淀粉深加工新技術(shù)的發(fā)展

李書華 王振麗

摘 要：淀粉及其深加工工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)中重要的產(chǎn)業(yè)之一，淀粉科學(xué)技術(shù)和應(yīng)用近年來發(fā)展迅速，工業(yè)上由谷類和薯類淀粉農(nóng)作物生產(chǎn)的淀粉又進(jìn)一步深加工成新產(chǎn)品，種類多，用途廣。就國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)淀粉深加工產(chǎn)品需求以及大力發(fā)展相關(guān)產(chǎn)業(yè)應(yīng)注意的幾個(gè)問題進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：淀粉；深加工；新技術(shù)；發(fā)展

淀粉深加工產(chǎn)品可大致分為變性淀粉和轉(zhuǎn)化產(chǎn)品兩大類，前者仍為淀粉，但經(jīng)過二次加工改變其某些性質(zhì)，使更適于應(yīng)用的要求，效果更好。轉(zhuǎn)化產(chǎn)品用淀粉為原料生產(chǎn)的產(chǎn)品，

如通過水解反應(yīng)生產(chǎn)的葡萄糖、果糖和其他糖品等；通過發(fā)酵、化學(xué)反應(yīng)生產(chǎn)的醇、酮、有機(jī)酸、氨基酚、微生物多糖和其他化工產(chǎn)品等。

1 變性淀粉

由淀粉農(nóng)作物玉米、小麥、馬鈴薯、木薯等不同原料生產(chǎn)的淀粉產(chǎn)品統(tǒng)稱為原淀粉，其化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)基本上與原來存在于原料中時(shí)相同，生產(chǎn)工藝是采用物理方法將非淀粉組成分離開，基本上沒引起淀粉發(fā)生結(jié)構(gòu)和性質(zhì)變化。不同品種的原淀粉加用原料名稱進(jìn)行區(qū)別，如玉米淀粉、馬鈴薯淀粉、木薯淀粉等，在性質(zhì)方面存在些差別。例如，新的食品加工技術(shù)常使用高速攪拌和高溫噴射，影響原淀粉糊的粘度降低，應(yīng)用效果不好。但通過變性處理能提高淀粉糊抗高速攪拌所產(chǎn)生剪力和抗高溫的穩(wěn)定性，黏度不降低，仍能保證食品的質(zhì)量。原淀粉糊的冷凍穩(wěn)定性差，不適用于冷凍食品，冷凍又解凍的過程中，影響食品的膠體組織破壞，但通過變性處理能提高淀粉糊的冷凍穩(wěn)定性，避免這種缺點(diǎn)。

淀粉的應(yīng)用普遍是加熱淀粉乳，應(yīng)用所得淀粉糊，所以糊的性質(zhì)，特別是糊的C度性質(zhì)至關(guān)重要。變性處理主要是改變糊的性質(zhì)，如糊化溫度的高低、熱黏度的高低和抗熱與機(jī)械剪力穩(wěn)定性、冷黏度的高低、凝沉性的強(qiáng)弱、形成凝膠性的難易和凝膠強(qiáng)度、冷凍穩(wěn)定性、

膠黏性、成膜性和膜強(qiáng)度等。不同應(yīng)用，對(duì)于這些性質(zhì)的要求不同，但通過二次加工進(jìn)行變性處理，能改變這些性質(zhì)到適當(dāng)?shù)某潭龋蠎?yīng)用的要求，獲得最佳效果。變性淀粉技術(shù)已達(dá)到如此高的水平，對(duì)于任何應(yīng)用都能生產(chǎn)出適用的產(chǎn)品，具有符合要求的優(yōu)良性質(zhì)，應(yīng)用效果好。若是一次變性處理達(dá)不到要求，還可進(jìn)行復(fù)合變性，即采用二次或二次以上化學(xué)反應(yīng)處理，如氧化與交聯(lián)、氧化與醚化等。

