子淀粉。用于造纸工业作施胶剂,增加纸的强度和耐折性;用于纺织工业的上浆剂;用于水处理作絮凝剂。

羟乙基淀粉

环氧乙烷或环氧丙烷在碱性条件下与淀粉羟基起醚化反应,得羟乙基或羟丙基变性淀粉,统称为羟烷基淀粉。主要用作纺织工业的上浆剂,形成薄膜光滑、柔软,可提高抗磨性及织布效率。

淀粉醋酸酯

淀粉分子的羟基被醋酸酯化可得到淀粉醋酸酯。在食品加工中主要用作增稠剂,其糊粘度高而稳定,透明度好。造纸工业用作表面施胶剂,可提高纸的光亮和柔软性;纺织工业用作上浆剂,成膜性与柔软性好,胶粘力强,增加纱的强度,提高纱的耐磨性。

淀粉磷酸酯

淀粉与磷酸盐起酯化反应可制得淀粉磷酸酯。在食品工业上淀粉磷酸酯可代替阿拉伯胶用作增稠剂和稳定剂;在造纸工业用作施胶剂和涂布胶粘剂;在纺织工业作上浆剂,用量省,效果好,易于退浆。

淀粉黄原酸酯

淀粉与二硫化碳反应生成黄原酸的酯化衍生物称为淀粉黄原酸酯。主要用于处理工业废水中排除重金属;造纸业上用作加强剂提高纸的湿强度;能代替碳黑,用作橡胶增强剂,生产粉末橡胶。利用淀粉黄原酸钠的交联反应包埋除草剂和农药,降低其挥发性,使之安全、避免环境污染,并控制农药缓慢放出,延长有效期。

接枝共聚物

淀粉能与丙烯腈、丙烯酸、丙烯酰胺、丁二烯、苯乙烯和其他人工合成高分子的单体起接枝共聚反应生成接枝共聚物,淀粉分子链上接有合成高分子链。这种共聚物具有天然高分子淀粉和人工合成高分子的性质。制备淀粉共聚物可采用物理和化学的引发方法,使淀粉分子上产生活性高的自由基。常用的物理方法是用钴60的γ-射线照射。先照射淀粉,使之产生自由基,然后加入人工合成的高分子单体,在20~30℃温度条件下产生反应。为防止空气中氧气的不利影响,淀粉的照射是在氮气中进行,高分子单体水溶液中先通入氮气30分钟,以排除存在于空气中的氧气。在无氧气的情况下,淀粉自由基的稳定性较高。也可以将淀粉与高分子单体的水溶液混合在一起,一同照射,但产生的均聚物较多。化学引发方法是利用氧化还原反应,最常用的化学引发剂为铈离子,如硝酸铈铵。铈离子(Ⅳ价)氧化淀粉生成络合结构中间体淀粉,再分解产生自由基与单体起接枝共聚反应。淀粉与丙烯腈的共聚物,经用碱皂化后,获得高吸水性产物,吸水量可达到原来体重的几百倍,甚至1000倍以上。这种吸水剂在工业上常用作纸面巾、婴儿尿布、医院病床被单等的添加剂。

酸变性淀粉

用酸处理淀粉改变其理化性质的淀粉。工业上大量生产酸变性淀粉,使用较低浓度(1%~3%)的盐酸,混入高浓度的淀粉乳中,在50~55℃温度下(低于糊化温度),搅拌10小时以上,再经中和、过滤、清洗及干燥等处理,即可得酸变性淀粉。若变更反应条件,即可生产出具有不同粘度,适合不同要求产品。酸变性淀粉的粘度低,冷粘度与热粘度的比值增高。在纺织工业中用作上浆剂;在食品工业中用于生产软糖;在造纸工业上用于压光和施胶,以改变纸张的抗磨性和提高印刷性能。

酶变性淀粉

用α-淀粉酶作用于淀粉乳,即可得到酶变性淀粉。淀粉受热和酶的作用而糊化与水解,具有粘度低等特点,于纺织、医药及食品加工中应用。