變性淀粉的制作

變性淀粉的制作

我國甘薯種植面積達700萬公頃以上，年產鮮薯1億多噸，占世界總產量的80%以上。甘薯是一種重要的淀粉工業原料。但由于薯塊中含有的果膠、纖維等雜質多，且在加工過程中易產生褐變，因而長期以來，淀粉工廠寧愿以玉米為原料而不用甘薯，以致甘薯資源優勢沒有得到發揮。

近年來用新技術獲得了精白淀粉，并在此基礎上進而研究了甘薯變性淀粉的制取技術和產品的理化特性，這對拓寬甘薯使用范圍，顯著提高經濟效益和社會效益，有著重要的意義。

1、材料與設備

（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）、設備 分樣篩、干燥箱、恒溫水箱、溫箱、冰箱、離心機、NDJ一1型旋轉粘度計、光學顯微鏡（附測微尺）、721-A型分光光度計。

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：

原淀粉一加水調成淀粉乳、加入次氯酸鈉反應一用亞硫酸鈉終止反應-清洗-干燥

氧化淀粉的用途主要是造紙和紡織工業，要求產品粘度低。為了尋求生產低粘度甘薯氧化淀粉的最適宜工藝參數，先進行淀粉乳濃度、次氯酸鈉中有效氯含量、添加次氯酸鈉的速度、反應的pH值和時間等單因子試驗，在此基礎上再進行重復試驗。結果為：最佳反應條件是次氯酸鈉中有效氯含量9%，反應體系pH值10左右，淀粉乳組成為淀粉：水=2：5（重量比），反應時間1小時左右。

（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，實質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。

酸法工藝流程：

原淀粉一調制淀粉乳-加酸液-恒溫保持-水洗、離心分離-干燥。

酸法的最佳工藝參數為：鹽酸濃度12%，在20-22℃室溫下處理6天。

酶法工藝流程：

原淀粉-調制淀粉乳-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，應用正交試驗法，求得最佳工藝參數為：酶用量10單位/克淀粉，淀粉糊化程度55%一75%，作用時間45分鐘。

上述兩法正交試驗的目標值為40℃溫水中淀粉的溶解度（克/100毫升），最佳條件組合的驗證試驗結果比較起來，酸法簡便易行，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。為了穩定而有效地生產低粘度（500兆帕·秒左右）酸變性淀粉，采用正交試驗法，對工藝中三個主要因子（鹽酸濃度、反應溫度和時間）進行了研究，從直觀分析和方差分析結果看，各因子效應的大小依次為：時間>溫度>濃度，最佳條件組合為：鹽酸濃度2%，在40℃條件下反應3.5小時。

（4）、磷酸淀粉的制取 磷酸淀粉是一種交聯淀粉，交聯可通過酯化和醚化兩條途徑實現。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：

原淀粉一加水調制淀粉乳一加STP水溶液、反應3-4小時-水洗、過濾-干燥

以粘度作為試驗指標（目標值），根據預備試驗情況，把反應溫度、酯化劑用量和反應體系的pH值確定為主要工藝參數，按正交法進行三因素水平試驗設計，直觀分析和方差分析結果表明，溫度的效應最為顯著，其次是STP用量，再次是pH值。最佳的工藝參數為：反應溫度50℃，反應體系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理化指標的測試結果分述如后。

（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。淀粉糊的低溫穩定性則較好。甘薯氧化淀粉遇碘呈淺紅色，而原淀粉呈藍色，表明氧化淀粉聚合度降低，同時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，特別是酸法生產的產品，其溶解度相當于原淀粉的16倍，并遠遠超出市售產品。對凝膠性的觀察結果表明，由于酸和酶的破壞作用，分子間的拉引力大大降低，以致凝膠強度比原淀粉弱。酶法產品粘度高，淀粉糊的低溫穩定性較好，在應用時要注意上述特點。至于酸法產品和酶法產品的粘度，一個大大降低，一個反而升高，表明不同處理方法作用機理不同，從而使產品性能產生差異。

（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突出特點。酸變性淀粉的堿數為20-25，原淀粉數的堿數為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生的酸所消耗，這是對鏈長的一種度量。本研究結果是，隨著變性程度的提高，堿數增大，意味著鏈長縮短，這是酸變性淀粉的又一個突出特點。

（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。淀粉糊的低溫穩定性得到改善。

4、甘暮變性淀粉的應用前景

甘薯氧化淀粉和酸變性淀粉作為紡織廠的粘膠劑，可增強纖維的拉力，或作為造紙廠的表面膠料，可提高印刷質量；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。