2 淀粉糖品

利用淀粉為原料的制糖工業(yè)有很久的歷史，產(chǎn)品有葡萄糖和糖漿等，但因?yàn)樘鸲容^低，不是重要的甜味料。近年來由于若干重大技術(shù)的突破，特別是淀粉的酶水解和葡萄糖轉(zhuǎn)變成果糖的酶異構(gòu)化技術(shù)，工業(yè)上采用生產(chǎn)含有果糖的果葡糖漿，甜度高，其他性質(zhì)也好，已成為重要的甜味料，促進(jìn)淀粉制糖在美國(guó)、日本等國(guó)家大發(fā)展。美國(guó)現(xiàn)在各種淀粉糖品的年產(chǎn)量已超過700萬噸，糖漿是干基計(jì)，已成為該國(guó)最重要的糖品，遠(yuǎn)超過由甘蔗和甜菜生產(chǎn)的蔗糖，其產(chǎn)量分別約為300萬噸。按人口平均計(jì)算，美國(guó)消用淀粉糖品量每人每年達(dá)約30公斤。

果糖是廣泛存在于各種水果汁中的主要糖分，故得“果糖”之名，它的甜度高，為蔗糖的1.5倍，風(fēng)味又好，為人們所喜愛。利用酶法液化、糖化淀粉乳得糖化液，葡萄糖含量達(dá)95%以上，精制后再經(jīng)固定化異構(gòu)酶柱，將其中一部分葡萄糖轉(zhuǎn)變成果糖，得果糖含量42%的糖漿，葡萄糖含量53%，其余為少量低聚糖。精制后，濃縮到71%濃度，為無色透明、粘稠糖漿，甜度與蔗糖相若，風(fēng)味更好，其他性質(zhì)也好，應(yīng)用于飲料、面包、糕點(diǎn)、罐頭、乳制品中代替蔗糖或與蔗糖混合使用，深受歡迎。受異構(gòu)化反應(yīng)乎衡的限制，不能生產(chǎn)果糖含量更高產(chǎn)品。1981年美國(guó)建第一家結(jié)晶果糖廠，開始由果葡糖漿生產(chǎn)結(jié)晶果糖，經(jīng)用色譜分離法得果糖含量97%糖漿，濃縮到70%濃度，結(jié)晶而得，年產(chǎn)量1萬噸，這是淀粉制糖技術(shù)的一大進(jìn)展。

果葡糖漿是年產(chǎn)量最大的一種淀粉糖品，另外還有結(jié)晶葡萄糖和淀粉糖漿，美國(guó)現(xiàn)年產(chǎn)量各約為50萬噸和200萬噸。淀粉糖漿是糖粉經(jīng)不完全水解而得的產(chǎn)品，糖分組成為葡萄糖、麥芽糖、低聚糖和糊精，采用酸法、酸酶法、酶法或不同的酶法工藝，水解到不同程度，能變更這些糖分的組成比例，使其具有不同的甜度和其他性質(zhì)，符合不同應(yīng)用的要求，產(chǎn)品的種類多。

與蔗糖生產(chǎn)比較，淀粉糖生產(chǎn)具有若干優(yōu)點(diǎn)。能用任何種淀粉農(nóng)作物為原料，生產(chǎn)不受地區(qū)和季節(jié)限制，工廠全年開工，設(shè)備利用率高，規(guī)模又能很大。酶法工藝需要的設(shè)備較簡(jiǎn)單，建廠投資的費(fèi)用省，生產(chǎn)條件溫和，耗能低，自動(dòng)化程度高，用人工少，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品種類多，具有不同甜度和其他性質(zhì)，符合不同應(yīng)用的要求。隨著食品科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于糖品性質(zhì)的要求越來越高，不只是利用其甜味道，其他性質(zhì)如溶解度、黏度、增稠性、膠黏性、滲透壓力、冰點(diǎn)降低、化學(xué)穩(wěn)定性、焦化性、發(fā)酵性、吸潮性、保潮性、結(jié)晶性等都至關(guān)重要，在有的應(yīng)用中這些性質(zhì)的一種或幾種起到重要作用，比較甜度還重要。淀粉制糖的產(chǎn)品種類多，具有不同的這些性質(zhì)，符合不同食品的應(yīng)用，效果好，這是優(yōu)點(diǎn)。

