《糧油加工技術》課程——變性淀粉

1、糧油加工技術糧油加工技術 變性淀粉與淀粉制糖變性淀粉與淀粉制糖 張亮張亮第一節(jié)第一節(jié) 變性淀粉生產(chǎn)（變性淀粉生產(chǎn)（P143-152)P143-152)一、變性淀粉的概念一、變性淀粉的概念在在淀粉所具有的固有特性的基礎上，為改善淀粉的性能和擴大淀粉所具有的固有特性的基礎上，為改善淀粉的性能和擴大應用范圍，利用物理、化學或酶法處理，使淀粉粒的結構發(fā)生應用范圍，利用物理、化學或酶法處理，使淀粉粒的結構發(fā)生變化或使淀粉碳鏈長短改變，從而改變淀粉的天然性質(zhì)，增加變化或使淀粉碳鏈長短改變，從而改變淀粉的天然性質(zhì)，增加其某些功能性或引進新的特性，使其更適合于一定應用的要求。其某些功能性或引進新的特性，使其更

2、適合于一定應用的要求。這種經(jīng)過二次加工，改變了性質(zhì)的產(chǎn)品統(tǒng)稱為變性淀粉。這種經(jīng)過二次加工，改變了性質(zhì)的產(chǎn)品統(tǒng)稱為變性淀粉。 為了開辟淀粉的新用途，擴大應用范圍。為了開辟淀粉的新用途，擴大應用范圍。如羥乙基淀粉、羥丙基淀粉代替血漿；高如羥乙基淀粉、羥丙基淀粉代替血漿；高交聯(lián)淀粉代替外科手套用滑石粉等。交聯(lián)淀粉代替外科手套用滑石粉等。變性淀粉生產(chǎn)變性淀粉生產(chǎn)變性的變性的目的目的為了適應各種工業(yè)應用的要求。如高溫技為了適應各種工業(yè)應用的要求。如高溫技術（罐頭殺菌）要求淀粉高溫黏度穩(wěn)定性術（罐頭殺菌）要求淀粉高溫黏度穩(wěn)定性好，冷凍食品要求淀粉凍融穩(wěn)定性好等。好，冷凍食品要求淀粉凍融穩(wěn)定性好等。 用各種

3、化學試劑處理得到的變用各種化學試劑處理得到的變性淀粉。性淀粉。一類一類是使淀粉分子質(zhì)是使淀粉分子質(zhì)量下降，如酸解淀粉、氧化淀量下降，如酸解淀粉、氧化淀粉、焙烤糊精等；粉、焙烤糊精等；另一類另一類是使是使淀粉分子質(zhì)量增加，如交聯(lián)淀淀粉分子質(zhì)量增加，如交聯(lián)淀粉、酯化淀粉、醚化淀粉等。粉、酯化淀粉、醚化淀粉等。二、變性淀粉的分類二、變性淀粉的分類變性淀粉生產(chǎn)變性淀粉生產(chǎn)（一）物理變性（一）物理變性預糊化（預糊化（-化）淀粉化）淀粉,射線、超高頻輻射線、超高頻輻射處理淀粉，機械研磨處理淀粉，濕熱射處理淀粉，機械研磨處理淀粉，濕熱處理淀粉等。處理淀粉等。（二）化學變性（二）化學變性（三）酶法變性（三）酶

4、法變性（生物改性）（生物改性） 各種酶處理淀粉，如各種酶處理淀粉，如-環(huán)狀糊精、環(huán)狀糊精、-環(huán)狀糊精、環(huán)狀糊精、-環(huán)狀糊環(huán)狀糊精、麥芽糊精、直鏈淀粉等。精、麥芽糊精、直鏈淀粉等。（四）復合變性（四）復合變性采用兩種以上處理方法得到的變性淀采用兩種以上處理方法得到的變性淀粉，如氧化交聯(lián)淀粉、交聯(lián)酯化淀粉粉，如氧化交聯(lián)淀粉、交聯(lián)酯化淀粉等。采用復合變性得到的變性淀粉具等。采用復合變性得到的變性淀粉具有兩種變性淀粉的各自優(yōu)點。有兩種變性淀粉的各自優(yōu)點。生產(chǎn)工生產(chǎn)工藝路線藝路線擠壓法擠壓法濕濕 法法干干 法法滾筒干燥法滾筒干燥法有機溶劑法有機溶劑法（一）濃度（一）濃度 干法生產(chǎn)一般水分控制在干法生產(chǎn)一

