木薯變淀粉技術(shù)現(xiàn)狀分析.doc

木薯變性淀粉技術(shù)現(xiàn)狀分析摘要木薯淀粉由于其一些特殊的性質(zhì)，在各個領(lǐng)域的應用非常廣泛。而木薯變性淀粉的誕生，將木薯淀粉的應用推向了新的空間。本文將對木薯的分類、化學成分及木薯變性淀粉的優(yōu)點作出簡單介紹，并對木薯的制備方法及在食品行業(yè)的應用進行綜合性闡釋，最后對木薯變性淀粉的發(fā)展方向簡要概括。關(guān)鍵詞：木薯變性淀粉；交聯(lián)；酯化；預糊化AbstractCassava starch because of its special nature, in a wide range of applications in various fields. The birth of cassava starch, cassava starch application to a new space. This will be the classification of cassava, cassava starch chemical composition and the advantages of making a brief introduction, and preparation method and cassava in the food industry to undertake a comprehensive interpretation of the final development of cassava starch in the direction of a brief summary.Keywords：Cassava starch；crosslinking；esterification；pre-gelatinized目錄1 木薯概述11.1 簡介11.2 化學成分11.3 用途22 木薯變性淀粉簡介22.1 概念22.2 優(yōu)點23 木薯變性淀粉的制備33.1 交聯(lián)木薯淀粉33.1.1 原理33.3.2 制備方法33.2 醋酸酯木薯淀粉43.2.1 原理43.2.2 制備方法43.3 木薯羧甲基淀粉43.3.1原理43.3.2合成方法43.4 預糊化木薯淀粉43.5 磷酸酯木薯淀粉53.6 交聯(lián)酯化預糊化木薯復合變性淀粉54 木薯變性淀粉的應用54.1米面制品中應用54.2肉及魚類制品中應用64.3冷凍食品中應用64.4在酸奶中的應用65 木薯變性淀粉展望7參考文獻8木薯變性淀粉技術(shù)現(xiàn)狀分析1木薯概述1.1簡介 木薯，是灌木狀多年生作物。于十九世紀二十年代引入我國，首先在廣東省高州一帶栽培，隨后引入海南島，現(xiàn)已廣泛分布于華南地區(qū)，以廣西、廣東和海南栽培最多，福建、云南、江西、四川和貴州等省的南部地區(qū)亦有引種試種。其塊根可食，可磨木薯粉、做面包、提供木薯淀粉和漿洗用淀粉乃至酒精飲料。木薯為世界三大薯類(木薯、甘薯、馬鈴薯)之一。木薯屬有100多個種，木薯為唯一用于經(jīng)濟栽培的種，其他均為野生種。木薯可分為甜、苦兩個品種類型。1.2化學成分表1 木薯的化學成分成分名稱含量成分名稱含量成分名稱含量可食部99水分（克）69能量（千卡）116能量（千焦）485蛋白質(zhì)（克）2.1脂肪（克）0.3碳水化合物（克）27.8膳食纖維（克）1.6膽固醇（毫克）0灰份（克）0.8維生素A（毫克）0胡蘿卜素（毫克）0視黃醇（毫克）0硫胺素（微克）0.21核黃素（毫克）0.09尼克酸（毫克）1.2維生素C（毫克）35維生素E(T)（毫克）0a-E0(-)-E0-E0鈣（毫克）88磷（毫克）50鉀（毫克）764鈉（毫克）8鎂（毫克）66鐵（毫克）2.5鋅（毫克）0硒（微克）0銅（毫克）0錳（毫克）0碘（毫克）01.3用途木薯的主要用途是食用、飼用和工業(yè)上開發(fā)利用。塊根淀粉是工業(yè)上主要的制淀粉原料之一。