淺論食用膠干熱變性馬鈴薯淀粉

摘 要：以食用膠、馬鈴薯淀粉作為原材料，采用干熱變性的方法對其進(jìn)行處理，可以制備干熱變性淀粉。本文闡述了食用膠干熱變性淀粉及其分類情況，詳細(xì)介紹了食用膠干法變性淀粉的制備、主要性質(zhì)及其應(yīng)用情況，希冀能夠促進(jìn)食用膠干熱變性馬鈴薯淀粉的推廣。

關(guān)鍵詞：馬鈴薯；淀粉；食用膠；干熱變性

中圖分類號：TS235.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）15-0296-02

1 引 言

馬鈴薯淀粉具備白度高、吸水性好、蛋白質(zhì)含量少、粘稠度大、糊化溫度低、強(qiáng)度大、成膜性能好、透明度高等特點，因此受到了廣泛的推廣和歡迎。近年來，馬鈴薯淀粉被廣泛的應(yīng)用在了不同的行業(yè)當(dāng)中，比如食品、養(yǎng)殖、化工等。馬鈴薯淀粉的優(yōu)良性不但能夠促進(jìn)產(chǎn)品的生產(chǎn)，還有利于實際生產(chǎn)。本文以食用膠和馬鈴薯淀粉為原料，制備了食用膠干法變性淀粉，具體內(nèi)容如下。

2 食用膠干法變性淀粉概述

淀粉在傳統(tǒng)生產(chǎn)方式下，并不會產(chǎn)生化學(xué)性質(zhì)與結(jié)構(gòu)的改變，因此淀粉產(chǎn)品相比于馬鈴薯本身，并未發(fā)生根本的改變。隨著我國科學(xué)技術(shù)的提升，新的生產(chǎn)工藝、先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)被廣泛的應(yīng)用在了淀粉的生產(chǎn)當(dāng)中，這樣不但能夠提升淀粉的產(chǎn)量，還能夠改善淀粉不穩(wěn)定、溶解性差、易糊化等問題?？傊?，新技術(shù)的使用大大改善了淀粉的各種性能，但是這也使得淀粉產(chǎn)生了變形。變性淀粉主要是經(jīng)過化學(xué)等方式對淀粉進(jìn)行改性處理，制備淀粉衍生物。傳統(tǒng)的變性淀粉是經(jīng)過濕法制備的，整個生產(chǎn)過程中需要使用大量的化學(xué)試劑，雖然能夠制備變形淀粉，但是也會產(chǎn)生一定的污染問題。隨著技術(shù)水平的提升，逐漸出現(xiàn)了干法制備變性淀粉的方法。干法制備變性淀粉只需要少量的有機(jī)溶劑、化學(xué)試劑、水等就能制備變性淀粉，有效的改善了濕法制備存在的缺陷。

3 干法變性淀粉的分類

按照制備過程中使用試劑進(jìn)行分類，干法變性淀粉包含大、小分子兩類。其中，化學(xué)試劑分子量較小的制備的變形淀粉即為小分子變性淀粉，同樣化學(xué)試劑分子量較大的制備的產(chǎn)品即為大分子變性淀粉。干法制備時使用的化學(xué)試劑包含氧化劑、醚化劑等，干法和濕法制備出的變性淀粉中包含陽離子、羧甲基、脂類等基團(tuán)。食用膠屬于高分子親水聚合物，能夠在水中溶解、分散，這主要是該物質(zhì)中包含羧基、氨基等親水性基團(tuán)，能夠和水分子在一起形成溶膠、凝膠。對于干法而言，可以使用的食用膠類型包含陰、陽離子與非離子類膠體作為原料和馬鈴薯淀粉一起制備變性淀粉。

4 食用膠干法變性淀粉的制備工藝簡介

食用膠干法變性淀粉與小分子干法變性淀粉的的制備工藝相似，一般都是先用水稀釋制備時使用的變性試劑，然后再室溫的環(huán)境下，將淀粉和食用膠等原料進(jìn)行混合，將其加入到稀釋后的變性試劑當(dāng)中，或者將稀釋后的變性試劑直接噴灑到原料上邊，將上述的幾種物質(zhì)進(jìn)行混合，控制反應(yīng)溫度小于淀粉糊化溫度，對混合物進(jìn)行加熱處理，使混合物的含水量降低到小于20%，此時升高溫度，對混合物進(jìn)行干熱處理，即可獲得食用膠干法變性淀粉。需要注意的是，此時獲得的產(chǎn)品含水量僅為1～3%，因此無法直接銷售，我們需要增加調(diào)濕，從而增加產(chǎn)品的含水量，這主要是因為商品含水量需要控制在14%。在制備完產(chǎn)品之后，它在空氣中長期放置會產(chǎn)生結(jié)塊問題，因此需要對其進(jìn)行研磨處理之后，才能夠獲得我們需要的變性淀粉。食用膠干法變性淀粉的制備工藝流程見圖1。