5、般水分控制在525%范范圍內(nèi)；濕法生產(chǎn)淀粉乳含量一般為圍內(nèi)；濕法生產(chǎn)淀粉乳含量一般為3540%。（二）溫度（二）溫度 按淀粉的品種以及變性要求不同按淀粉的品種以及變性要求不同而不同，一般為而不同，一般為2060。（三）（三）pH值值 除酸水解外，除酸水解外，pH控制在控制在712范圍范圍（四）試劑用量（四）試劑用量 取決于取代度（取決于取代度（DS）要求和）要求和殘留量等衛(wèi)生指標。殘留量等衛(wèi)生指標。變性淀粉生產(chǎn)變性淀粉生產(chǎn)三、變性條件三、變性條件（五）反應介質(zhì)（五）反應介質(zhì) 一般生產(chǎn)低取代度的產(chǎn)一般生產(chǎn)低取代度的產(chǎn)品采用水作為反應介質(zhì)；高取代度的產(chǎn)品采品采用水作為反應介質(zhì)；高取代度的產(chǎn)品采用有

6、機溶劑作為反應介質(zhì)。用有機溶劑作為反應介質(zhì)。（六）產(chǎn)品提純（六）產(chǎn)品提純 干法改性，一般不提純；干法改性，一般不提純；濕法改性，根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量要求，反應完畢用濕法改性，根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量要求，反應完畢用水或溶劑洗滌水或溶劑洗滌2或或3次。次。（七）干燥（七）干燥 脫水后的淀粉水分含量一般在脫水后的淀粉水分含量一般在40%左右，不便于儲藏和運輸，因此必須進左右，不便于儲藏和運輸，因此必須進行干燥，使水分含量降到安全水分以下。行干燥，使水分含量降到安全水分以下。變性淀粉生產(chǎn)變性淀粉生產(chǎn)四、變性程度的衡量四、變性程度的衡量 一般預糊化（一般預糊化（-化）淀粉化）淀粉糊化度糊化度 酶法糊精酶法糊精DE值即還原

7、糖含量占總固形物的比值即還原糖含量占總固形物的比例，例，DE值越高，酶解程度越高值越高，酶解程度越高 酸解淀粉酸解淀粉一般用黏度或分子質(zhì)量來評一般用黏度或分子質(zhì)量來評價水解程度，一般水解程度價水解程度，一般水解程度越高，其黏度越低，分子質(zhì)越高，其黏度越低，分子質(zhì)量越小量越小變性淀粉生產(chǎn)變性淀粉生產(chǎn)用取代度用取代度DSDS或摩爾取代或摩爾取代度度MSMS來表示來表示其它變性淀粉其它變性淀粉氧化淀粉氧化淀粉用用-COOH含量或雙醛含含量或雙醛含量來評價其氧化程度量來評價其氧化程度 交聯(lián)淀粉交聯(lián)淀粉用溶脹度或沉降體積來用溶脹度或沉降體積來表示交聯(lián)程度表示交聯(lián)程度DS是指每個是指每個D-吡喃葡萄糖殘基

8、中吡喃葡萄糖殘基中羥基被取代的平均數(shù)量；淀粉中大羥基被取代的平均數(shù)量；淀粉中大 多數(shù)多數(shù)D-吡喃葡萄糖殘基上有吡喃葡萄糖殘基上有3個可被個可被 取代的羥基。所以取代的羥基。所以DS的最大值為的最大值為3。五、變性淀粉的生產(chǎn)方法 即淀粉在含少量水（通常在即淀粉在含少量水（通常在20%左右）或少量有機溶劑的左右）或少量有機溶劑的情況下與化學試劑發(fā)生反應情況下與化學試劑發(fā)生反應生成變性淀粉的一種生產(chǎn)方生成變性淀粉的一種生產(chǎn)方法。法。變性淀粉生產(chǎn)變性淀粉生產(chǎn)（一）濕法（一）濕法也稱漿法，即將淀粉分散在水或其它液也稱漿法，即將淀粉分散在水或其它液體介質(zhì)體介質(zhì)(為區(qū)別于水，又稱為溶劑法為區(qū)別于水，又稱為溶

