變性淀粉的制作

我國(guó)甘薯種植面積達(dá)700萬(wàn)公頃以上，年產(chǎn)鮮薯1億多噸，占世界總產(chǎn)量的80%以上。甘薯是一種重要的淀粉工業(yè)原料。但由于薯塊中含有的果膠、纖維等雜質(zhì)多，且在加工過(guò)程中易產(chǎn)生褐變，因而長(zhǎng)期以來(lái)，淀粉工廠寧愿以玉米為原料而不用甘薯，以致甘薯資源優(yōu)勢(shì)沒(méi)有得到發(fā)揮。

近年來(lái)用新技術(shù)獲得了精白淀粉，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)而研究了甘薯變性淀粉的制取技術(shù)和產(chǎn)品的理化特性，這對(duì)拓寬甘薯使用范圍，顯著提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，有著重要的意義。

1、材料與設(shè)備

（1）材料 甘薯原淀粉、冰醋酸、淀粉酶、三聚磷酸鈉、HCL、H2SO4、NaOH、Ca（OH）2、I2、KI、KIO3、NaClO、NaSO3、Na2S2O3、Na2CO3o

（2）設(shè)備 分樣篩、干燥箱、恒溫水箱、溫箱、冰箱、離心機(jī)、NDJ一1型旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)、光學(xué)顯微鏡（附測(cè)微尺）、721-A型分光光度計(jì)。

2、制取工藝

（1）氧化淀粉的制取 氧化淀粉是改變了羧基和羰基含量而聚合度較低的淀粉，本研究采用的氧化劑為次氯酸鈉，基本工藝流程如下：

原淀粉一加水調(diào)成淀粉乳、加入次氯酸鈉反應(yīng)一用亞硫酸鈉終止反應(yīng)-清洗-干燥

氧化淀粉的用途主要是造紙和紡織工業(yè)，要求產(chǎn)品粘度低。為了尋求生產(chǎn)低粘度甘薯氧化淀粉的最適宜工藝參數(shù)，先進(jìn)行淀粉乳濃度、次氯酸鈉中有效氯含量、添加次氯酸鈉的速度、反應(yīng)的pH值和時(shí)間等單因子試驗(yàn)，在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)。結(jié)果為：最佳反應(yīng)條件是次氯酸鈉中有效氯含量9%，反應(yīng)體系pH值10左右，淀粉乳組成為淀粉：水=2：5（重量比），反應(yīng)時(shí)間1小時(shí)左右。

（2）可溶性淀粉的制取 可溶性淀粉是指在冷水中有較大溶解度的淀粉，實(shí)質(zhì)上是一種糊精化程度低的變性淀粉。下面介紹二種效果較好的方法。

①酸法工藝流程：

原淀粉一調(diào)制淀粉乳-加酸液-恒溫保持-水洗、離心分離-干燥。

酸法的最佳工藝參數(shù)為：鹽酸濃度12%，在20-22℃室溫下處理6天。

⑦酶法工藝流程：

原淀粉-調(diào)制淀粉乳-糊化-降溫-加酶液-攪拌-滅活-水洗、離心分離-干燥 本研究采用淀粉酶固體粉劑，應(yīng)用正交試驗(yàn)法，求得最佳工藝參數(shù)為：酶用量10單位/克淀粉，淀粉糊化程度55%一75%，作用時(shí)間45分鐘。

上述兩法正交試驗(yàn)的目標(biāo)值為40℃溫水中淀粉的溶解度（克/100毫升），最佳條件組合的驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果比較起來(lái)，酸法簡(jiǎn)便易行，效果好。

（3）酸變性淀粉的制取 以酸作為催化劑水解淀粉，其產(chǎn)物依水解程度而異。酸變性淀粉即原淀粉局部酸解所得，分別用鹽酸、硫酸處理甘薯原淀粉，均制得酸變性淀粉。為了穩(wěn)定而有效地生產(chǎn)低粘度（500兆帕·秒左右）酸變性淀粉，采用正交試驗(yàn)法，對(duì)工藝中三個(gè)主要因子（鹽酸濃度、反應(yīng)溫度和時(shí)間）進(jìn)行了研究，從直觀分析和方差分析結(jié)果看，各因子效應(yīng)的大小依次為：時(shí)間>溫度>濃度，最佳條件組合為：鹽酸濃度2%，在40℃條件下反應(yīng)3.5小時(shí)。