世界上木薯全部產(chǎn)量的65%用于人類食物，是熱帶濕地低收入農(nóng)戶的主要食用作物。作為生產(chǎn)飼料的原料，木薯粗粉、葉片是一種高能量的飼料成分。在發(fā)酵工業(yè)上，木薯淀粉或干片可制酒精、檸檬酸、谷氨酸、賴氨酸、木薯蛋白質(zhì)、葡萄糖、果糖等，這些產(chǎn)品在食品、飲料、醫(yī)藥、紡織（染布）、造紙等方面均有重要用途。在中國主要用作飼料和提取淀粉。2、木薯變性淀粉簡介2.1概念木薯變性淀粉是以木薯原淀粉為原料，經(jīng)過一定的化學、物理或酶法等處理，在淀粉分子上引入新的官能團后或改變原淀粉分子大小和淀粉顆粒性質(zhì)，從而改變淀粉的天然特性（如：糊化溫度、熱粘度及其穩(wěn)定性、凍融穩(wěn)定性、凝膠力、成膜性、透明性等），使其更適合于一定應用的要求。2 .2優(yōu)點1）可以在高溫、高剪切力和低 pH 條件下保持較高的粘度、穩(wěn)定性，從而保持其增稠的能力。很多食品需要在高溫下加工或殺菌，原淀粉在高溫下容易分解、從而粘度降低，失去增稠能力。另外，偏酸性食品體系也會使淀粉分子酸解而失去增稠和穩(wěn)定能力。而通過淀粉的變性處理如交聯(lián)淀粉，可以明顯提高淀粉的耐熱、耐酸和抗剪切力。2）通過變性處理，可以使淀粉在室溫或低溫儲藏過程中不易凝沉。糊化的淀粉在貯藏過程中會通過氫鍵相互作用發(fā)生分子內(nèi)或分子間的重排結(jié)晶，會導致液體食品的析水分層，出現(xiàn)上下分層，體系渾濁，降低產(chǎn)品的感官品質(zhì)，導致固體食品質(zhì)構(gòu)硬化如面包的老化，米飯的硬化。而淀粉分子上引入親水性的基團，通過空間位阻、分子排斥力和親水能力，抑制淀粉的凝沉，提高儲藏穩(wěn)定性。3)提高食品的凍融穩(wěn)定性。一些速凍食品需要反復的凍融，添加木薯變性淀粉如羥丙基淀粉可以提高持水能力，降低凝沉，提高反復凍融的穩(wěn)定性。4)通過變性處理提高淀粉糊的透明度，改善食品的外觀，提高其光澤度。木薯原淀粉的親水性差，用它制作食品時，則往往因其不能很好地結(jié)合水分子，而使整個食品體系透光率低、食品發(fā)白無光澤。淀粉分子上引入親水性基團，能夠形成質(zhì)構(gòu)均勻的體系，使食品具有很好的透明度和光澤。5）過變性處理降低淀粉粘度、增加其在食品中的濃度，提高固形物含量和淀粉形成凝膠的能力，如酸變性淀粉和氧化淀粉。6）通過改性處理改善淀粉的成膜性。如通過切支酶切斷支鏈分子中的 -1，6 糖苷鍵，增加直鏈分子的比例，經(jīng)此過程處理后的淀粉形成的膜具有很好的強度和隔氧性。3、木薯變性淀粉的制備 3.1交聯(lián)木薯淀粉3.1.1原理 交聯(lián)淀粉的制備是在堿性條件下，以水為分散介質(zhì)，淀粉與交聯(lián)劑三偏磷酸鈉發(fā)生反應而制得的，其反應歷程可以概括為淀粉在堿性條件下，分子活性增加，表現(xiàn)出明顯的親核性，具有活性的醇羥基可以與多功能基團的STMP進行酯化反應，生成淀粉分子鏈間或分子鏈內(nèi)的交聯(lián)反應。3.1.2制備方法準確稱取一定質(zhì)量的木薯淀粉樣品配置成 40%（w/w）的淀粉乳，加入三口燒瓶中，在設(shè)定好溫度的恒溫水浴鍋中加熱反應，在保持不斷攪拌的條件下，用 3%的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié) pH 到適當值，然后加入一定質(zhì)量分數(shù)的三偏磷酸鈉，反應到規(guī)定的時間。反應過后0.5mol/L 的鹽酸標準溶液調(diào)節(jié) pH 在 7.07.5 之間，過濾水洗（水洗時首先用蒸餾水洗 23 次，最后用 95%乙醇洗一次）。水洗后的樣品放入 45的恒溫干燥箱中烘干過夜，最后粉碎、過篩（80 目標準篩）、保存在聚乙烯密封袋備用。3.2醋酸酯木薯淀粉 3.2.1原理醋酸酯木薯淀粉又稱乙?；臼淼矸?，是在堿性條件下木薯原淀粉與醋酸酐、醋酸乙烯、醋酸等酯化劑反應制備。