9、劑法)中，中，配成一定濃度的懸浮液，在一定的溫度配成一定濃度的懸浮液，在一定的溫度條件下與化學試劑進行氧化、酸解、酯條件下與化學試劑進行氧化、酸解、酯化、醚化、交聯(lián)等反應，生成變性淀粉?；?、醚化、交聯(lián)等反應，生成變性淀粉。大多數(shù)變性淀粉都可用此法。大多數(shù)變性淀粉都可用此法。（二）干法（二）干法將含水將含水20%20%以下的淀粉加入以下的淀粉加入螺旋擠壓機中，借助于擠壓螺旋擠壓機中，借助于擠壓過程中物料與螺旋摩擦產(chǎn)生過程中物料與螺旋摩擦產(chǎn)生的熱量和對淀粉分子的巨大的熱量和對淀粉分子的巨大剪切力使淀粉分子斷裂，降剪切力使淀粉分子斷裂，降低原淀粉的黏度。低原淀粉的黏度。（四）擠壓法（四）擠壓法（三）

10、滾筒干燥法（三）滾筒干燥法工業(yè)上生產(chǎn)預糊化淀粉的工業(yè)上生產(chǎn)預糊化淀粉的一種主要方法，由于采用一種主要方法，由于采用的關鍵設備是滾筒干燥機的關鍵設備是滾筒干燥機而得名。也可與化學變性而得名。也可與化學變性結合使用。結合使用。五、主要變性淀粉的制備（一）預糊化淀粉（一）預糊化淀粉 將天然淀粉加熱糊化，淀粉失去晶區(qū)結將天然淀粉加熱糊化，淀粉失去晶區(qū)結構，稱糊化淀粉或構，稱糊化淀粉或-化淀粉。糊化后的淀粉化淀粉。糊化后的淀粉再經(jīng)滾筒干燥或噴霧干燥，重新得到固體。再經(jīng)滾筒干燥或噴霧干燥，重新得到固體。 具有增黏、保型、速溶等優(yōu)點，可用于固體具有增黏、保型、速溶等優(yōu)點，可用于固體飲料、快餐布丁、糕點等食品

11、中。飲料、快餐布丁、糕點等食品中。1、滾筒法、滾筒法 淀粉淀粉淀粉乳（淀粉乳（1921波美度）波美度）在在130150的滾筒表面糊化干燥成膜，用刀刮下的滾筒表面糊化干燥成膜，用刀刮下來粉碎過篩。干燥熟化的過程。速溶麥片就來粉碎過篩。干燥熟化的過程。速溶麥片就是用此法生產(chǎn)。是用此法生產(chǎn)。變性淀粉生產(chǎn)變性淀粉生產(chǎn)2、擠壓法、擠壓法 15-20%的淀粉乳在的淀粉乳在120-160下糊化，經(jīng)過下糊化，經(jīng)過1小孔擠出瞬間閃蒸干燥。小孔擠出瞬間閃蒸干燥。3、噴霧干燥法、噴霧干燥法 通蒸汽糊化淀粉。高壓蒸汽與淀粉乳混合而通蒸汽糊化淀粉。高壓蒸汽與淀粉乳混合而糊化，然后噴霧干燥。糊化，然后噴霧干燥。（二）酸變

12、性淀粉（二）酸變性淀粉 用稀酸處理淀粉乳，在低于糊化溫度的用稀酸處理淀粉乳，在低于糊化溫度的條件下攪拌至所要求的程度，然后用水洗至條件下攪拌至所要求的程度，然后用水洗至中性或先用碳酸鈉中和后再用水洗，最后干中性或先用碳酸鈉中和后再用水洗，最后干燥，即得到酸變性淀粉。其未發(fā)生糊化，保燥，即得到酸變性淀粉。其未發(fā)生糊化，保持原淀粉粒外形。持原淀粉粒外形。變性淀粉生產(chǎn)變性淀粉生產(chǎn) 用溫和的酸解條件將淀粉分子中長鏈葡萄用溫和的酸解條件將淀粉分子中長鏈葡萄糖變成短鏈，將某些支鏈淀粉轉(zhuǎn)化成直鏈淀糖變成短鏈，將某些支鏈淀粉轉(zhuǎn)化成直鏈淀粉，改善凝膠化性質(zhì)。粉，改善凝膠化性質(zhì)。 40%淀粉乳邊攪拌邊加入13的稀