（4）磷酸淀粉的制取 磷酸淀粉是一種交聯(lián)淀粉，交聯(lián)可通過(guò)酯化和醚化兩條途徑實(shí)現(xiàn)。本研究主要目的是把甘薯磷酸淀粉作為食品添加劑，以三聚磷酸鈉（STP）作為酯化劑，用濕法制取磷酸單酪，基本工藝流程如下：

原淀粉一加水調(diào)制淀粉乳一加STP水溶液、反應(yīng)3-4小時(shí)-水洗、過(guò)濾-干燥

以粘度作為試驗(yàn)指標(biāo)（目標(biāo)值），根據(jù)預(yù)備試驗(yàn)情況，把反應(yīng)溫度、酯化劑用量和反應(yīng)體系的pH值確定為主要工藝參數(shù)，按正交法進(jìn)行三因素水平試驗(yàn)設(shè)計(jì)，直觀分析和方差分析結(jié)果表明，溫度的效應(yīng)最為顯著，其次是STP用量，再次是pH值。最佳的工藝參數(shù)為：反應(yīng)溫度50℃，反應(yīng)體系pH值8，STP用量3%。采用最佳條件組合制得的甘薯磷酸淀粉的粘度均在35000-36000兆帕，秒之間。

3、理化特性

將4種甘薯變性淀粉的大多數(shù)理化指標(biāo)的測(cè)試結(jié)果分述如后。

（1）氧化淀粉的特性 氧化淀粉的粘度為500一l 200兆帕。秒，此原淀粉的粘度（5000兆帕·秒）顯著降低。糊化溫度也比原淀粉降低。淀粉糊的低溫穩(wěn)定性則較好。甘薯氧化淀粉遇碘呈淺紅色，而原淀粉呈藍(lán)色，表明氧化淀粉聚合度降低，同時(shí)氧化淀粉的膨脹性比原淀粉也有所下降。

（2）可溶性淀粉的特性 從表ll中看出，可溶性淀粉的溶解度比原淀粉大大提高，特別是酸法生產(chǎn)的產(chǎn)品，其溶解度相當(dāng)于原淀粉的16倍，并遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出市售產(chǎn)品。對(duì)凝膠性的觀察結(jié)果表明，由于酸和酶的破壞作用，分子間的拉引力大大降低，以致凝膠強(qiáng)度比原淀粉弱。酶法產(chǎn)品粘度高，淀粉糊的低溫穩(wěn)定性較好，在應(yīng)用時(shí)要注意上述特點(diǎn)。至于酸法產(chǎn)品和酶法產(chǎn)品的粘度，一個(gè)大大降低，一個(gè)反而升高，表明不同處理方法作用機(jī)理不同，從而使產(chǎn)品性能產(chǎn)生差異。

（3）酸變性淀粉的特性 粘度的顯著降低，特別是熱糊粘度降低更多，而使冷糊粘度與熱糊粘度的比值變大，是酸變性淀粉的第一個(gè)突出特點(diǎn)。酸變性淀粉的堿數(shù)為20-25，原淀粉數(shù)的堿數(shù)為10左右，前者具有較高的苛性鈉臨界吸收值，意味著堿被聚合物末端產(chǎn)生的酸所消耗，這是對(duì)鏈長(zhǎng)的一種度量。本研究結(jié)果是，隨著變性程度的提高，堿數(shù)增大，意味著鏈長(zhǎng)縮短，這是酸變性淀粉的又一個(gè)突出特點(diǎn)。

（4）磷酸淀粉的特性 本研究所得磷酸淀粉的粘度35000一36000兆帕·秒，比原淀粉的6500兆帕·秒提高了4倍以上。糊化溫度75一82℃，比原淀粉的糊化溫度65-75℃稍有提高。淀粉糊的低溫穩(wěn)定性得到改善。

4、甘暮變性淀粉的應(yīng)用前景

甘薯氧化淀粉和酸變性淀粉作為紡織廠的粘膠劑，可增強(qiáng)纖維的拉力，或作為造紙廠的表面膠料，可提高印刷質(zhì)量；甘薯可溶性淀粉可作為建筑、包裝、郵票、廣告等的粘合劑，食品、醫(yī)藥的添加劑。甘薯磷酸淀粉則可作為食品的增稠劑、乳化劑，或適用于其他要求（如抗剪切力、低溫保型等）的食品添加劑。