醋酸酯木薯淀粉具有高的粘度、溶解度、膨脹度、透明度、持水能力、低凝沉性等優(yōu)點。3.2.2制備方法將木薯淀粉與水混合，得到淀粉漿，所述淀粉漿中淀粉的質(zhì)量百分含量為30一50%;在得到的淀粉漿中加入醋酸酐，2035、pH8.0一10.0反應30一120分鐘，其中，醋酸配的加入量為所述淀粉漿中淀粉質(zhì)量的3一15%;在反應產(chǎn)物中加入氯化鈉，25一35、pH6.5一12.5反應10一60分鐘，其中，氯化鈉的加入量為所述淀粉漿中淀粉質(zhì)量的5一30%;再加入3一氯一2一輕丙基一三甲基氯化銨，35一50、pH8.0一10.0反應60一300分鐘，其中，3一氯一2一羥丙基 三甲基氯化銨的加入量為所述淀粉漿中淀粉質(zhì)量的5一10%;最后將產(chǎn)物進行后處理，得到變性淀粉。3.3木薯羧甲基淀粉(CMS) 3.3.1原理木薯羧甲基淀粉(CMS)是一種以木薯淀粉為原料,經(jīng)醚化反應制成的變性淀粉。它可部分地替代羧甲基纖維素(CMC)應用, CMS的生產(chǎn)成本及銷售價格遠低CMC,CMS正逐漸取代CMC在市場中的地位,具有廣闊的發(fā)展前景。3.3.2合成方法第一步：木薯淀粉的堿化:在三頸瓶中依次加入一定量的木薯淀粉、NaOH、乙醇水溶液,攪拌,在一定溫度(T1)下充分反應至淀粉變微黃色。第二步：木薯淀粉的醚化:淀粉堿化反應結(jié)束后,提高反應溫度到醚化溫度(T2),采取回流裝置,緩慢滴加乙醇與ClCH2COOH混合溶液,以發(fā)生淀粉鈉活性中心與ClCH2COOH的醚化反應,滴加時間控制在45 min以內(nèi),滴加完混合液后維持恒溫1 h以上以保證反應完全。第三步：產(chǎn)品的精制:在產(chǎn)物溶液中加入適量冰醋酸中和至pH值為6.57.0,過濾,用95%乙醇洗滌,烘干,粉碎后即得白色或淡黃色粉末CMS產(chǎn)品。 3.4預糊化木薯淀粉預糊化淀粉是一種物理變性淀粉，它具有方便經(jīng)濟，粘性大，粘彈性高，在冷水中迅速糊化等特點，食品、造紙等行業(yè)中都有廣泛應用。預糊化淀粉常用的生產(chǎn)方法為滾筒干燥法、噴霧干燥法、擠壓膨脹法，制備工藝比較簡單，現(xiàn)在人們對于它的研究已經(jīng)比較成熟。如李志達等以木薯淀粉為原料，噴霧干燥工藝制備預糊化淀粉。3.5磷酸酯木薯淀粉選用木薯原淀粉，加水調(diào)成淀粉乳，22.5一23.5Be；加入淀粉質(zhì)量1一4%的元明粉，防止淀粉糊化，用質(zhì)量濃度為4一8%稀堿溶液調(diào)淀粉乳的PH到10一H，攪拌20一40分鐘，充分活化淀粉; )在5一40條件下，加入占淀粉質(zhì)量的0.13一0.16%三氯氧磷，反應20一40分鐘; 用10一15%的稀鹽酸溶液調(diào)PH到10.0一10.2; 保持溶液溫度為5一40，用稀堿保持反應體系 PH10.0一10.2，向反應體系緩慢加入占淀粉質(zhì)量2.0一5.0%。的丁二酸配，待丁二酸配加完之后，保持PH不變，繼續(xù)反應15分鐘；用稀鹽酸調(diào)PH至6.5一6.8，終止反應，得變性淀粉乳; 將變性淀粉乳過200目篩，除去顆粒狀雜質(zhì)，經(jīng)過除沙器除沙、懸流洗滌器洗滌淀粉、脫水、烘干、粉碎、過100目篩，篩下物包裝即得所述木薯變性淀粉。3.6交聯(lián)酯化預糊化木薯復合變性淀粉以木薯為原料，綜合交聯(lián)、酯化、預糊化方法，產(chǎn)生變性淀粉。4、木薯變性淀粉的應用目前，復合木薯變性淀粉、紡織用組合原料變性淀粉、醋酸酯食用木薯變性淀粉、復配原料(濕法)酯化變性淀粉等產(chǎn)品，已覆蓋米面制品、肉制品、冷凍制品、調(diào)味品、奶制品等領(lǐng)域。具體應用為:4.1 米面制品中應用在米面制品中主要利用木薯變性淀粉良好的增稠性、成膜性、穩(wěn)定性、糊化特性。主要使用的變性淀粉有酯化淀粉和羥丙基淀粉。