制備食用膠干法變性淀粉時，需要控制反應(yīng)溫度，因此需要用到烘箱等加熱設(shè)備，一般情況下需要控制反應(yīng)溫度在130℃時保溫2～4h。不同的研究人員將不同物質(zhì)的淀粉（大米淀粉、紅薯淀粉等）作為原材料和食用膠一同制備變性淀粉，結(jié)果顯示，相比于馬鈴薯淀粉，其它物質(zhì)的淀粉原料也可以制備出食用膠干熱變性淀粉，只是不同的原材料產(chǎn)生的成本和轉(zhuǎn)化率等方面存在一定的差異。

雖然人們能夠制備食用膠變性淀粉，但是關(guān)于變性淀粉的相關(guān)表征方法和參數(shù)仍然不夠完善，現(xiàn)在已知的表征也只是對反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行一定的推測，并不能完全確定反應(yīng)原理。在干法制備的過程中，食用膠材料中的羧基和淀粉材料中的羥基會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成酯類物質(zhì)。在形成酯類物質(zhì)時，離子膠作為交聯(lián)劑參與反應(yīng)。反應(yīng)中使用的分子試劑不同時，需要的條件也是不同的，制備產(chǎn)品的過程中需要使用烘箱、微波爐、自制反應(yīng)器等。雖然食用膠干熱變性淀粉的制備工藝已經(jīng)被人們所掌握，但是具體的反應(yīng)轉(zhuǎn)化效率并不統(tǒng)一，相關(guān)的文獻(xiàn)關(guān)于這方面的報道也相對較小。綜合前人的研究結(jié)果可以知道，食用膠干熱變性馬鈴薯淀粉的制備效率范圍大概在69～90%之間。

5 食用膠干法變性淀粉的性質(zhì)研究

淀粉或者其與食用膠的混合物都具備凝膠的性質(zhì)。研究顯示，食用膠的加入能夠改變淀粉的部分性質(zhì)。相比于淀粉糊、凝膠等物質(zhì)，兩者的混合物粘度明顯提升了，同時成糊所需的溫度變小了、凝膠的強(qiáng)度也降低了。對比不同類型的食用膠，其中黃原膠的加入能夠增加混合物的成糊溫度。大部分食用膠的加入都能夠顯著的提升混合物峰值粘度。對比淀粉、食用膠和干法制備的食用膠變性淀粉的性質(zhì)，我們發(fā)現(xiàn)變性淀粉和兩種原材料的性質(zhì)不同，因此兩者發(fā)生反應(yīng)之后制備的變性淀粉性質(zhì)發(fā)生了改變。

6 食用膠干熱變性淀粉的實際應(yīng)用

近年來，隨著食用膠干熱變性淀粉的推廣，主要將其應(yīng)用在了可食用膜這一方向。可食用膜的主要原料為糖類、脂肪等物質(zhì)，經(jīng)過分子之間或者分子內(nèi)的反應(yīng)生成的一種薄膜。可食用膜能夠?qū)τ泻ξ镔|(zhì)進(jìn)行選擇性的阻隔，避免環(huán)境當(dāng)中的有害物質(zhì)對食物產(chǎn)生污染，從而改善食品的品質(zhì)和結(jié)構(gòu)，進(jìn)而延長食品的保質(zhì)期。淀粉膜作為最早研發(fā)的可使用膜類，其主要的制備原料為淀粉，因此抗機(jī)械性能相對差一些，所以需要在淀粉當(dāng)中增加部分增塑劑來提升淀粉膜的整體機(jī)械性能。變性淀粉在糊化作用下，具備一定的成膜性。研究表明，大米制成的淀粉加入部分試劑之后制成的膜具備很好的機(jī)械性能和透水性能，因此能夠用作可食用膜，將其進(jìn)行推廣，應(yīng)用在綠色環(huán)保行業(yè)當(dāng)中。干熱變性的馬鈴薯淀粉在成膜之后不但顯著的提升了膜體的機(jī)械性能，還能夠提升模體的阻氧性和阻水性，因此也能夠作為食用性膜進(jìn)行推廣。當(dāng)然，并非所有的變性淀粉都具備上述的功能和特點，因此我們在研究的過程中仍然需要嚴(yán)格進(jìn)行篩選，找到最佳的可食用膜。

部分研究人員將大米、馬鈴薯和玉米作為原料提取了相應(yīng)的淀粉材料，在相同的條件下制備了食用膠干熱變性淀粉，并對其相應(yīng)的性能進(jìn)行了分析和研究。研究結(jié)果顯示，相比于其它的淀粉材料，馬鈴薯淀粉制備的變性淀粉具備較好的機(jī)械性能、阻氧和阻水性能，同時馬鈴薯材料的經(jīng)濟(jì)成本也不高，因此將馬鈴薯淀粉作為原料制備食用膠干熱變性馬鈴薯淀粉綜合性能優(yōu)異，因此能夠廣泛的推廣到各個行業(yè)當(dāng)中。

7 結(jié)束語

綜上所述，相比于普通的馬鈴薯淀粉而言，食用膠干熱變性馬鈴薯淀粉具備更好的物理、化學(xué)性能，可以被廣泛的應(yīng)用在不同的行業(yè)當(dāng)中。采用干熱法制備變性淀粉，能夠改善淀粉和食用膠等原材料自身的缺陷，提升兩種材料的性能，從而制備更加符合市場需要的產(chǎn)品。

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收稿日期：2018-4-24