第三节_改性淀粉.pptVIP

第三节 改性淀粉 一、概述 将植物中的非淀粉物质如蛋白质、纤维、油脂等分离开，可获得原淀粉。 原淀粉可广泛应用于食品、化工、医药、纺织、造纸等工业中。不同来源的淀粉，其物理和化学性质有一定差别，这主要取决于淀粉颗粒的大小、形状，淀粉分子的直链淀粉与支链淀粉比例以及分子某些基团等因素，因而原淀粉在应用中存在这样或那样的不足。 为此可将原淀粉进行物理、化学或酶的方法处理，改善原淀粉的分子结构和性质，增强某些功能或形成新的物化特性，这个过程称为淀粉的改性。通过改性处理所获得的产物称为改性淀粉（或称变性淀粉）。 （一）淀粉改性的目的 1.原淀粉具有冷水不溶，糊的热稳定性差，抗剪切性能低，冷却后易脱水、老化以及成膜性差、缺乏耐水及乳化能力，通过改性而获得原淀粉不具有的性能，从而拓宽了淀粉的应用领域。 用次氯酸钠的氧化淀粉，使淀粉的糊化温度下降，黏度降低，并且糊的黏度稳定，糊的透明度和成膜性大幅度提高。 阳离子淀粉带有阳电荷，更易于被带阴电荷的纤维吸附、结合，因而用于纺织工业中，既可使用量减少，又可使废液中遗留的废浆料大大减少。由于新技术产品的不断发展，原有的原料性能已不能满足加工过程的需要，应进行适当改性以满足当前新技术加工需求。 2.罐头食品的高温加热消毒也要求淀粉热黏度稳定性高，适度交联变性也可改善稳定性。在冷冻食品体系中，由于原淀粉的冻溶稳定性差、易凝沉，影响食品质构和保质期，将原淀粉进行适度交联再应用于冷冻食品中也能克服该缺点。 3.淀粉的改性处理为淀粉的发展开辟了新的用途，以前不能用淀粉的或使用效果不理想的，现在可利用改性淀粉并且效果比较理想。 羟乙基淀粉用作代血浆 高度交联淀粉用作橡胶制品的润滑剂 淀粉黄原酸酯用于处理电镀废水等 淀粉与人工合成有机单体经过接枝共聚反应生成的共聚物具有天然和人工合成两类高分子的性质，是制造许多有用产品的理想材料，如超级吸水剂、生物可降解薄膜，塑料以及药物的运输载体等。 （二）淀粉的改性及其物化性质 淀粉除了少数情况以颗粒状态下应用（如糖果填模用的淀粉、外科手术套的隔离剂、杀虫剂或除草剂稀释用的淀粉等）外，大多数淀粉在应用时处于湿热分散体系中，使得淀粉颗粒“溶解”。湿热分散只是一种增加了水分含量的淀粉颗粒发生了“溶解”现象。 对淀粉性质影响较大的外界条件： ①高温：当蒸煮温度超过100℃，溶解过程将加速，并使体系黏度降低。这种分散很可能是多聚物的一种溶液行为，然而在过高温度下，如150℃甚至更高，部分糖苷键将断裂。 ②机械剪切：当淀粉糊受到搅拌或泵送过程中所发生的剪切作用，淀粉糊的黏度便下降，热和机械剪切的综合效果也随之增加了对淀粉糊黏度的影响程度。 ③酸性介质：在较低pH环境中，在一定温度条件下，将发生α-1,4糖苷键的快速水解。 ④盐溶液：电解质严重地影响到淀粉糊的黏度，可相当程度地提高或降低淀粉糊的黏度，主要取决于盐的种类和浓度，如NaCl和Na2SO4严重地抑制淀粉颗粒的膨胀，使淀粉糊化向更高温度迁移，另一方面，氢氧化物，如NaOH可增加淀粉颗粒的可溶解性。电解质对块茎类淀粉影响较大，特别是对土豆淀粉。 ⑤低温：由于淀粉分子链以氢键作用使得分子间结构重排，从而在冷冻或冷却过程中发生淀粉分子间的重新结合，这一现象称为老化（又称回生）。在特殊情况下，如果淀粉浓度比较低（低于1%）以及温度处于10℃以下，直链淀粉分子将沉淀析出；另一方面，如果体系中固形物含量较高，在上述条件下可获得凝胶型结构，其有关性质如黏弹性和黏度等性质取决于淀粉来源、直链淀粉含量、直链淀粉平均聚合度，以及淀粉的分散状态等。在时间和低温综合条件下，淀粉开始出现脱水收缩，然后出现水的析出现象。 原淀粉在水溶液中有着诸多不利因素，如冷水不溶，老化脱水，耐盐性差，抗机械剪切能力低，成膜性差，耐热性差，以及耐冷性能差等缺点，大大限制了淀粉的应用，为此采取合理加工条件和方法，改变原淀粉理化性能，使其变得： ①在高或低温下具有稳定的黏度。 ②具有较强的抗机械剪切能力。 ③在酸性介质中剪切状态下的抗稀能力。 ④有较高抗阳离子能力，该性能极为重要，也是淀粉进行物理、化学、酶等改性的主要目的所在。 1.淀粉流变性质的改性 （1）解聚反应　　通过解聚淀粉大分子可降低其黏度，方便地将其应用于一些高固形物的体系之中。有如下方法可获得适度的解聚产物：①糊精化反应；②酸转化反应；③碱性转化或氧化；④化学液化法；⑤酶液化法。 在上述的解聚反应类型中，最后两种方法优点明显，近年来发展较快。 （2）交联反应　　交联反应或称在分子链间架桥反应。通过该反应可导致淀粉颗粒内部变为刚性的大分子网状结构，该反应改善了淀粉颗粒持水能力，使黏度水平和流变特性分布达到一个较为理想的状态。 2.淀