变性淀粉的生产与应用现状

变性淀粉的生产与应用现状 (西北农林科技大学食品科学与工程学院，陕西 杨凌 ,,,,,,) 摘 要:变性淀粉分物理变性、化学变性和酶法变性，生产方法分干法生产和湿法生产。变性淀粉在食品、造纸、医药、石油和农业等中广泛应用。目前变性淀粉生产与应用中存在行业整体水平低、生产规模小、产品质量不稳定、缺乏应用研究的问题。 关键词:变性淀粉;生产;应用 中图分类号:,, ,,, 文献标志码:, 文章编号: ,,,,, ,,,,(,,,,),,, ,,,,, ,, 变性淀粉，亦称改性淀粉，它是指利用物理、化学或酶的手段来改变天然淀粉的性质。通过分子切断、重排、氧化或者在淀粉分子中引入取代基可制得 性质发生变化、加强或具有新的性质的淀粉衍生物。 我国变性淀粉的研制起步较晚，始于 ,, 世纪,, 年代。现已在纺织、造纸、食品、饲料、铸造、医药、建筑、石油等多领域中得到应用。变性淀粉的年消耗量已达 ,,,,, 万 ,，全国大约有百余家生产企业，年产量约 ,, 万 , 左右,,,，从数量上讲，市场呈现供大于求的现状，但是，与实际需要和国外水平相比，我国在此领域尚有巨大的发展空间，无论从变性淀粉的 种类、质量，还是应用范围，都与国外有较大的差别。如果以我国目前各行业所需用的变性淀粉数量计算，年需求量在 ,,,,,,, 万 , 之间,,,。由此可见，我国目前的变性淀粉生产能力远远不能满足需要。更何况变性淀粉的使用前景非常广阔，加大此领域的研究、应用与推广，变性淀粉生产将会有飞速的发展。 , 变性淀粉的分类与种类 变性淀粉的分类，一般是按变性处理方法来进行的。包括物理变性淀粉，化学变性淀粉和酶法变淀粉 , 大类。物理变性淀粉包括:糊化(!, )淀粉，超高频辐射处理淀粉，烟熏淀粉等。化学变性淀粉包括 糊精、酶变性淀粉、氧化淀粉、酯化淀粉、醚化淀粉， 高联淀粉、接枝淀粉等。酶法变性淀粉包括直链淀 粉、糊精、兰鲁布等。 , 变性淀粉的生产方法 ,(, 生产方法的选择 选择变性淀粉的生产方法应该依据生产品种及品种的多少、生产规模、装备水平等因素综合考虑。随着变淀粉生产技术水平的不断提高和应用技术的不断改善，同一品种的变性淀粉可以应用于不同领域，不同品种的变性粉也可以用于同一领域，这使得选择什么样的生产方法去面向市场就更加复杂化和具体化。 原则上讲多品种、大规模生产应当以湿法为主，单一品种、大规模生产应以干法为主，投资不大的小规模装置则十分灵活。一般来说，生产品种和品种的 多少是选择何种生产方法的先决条件。 ,(,(, 干法生产变性淀粉 干法是在“干”的状态下完成变性反应的，所以称为干法。 所说的“干”的状态并不是没有水，因为没有水或有机溶剂)存在，变性反应是无法进行的。干法用了很少量的水，通常在 ,,,左右，含水 ,,,以下的淀粉，几乎看不出有水分存在。也正因为反应系统中含水量很少，所以干法生产中一个最大的困难是淀粉与化学试剂的均匀混合问题，工业上除采用专门 的混合设备以外，还采用在湿的状态下混合，干的状态下反应，分二步完成变性淀粉的生产。 采用干法生产的变性淀粉的类别比较少，其中产量最大、应用最普遍的是白糊精、黄糊精及其它酸降解的变性淀粉。由于干法生产的黄、白糊精及酸解淀粉等产量大，应用范围广，加之干法生产产品收率高，无污染等原因，所以干法是一种很有前途的方法。特别是随着干法生产的不同深度的酸降解淀粉的广泛应用和干法生产变性淀粉品种的增加，干法生产将越来越引起人们的重视。 ,(,(, 湿法生产变性淀粉 湿法也称为浆法，是将淀粉分散在水或其他液体介质中，配成一定浓度的悬浮液，在中等温度条件下与化学试剂进行氧化、酸化、酯化、醚化、交联等改 性反应，生成变性淀粉。