13、鹽酸在50-55下反應10h中和、水洗、干燥 粘度低，流動性好，冷卻后強度很高的凝粘度低，流動性好，冷卻后強度很高的凝膠，適合生產(chǎn)軟糖、果凍等。膠，適合生產(chǎn)軟糖、果凍等。（三）陽離子淀粉（三）陽離子淀粉 淀粉與叔胺或季胺生成的衍生物。淀粉與叔胺或季胺生成的衍生物。 陽離子淀粉帶有正電荷，對帶有負電荷的纖陽離子淀粉帶有正電荷，對帶有負電荷的纖維素具有親和力（用于造紙工業(yè)）。維素具有親和力（用于造紙工業(yè)）。 破壞油包水或水包油乳化液的反乳化劑破壞油包水或水包油乳化液的反乳化劑。變性淀粉生產(chǎn)變性淀粉生產(chǎn)（四）糊精（四）糊精 是變性淀粉的始祖，分為白糊精、黃糊精是變性淀粉的始祖，分為白糊精、黃糊精和印

14、染膠（大不列顛膠）三種產(chǎn)品。和印染膠（大不列顛膠）三種產(chǎn)品。白糊精：白糊精：將干淀粉（含水將干淀粉（含水5%5%）中噴入大量的?。┲袊娙氪罅康南←}酸，鹽酸，9595120120反應罐中反應半小時，中和冷反應罐中反應半小時，中和冷卻。又稱為可溶性淀粉。卻。又稱為可溶性淀粉。黃糊精：黃糊精：噴霧器噴入少量鹽酸，噴霧器噴入少量鹽酸，160160180180焙焙燒燒1h1h，冷卻后產(chǎn)品為黃色。，冷卻后產(chǎn)品為黃色。印染膠：印染膠：不加酸化劑，不加酸化劑，170170195195焙燒焙燒7 71010小小時，冷卻后為棕色。具有焦糖味其溶液形成薄時，冷卻后為棕色。具有焦糖味其溶液形成薄膜，粘結性好。膜，粘結

15、性好。變性淀粉生產(chǎn)變性淀粉生產(chǎn) 是以淀粉為原料，通過酸或酶的催化是以淀粉為原料，通過酸或酶的催化水解反應生產(chǎn)的糖品的總稱，是淀粉水解反應生產(chǎn)的糖品的總稱，是淀粉深加工的主要產(chǎn)品。深加工的主要產(chǎn)品。第三節(jié)第三節(jié) 淀粉制糖淀粉制糖淀淀粉粉糖糖淀粉糖的原料是淀粉，任何含淀粉的農(nóng)作物，淀粉糖的原料是淀粉，任何含淀粉的農(nóng)作物，如玉米、大米、木薯等均可用來生產(chǎn)淀粉糖，如玉米、大米、木薯等均可用來生產(chǎn)淀粉糖，生產(chǎn)不受地區(qū)和季節(jié)的限制。淀粉糖在口感、生產(chǎn)不受地區(qū)和季節(jié)的限制。淀粉糖在口感、功能性上比蔗糖更能適應不同消費者的需要，功能性上比蔗糖更能適應不同消費者的需要，并可改善食品的品質(zhì)和加工性能。并可改善食品

16、的品質(zhì)和加工性能。一、淀粉糖的種類和性質(zhì) 淀粉糖淀粉糖（一）種類（一）種類按按成成分分組組成成液體葡萄糖液體葡萄糖全糖全糖果葡糖漿果葡糖漿麥芽低聚糖麥芽低聚糖麥芽糖漿麥芽糖漿葡麥糖漿葡麥糖漿飴糖飴糖麥芽糖麥芽糖高麥芽糖漿高麥芽糖漿結晶葡萄糖結晶葡萄糖含水含水-葡萄糖葡萄糖（25-40結晶）結晶）無水無水-葡萄糖葡萄糖（60-70真空結晶）真空結晶）無水無水-葡萄糖葡萄糖（85-110真空結晶）真空結晶）42型型(第一代第一代)55型型(第二代第二代)90型型(第三代第三代) 淀粉糖工業(yè)上常用淀粉糖工業(yè)上常用葡萄糖值葡萄糖值（dextrose equivalent）簡稱）簡稱DE值值來表示淀粉水