1）添加變性淀粉的油炸方便面具有酥脆的結(jié)構(gòu)和較低的吸油量，產(chǎn)品的品質(zhì)和儲存穩(wěn)定性較好。2）在即食面中可以改善面條的復水性、咀嚼性和彈性，減少煮制時間。3)在面食點心中添加變性淀粉可以降低吸油量，改善面食的酥脆性，延長制品的儲存時間。4)在米粉生產(chǎn)中作為組織成型劑和黏和劑，可以增加制品的透明度和滑爽度，減少黏性，改善口感。4.2肉及魚類制品中應用在該類產(chǎn)品中主要作為保水劑、黏結(jié)劑和組織賦形劑，常用的變性淀粉主要有酯化淀粉和交聯(lián)淀粉。1)在中國臘腸中添加變性淀粉作為黏結(jié)劑和組織賦形劑，可以改善產(chǎn)品的多汁性。2)在點心餡料中作為保水劑，可堅固組織，改善產(chǎn)品凍融穩(wěn)定性。3)在火腿和熱狗中作保水劑和組織賦形劑，可以減少皺折，改善制品的凍融穩(wěn)定性和保水性。4)在肉丸和魚丸中做凝膠劑，使制得的產(chǎn)品具有良好的彈性、咬勁和穩(wěn)定性。5)具有高凝膠性和穩(wěn)定性的變性淀粉可在魚漿中用做保水劑和穩(wěn)定劑，大大減少魚漿的汁液4.3冷凍食品中應用利用木薯變性淀粉良好的稠度和低溫穩(wěn)定性，提高制品的抗凍融能力。1)添加變性淀粉的甜品具有良好的稠度和凍融穩(wěn)定性，制品口感爽滑，具有奶油狀組織。2)在果醬中添加適當?shù)淖冃缘矸?，可以控制制品的結(jié)構(gòu)和黏度，使制品具有光澤，而且耐熱和冷凍加工。3)作為脂肪代用品，將其添加于冰淇淋等冷飲甜品，可部分替代乳固體和昂貴的穩(wěn)定劑，降低熱量，產(chǎn)品具有良好的抗融化性和儲存穩(wěn)定性。4)在開胃醬、汁中添加變性淀粉可以提供黏度和穩(wěn)定性，使制品具有好的透明度和口味，而且具有極好的耐多次微波處理的性能。5)適當?shù)淖冃缘矸劬哂辛己玫脑龀砼c穩(wěn)定作用，糊透明度好，凍融穩(wěn)定性好而且能常溫加工，以此淀粉添加到表面裝飾料中，可賦予制品良好的性能。4.4在酸奶中的應用無論是凝固型酸奶還是乳酸飲料，都要加入穩(wěn)定劑、增稠劑等，防止乳清流出、防止脫水分層等現(xiàn)象發(fā)生。變性淀粉是質(zhì)優(yōu)價廉的增稠穩(wěn)定劑，在酸奶中添加淀粉要求其能起到耐酸、增稠、不易回生等作用。在酸奶中使用的木薯淀粉類型以醚化交聯(lián)、酯化交聯(lián)淀粉為主，添加量為0.5%-5%。5、木薯變性淀粉展望木薯變性淀粉是木薯淀粉深加工產(chǎn)品群中重要的組成部分，由于其獨特的性質(zhì)，價格實惠，品種繁多，工藝簡單，設(shè)備投資少，應用領(lǐng)域廣泛。目前已有數(shù)百種產(chǎn)品，國外木薯變性淀粉的應用領(lǐng)域已達30多個，國內(nèi)變性淀粉的應用領(lǐng)域除造紙、紡織、食品、醫(yī)藥、水產(chǎn)飼料、建材、鑄造等工業(yè)部門外，正在向石油、采礦、煤炭、陶瓷、塑料、日用品、化妝品等領(lǐng)域以及農(nóng)業(yè)、林業(yè)部門拓展，市場日益擴大。在我國木薯變性淀粉依然存在一些不足。如，產(chǎn)品質(zhì)量還不夠穩(wěn)定，應用技術(shù)不夠成熟，這個行業(yè)的競爭力也不足。因此在以后的研究開發(fā)過程中，將朝這個方向發(fā)展：具備多種變性淀粉生產(chǎn)線和多種生產(chǎn)下藝優(yōu)化組合將成為變性淀粉企業(yè)發(fā)展中的一大特點。加強復合淀粉的研究。參考文獻：1、李芳良, 何建華. 三偏磷酸鈉制備木薯交聯(lián)淀粉的研究J. 廣西輕工業(yè) ,2007, （3）:1821.2、田龍, 劉亞偉. 三氯氧磷交聯(lián)木薯淀粉的研究J. 化學與生物工程, 2005, 2: 3739.3、Zhenghong Chen, Junrong Huang. 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