由于是在湿的条件下进行反应，所以称湿法。如果采用的分散介质不是水，而是有机溶剂，或含水的混合溶剂时，为了区别水又称为溶剂法，其实质与湿法相同。由于有机溶剂的价格昂贵，多数又有易燃易爆的危险，回收起来又很麻烦，所以只有生产高取代度、高附加值产品时才采用。 ,(, 干法与湿法的比较 干法和湿法是变性淀粉生产中最常采用的方法，各有自己的优缺点。 (,)湿法应用普遍，几乎任何品种的变性淀粉都可以采用湿法生产。干法则仅仅适用于生产少数几个品种，如糊精、酸降解淀粉、磷酸酯淀粉等，尽管 产量不小，但品种不多。 (,)湿法生产的反应条件温和，反应温度不高于 ,, ?，压力为常压。干法反应温度高，通常为,,,,,,, ?，有的要在真空条件下进行反应。 (,)湿法反应时间长，一般为 ,,,,, ,;干法反应时间短，一般为 ,,, ,。 (,)湿法生产 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 长，要经洗涤、脱水、干燥等几个工序;干法流程短，无需进行洗涤、脱水、干燥等工序，因此干法生产成本低。 (,)湿法收率低，一般为 ,,,,,,,;干法几乎没有损失，收率多在 ,,,以上。 (,)湿法耗水，有污染，通常每生产 , , 变性淀粉可产生 ,,, ,, 污水;而干法则不使用水，也没有污水排放。 (,)湿法反应器结构简单，可以采用搪瓷、玻璃钢和钢衬玻璃钢，反应器可以做成较大的，最大可达,, ,,。干法反应器结构比较复杂，需用特殊材料制造，反应器的体积不能太大，最大不超过 ,, ,,。 , 变性淀粉的应用 ,(, 在食品工业中的应用 不同的变性淀粉可以用在同一种食品之中，而同一种变性淀粉又可用于不同的食品;同一种食品，不同的生产厂家，又有不同的使用习惯;即使是同一 种变性淀粉，不同的变性程度，性能相差又很大，这给变性淀粉在食品品质研究中应用开发提供了广阔的发展前景，同时又指出了其历程的艰难。 食品名目繁多，加工贮藏方法多种多样，从传统的作坊式食品加工到现代化的机械、自动化工业生产，对食品辅料中的淀粉要求越来越高。如现代食品加工工艺中的高温杀菌、机械搅拌、泵的输运，便要求辅料淀粉具有耐热、抗剪切稳定性;冷藏食品则要求糊化后的淀粉不易回生凝沉，而具有很强的亲水性;偏酸性食品要求淀粉在酸性环境下有较强的耐酸稳定性;有些需淀粉具有一些特殊的功能，如成膜性、涂布性等等。食品中使用变性淀粉的优点归纳成如下几点: (,)使用变性淀粉，可以使其在高温、高剪切力和低 ,, 条件下保持较高的粘度 稳定性，从而保持其增稠能力。大家知道，很多食品均需在较高温度下加工或杀菌，原淀粉分子在高温下易解聚成小分子，粘度下降，使其失去其增稠能力;同样，食品加工中的机械搅拌和泵的输送，均会产生剪切力，有些食品 由于存在有机酸(如酸性饮料)，使体系偏酸性，高剪切力和酸性环境均能使原淀粉分子降解，失去增稠、稳定食品的能力。必须通过淀粉的变性处理，提高其 耐热、耐酸和抗剪切能力。这一点在淀粉用于果酱类、饮料类以及调味料等食品增稠中尤为重要。 (,)通过变性处理，可以使淀粉在室温或低温保藏过程中不易回生，从而避免食品凝沉或胶凝，形成水质分离。食品中的淀粉分子在保藏过程中会通 过氢键发生分子间重排而缩合，尤其在冷藏过程中这一过程更为剧烈，结果导致分子脱水收缩，固体结构硬化，甚至析出水来，流体食品出现上下分层、混浊，产品劣化。通过变性处理后(如酯化和醚化淀粉)，在淀粉分子上引入亲水性基团，则可以提高淀粉分子亲水能力，阻碍淀粉分子间以氢键形式缩合，脱水收缩，从而提高食品在室温或低温保藏过程中的稳定性。 (,)通过变性处理提高淀粉糊的透明度，改善食品的外观，提高其光泽度。原淀粉的亲水性不强，当用它制作食品时，则往往因其不能更好地结合水 分子，而使整个食品体系透光率低，食品发白，无光泽。如果用淀粉便需要透明，豆沙馅中用淀粉则需有豆沙本身天然的光泽等，当淀粉变性处理后，接上亲 水性基团，则使淀粉分子周围吸附有大量水分子，形成质构均匀的溶胶，使得食品具有很好的透明而诱人的光泽。 (,)通过变性处理改善乳化性能。原淀粉分子是没有什么乳化性的，不能用它来形成稳定的水、油混合体系。如果在淀粉分子上接上亲水、亲油双重性质的官能团，如辛烯基琥珀酸根，则使它既具有亲水性，又具有亲油性，从而达到乳化稳定水、油混合体系的目的。 (,)通过变性处理可提高淀粉浓度，降低淀粉粘度，还可提高淀粉形成凝胶的能力，如制作牛皮糖的酸处理淀粉。 (,)通过变性处理提高淀粉溶解度或改善其在冷水中的吸水膨胀能力，改善淀粉在食品中的加工性能。如制作方便食品用的糊精和预糊化淀粉。 (,)通过变性处理改善淀粉的成膜性。如通过切支酶切断支链分子中的 α, ,，, 糖苷键，增加直链分子的比例，经此过程处理后的淀粉形成的膜具有很好的强度和隔氧性，适合用于食品的包装膜。 ,(, 变性淀粉在造纸工业中的应用 变性淀粉是造纸工业中的重要化学品。在造纸精细化学品中，以质量计变性淀粉占 ,,,,,,,;若以造纸原料消耗计，它居纤维、填料后的第 , 位。美国造纸工业年用变性淀粉 ,,, 多万 ,，日本达 ,, 万 ,以上，而中国目前仅 , 万 , 左右。 ,,,, 年中国纸和纸板年产量已达 , ,,, 万 ,，位居世界第 , 位。若按发达国家的应用水平，变性淀粉的年需求量应在 ,, 万 , 以上，因此有很大的市场潜力。 在淀粉原料的选择上，一般根据各国的国情和应用的需要来决定。如美国，主要选用玉米淀粉为主，约占 ,,,，其次是木薯，约占 ,,,。玉米、马铃薯、木薯淀粉都可以深加工成各种变性淀粉。 变性淀粉对造纸行业具有明显的经济和社会效益: (,)能明显提高纸张的各种物理强度，提高质量和档次，降低木浆配比。 (,)能提高细小纤维、填料的留着，提高成纸的灰分、白度和不透明度，同时还可节约能耗，减少湿部断头，减轻纸厂三废污染等。 (,)能改善施胶效果，节约施胶剂用量，尤其可作为中性抄纸的配套助剂。 (,)能明显改善印刷适性，使印刷时不易断头、掉毛、掉粉和糊版，并增加对油墨的吸附能力，使色彩鲜艳、字迹清晰等。 (,)还可代替价格昂贵的合成树脂、干酪等作为 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面施胶和涂布粘合剂，能明显降低涂布加工纸的生产成本。 (,)变性淀粉还可作为纸制品的粘合剂，如纸箱、纸管的粘合剂等。具有粘结力强，成本低，对环境污染轻等特点。 造纸淀粉若按其使用方法分，可分为 , 大类:浆内添加淀粉、喷雾淀粉(层间增强为主)、表面施胶淀粉和涂布淀粉。可以说，变性淀粉几乎适用于造纸的全过程。 ,(, 变性淀粉在医药工业中的应用 医药生产离不开淀粉，片剂大部分为淀粉，虽已有许多新辅料代替淀粉，但淀粉无毒性、原料资源丰富、价廉，故仍是很好的辅料。制剂厂也需要淀粉或 其衍生物作为药用辅料。随着制剂技术、工艺及设备的发展，对药品质量要求不断提高。单 独使用淀粉不但不能满足某些制剂的要求，如外观、稳定度、崩解 度、生物利用度及疗效，而且也限制了制剂品种多样化，如咀嚼、多层、缓释、成膜等。为了改善天然淀粉理化性质之不足，可采取物理、化学及酶对淀粉进行 变性处理。 ,(, 变性淀粉在石油工业中的应用 近年来，淀粉作为油田化学剂中的水溶性聚合 物，已经被用于石油钻井液、压裂液和油气生产的种场合。这些不同场合要求的聚合物功能往往是多 样的，它们区别很大，以致大多数聚合物只具有一种主要的使用目的，只有少数几种聚合物能够胜任两种以上的功能。 淀粉具有增稠、凝胶、粘结与成膜等性能;通过改变淀粉的特性，可人为提高或抑制原有的某些性能，或赋予它以新的特性;因而是具有多种功能的水 溶性聚合物之一。又因原料来源丰富，且价格便宜，在石油工业应用中占有油田化学剂中水溶性聚合物的一定比例。 淀粉在石油工业中最早的应用是钻井液方面。在钻井作业中淀粉及其衍生物如预凝胶淀粉、羧甲基淀粉、羟丙(乙)基淀粉、磺化淀粉、接枝共聚产物 和磷酸酯氧化淀粉等用作钻井液的降失水剂。 在压裂液中，利用淀粉及变性产品的可水膨胀和在一定条件下降解的特性，用作可降解低伤害的降滤失剂。由特殊工艺变性的淀粉，能够与硼离子等 交联成有一定粘弹性的冻胶，为其在压裂液增稠剂方面应用开创了新领域。 淀粉和合成聚合物的接枝共聚物以及由淀粉开发的微生物聚合物，在堵水调剂和强化采油等提高采收率方面也有应用。 另外，在石油开采以及石油环保的聚丙烯酰胺分析和油水污染处理中，也有淀粉或其变性产品的应用。应该说淀粉及其衍生物作为难得的具有多功能的水溶性聚合物之一，在石油工业中应用广泛，并且随着石油工业的发展和淀粉技术的进步，其应用范围还会越来越广。 ,(, 变性淀粉在农业中的应用 我国是一个农业国，人多，耕地少，变性淀粉不仅可以使农作物增产，而且可以防止水土流失，因此在农业中的应用有广阔的前景。目前已经或正在开 发的新用途有生产加工可降解地膜，保水剂，农药和除草剂的缓释剂。用作土壤的稳定剂和 调节剂 ,(, 变性淀粉在纺织工业中的应用 在纺织工业中的应用主要在以下 , 个方面:轻纱上浆、印花糊料和在丝绸印花糊料。 , 问题与展望 由于变性淀粉是我国改革开放以后发展起来的新兴行业，经过二、三十年的发展和壮大，在各行各业得到了长足的进步，整体水平也有了较大地提高， 但是，与国外的先进技术和生产水平相比，还存在不少问题: (,)行业整体水平极低，缺乏基础性机理研究，这使得变性淀粉生产的数量、质量都处于一个较低的水平。 (,)依整个行业而言，大多技术是从国外引进，研究基础薄弱，生产规模小，产品质量不稳定，缺乏创新。 (,)缺乏应用研究，极大地限制了变性淀粉消费市场，特别在食品、造纸、化工、农业等领域对变性淀粉的应用，只是简单地照搬和学习，从而造成一方面市场上现有产品供过于求，而另一方面，某些变性淀粉又生产不出来，有市场而无产品。 从长远来看，随着我国科学技术的不断发展，以及我国加入 ,,,，对变性淀粉的认识和研究，也在不断地深入和扩大，虽然起步比较晚，但是发展速度比较快，特别是有关变性淀粉在各行业领域的应用愈来愈受到人们的关注和重视，生产规模、生产种类，也在不断地扩大。实际上，国内有些专家还开展了变性淀粉在肉食品加工和面食加工中的应用，加工品的品质和口感大大改善，取得了良好的效果。总之，变性淀粉在我国的发展与应用前景是十分广阔的。 参考文献: ,,, 张友松(变性淀粉生产与应用 手册 华为质量管理手册 下载焊接手册下载团建手册下载团建手册下载ld手册下载 ,,,(北京:中国轻工业出 版社，( ,,,,, ,, 重印) ,,, 刘邻谓(食品化学,,,(北京:中国农业出版社 ,,, 王放，黄淑霞(变性淀粉对面条品质改良的研究,,,(专用粉 生产及添加剂使用技术论文汇编(西部粮油科技杂志社 ,,, 张友松(变性淀粉及其在食品工业中的应用,,,(食品科学 ,,, 李斌(变性淀粉在食品工业中的应用,,,(四川食品工业科技