17、解的程來表示淀粉水解的程度。將糖化液中還原糖全部當作葡萄糖計算，度。將糖化液中還原糖全部當作葡萄糖計算，占干物質(zhì)的百分率稱葡萄糖值。占干物質(zhì)的百分率稱葡萄糖值。淀粉糖淀粉糖葡葡麥麥糖糖漿漿轉(zhuǎn)化程度轉(zhuǎn)化程度低轉(zhuǎn)化糖漿（低轉(zhuǎn)化糖漿（DE值值30以下）以下）中轉(zhuǎn)化糖漿（中轉(zhuǎn)化糖漿（DE值值3050）高轉(zhuǎn)化糖漿（高轉(zhuǎn)化糖漿（DE值值5070）（二）性質(zhì) 各種糖的溶解度不相同，果糖最高，各種糖的溶解度不相同，果糖最高，其次是蔗糖、葡萄糖。葡萄糖的溶其次是蔗糖、葡萄糖。葡萄糖的溶解度較低，在室溫下濃度約為解度較低，在室溫下濃度約為50%，過高的濃度則葡萄糖析出。過高的濃度則葡萄糖析出。淀粉糖淀粉糖1. 甜

18、度甜度 甜甜度是糖類的重要性質(zhì)，但影響甜度的因素很多，特度是糖類的重要性質(zhì)，但影響甜度的因素很多，特別是濃度。濃度增加，甜度增高，但增高程度不同糖類之間別是濃度。濃度增加，甜度增高，但增高程度不同糖類之間存在差別。淀粉糖漿的甜度還隨轉(zhuǎn)化程度的增高而增高，此存在差別。淀粉糖漿的甜度還隨轉(zhuǎn)化程度的增高而增高，此外，不同糖品混合使用有互相提高的效果。外，不同糖品混合使用有互相提高的效果。2. 溶解度溶解度淀粉糖淀粉糖 較高濃度的糖液能抑制許多微生物的生長，較高濃度的糖液能抑制許多微生物的生長，這是由于糖液的滲透壓力使微生物體內(nèi)的水分被吸走，生這是由于糖液的滲透壓力使微生物體內(nèi)的水分被吸走，生長受到抑

19、制。不同糖類的滲透壓力不同，單糖的滲透壓力長受到抑制。不同糖類的滲透壓力不同，單糖的滲透壓力約為雙糖的兩倍。約為雙糖的兩倍。5. 滲透壓力滲透壓力3. 結晶性質(zhì)結晶性質(zhì) 蔗糖易于結晶，晶體能生長很大。葡萄糖更易結晶，蔗糖易于結晶，晶體能生長很大。葡萄糖更易結晶，但晶體細小。果糖難結晶。淀粉糖漿是葡萄糖、低聚糖和糊精但晶體細小。果糖難結晶。淀粉糖漿是葡萄糖、低聚糖和糊精的混合物，不能結晶，并能防止蔗糖結晶。的混合物，不能結晶，并能防止蔗糖結晶。4. 吸濕性和保濕性吸濕性和保濕性不同種類食品對于糖吸濕性和保濕性的要求不同。果糖的不同種類食品對于糖吸濕性和保濕性的要求不同。果糖的吸濕性是各種糖中最高的。吸濕性是各種糖中最高的。6. 黏度黏度 葡萄糖、果糖和淀粉糖漿都具有還原性，葡萄糖、果糖和淀粉糖漿都具有還原性，在中性和堿性條件下化學穩(wěn)定性低，受熱易分解生成有色物在中性和堿性條件下化學穩(wěn)定性低，受熱易分解生成有色物質(zhì)，也易與蛋白質(zhì)類含氮物質(zhì)起羰氨反應生成有色物質(zhì)。蔗質(zhì)，也易與蛋白質(zhì)類含氮物質(zhì)起羰氨反應生成有色物質(zhì)。蔗糖不具有還原性，在中性和弱堿性條件下化學穩(wěn)定性高，但糖不具有還原性，在中性和弱堿性條件下化學穩(wěn)定性高，但在在pH值值9以上受熱易分解產(chǎn)生有色物質(zhì)。食品一般是偏酸性以上受熱易分解產(chǎn)生有色物質(zhì)。食品一般是偏酸性的，淀粉