淀粉制糖技術(shù)雖已達(dá)到很高水平，進(jìn)行中的基礎(chǔ)理論和工藝技術(shù)的研究很多，特別是酶制劑和酶法工藝方面，這些工作的成果將會(huì)推進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)水平不斷提高。例如，工業(yè)上新近采用脫枝酶與糖化酶合并糖化，促進(jìn)糖化速度和提高糖化率；新型異構(gòu)酶？ Sweetzyme？T每公斤的生產(chǎn)能力達(dá)約10噸，較先前的？Sweetzyme？ Q提高約5倍。美國(guó)最近研究成功聲音振動(dòng)新干燥技術(shù)，能將果葡糖漿于燥成粉末產(chǎn)品，工業(yè)上很快將要生產(chǎn)。果葡糖漿的干燥問題解決了，又是一個(gè)重大技術(shù)進(jìn)展，將會(huì)促進(jìn)應(yīng)用的發(fā)展。

3 有機(jī)化工產(chǎn)品

微生物低聚糖環(huán)狀糊精和多糖黃原膠及普魯藍(lán)等都是新發(fā)展的產(chǎn)品，用途多。環(huán)狀糊精為6、7或8葡萄糖單位組成環(huán)狀低聚糖，環(huán)外具有親水性，環(huán)內(nèi)具有疏水性，對(duì)于許多種物質(zhì)具有包接作用，低濃度的黏度高，抗酸、堿、鹽和熱影響的穩(wěn)定性高，并能抗生物酶降解，與其他化學(xué)物質(zhì)的共容性好，為好的增稠劑、乳化劑和懸浮劑，在食品、醫(yī)藥、化工、石油等工業(yè)用途多。普魯藍(lán)為多聚麥芽三糖，能制成薄膜、纖維、塑料等，具有優(yōu)良性質(zhì)。

普通淀粉是由鏈淀粉和支淀粉兩種高分子多糖組成，有幾種方法能分離開來。20世紀(jì)60年代工業(yè)上曾有鏈淀粉生產(chǎn)，為直鏈高分子，能制成薄膜、纖維、塑料，可能用途多，但因價(jià)格高，未能發(fā)展。美國(guó)培育成功高鏈玉米品種，其中鏈淀粉含量高達(dá)約70%，已大量種植，并加工成高鏈玉米淀粉，這是很大優(yōu)點(diǎn)。乙烯或氯乙烯薄膜不能被霉菌降解，需要人工取出，費(fèi)工，又難處理，只能燒掉，又會(huì)導(dǎo)致空氣污染，這是一個(gè)長(zhǎng)期未能解決的問題。淀粉填加量約為40%，能使薄膜具有適當(dāng)?shù)拿咕到馑俣?，又能降低成本?/p>

聚醚的制備是用環(huán)氧丙烷與多元醇起反應(yīng)而得，來自淀粉的甲基萄葡糖甙和山梨醇，以及蔗糖早已應(yīng)用。一種新發(fā)展的多元醇為乙二醇葡萄糖甙是淀粉直接與乙二醇起反應(yīng)而得，工藝簡(jiǎn)單，成本便宜，性質(zhì)好。一種利用乙二醇葡萄糖甙制備熱固塑料方法，先用聚醚與二異氰酸酯起反應(yīng)生成預(yù)聚體，再與淀粉混合熱壓，所得產(chǎn)品具有高強(qiáng)度，能代替鋼材制作機(jī)械部件或代替木材作為工程材料。淀粉起了填充作用，也起了交聯(lián)作用，增加強(qiáng)度和抗磨損性。因?yàn)榧尤氪罅績(jī)r(jià)格便宜的淀粉，聚醚也是來自淀粉，成本便宜。

4 結(jié)語

淀粉為農(nóng)作物經(jīng)光合作用天然合成，每年更生，為無限的再生資源，隨著深加工技術(shù)的快速發(fā)展，將會(huì)提供更多的產(chǎn)品，性質(zhì)好，用途廣，前景誘人。

作者簡(jiǎn)介：李書華（1981-），女，碩士研究生，中級(jí)講師。研究方向：食品科學(xué)與工程。