逍遥之科技帝国下载:变性淀粉的制作-红薯加工工艺汇总

变性淀粉的制作

我国甘薯种植面积达700万公顷以上，年产鲜薯1亿多吨，占世界总产量的80％以上。甘薯是一种重要的淀粉工业原料。但由于薯块中含有的果胶、纤维等杂质多，且在加工过程中易产生褐变，因而长期以来，淀粉工厂宁愿以玉米为原料而不用甘薯，以致甘薯资源优势没有得到发挥。
近年来用新技术获得了精白淀粉，并在此基础上进而研究了甘薯变性淀粉的制取技术和产品的理化特性，这对拓宽甘薯使用范围，显著提高经济效益和社会效益，有着重要的意义。
1．材料与设备
(1)材料 甘薯原淀粉、冰醋酸、淀粉酶、三聚磷酸钠、HCL、H2SO4、NaOH、Ca(OH)2、I2、KI、KIO3、NaClO、NaSO3、Na2S2O3、Na2CO3o
(2)设备 分样筛、干燥箱、恒温水箱、温箱、冰箱、离心机、NDJ一1型旋转粘度计、光学显微镜(附测微尺)、721—A型分光光度计。
2．制取工艺
(1)氧化淀粉的制取 氧化淀粉是改变了羧基和羰基含量而聚合度较低的淀粉，本研究采用的氧化剂为次氯酸钠，基本工艺流程如下：
原淀粉一加水调成淀粉乳、加入次氯酸钠反应一用亚硫酸钠终止反应—清洗—干燥
氧化淀粉的用途主要是造纸和纺织工业，要求产品粘度低。为了寻求生产低粘度甘薯氧化淀粉的最适宜工艺参数，先进行淀粉乳浓度、次氯酸钠中有效氯含量、添加次氯酸钠的速度、反应的pH值和时间等单因子试验，在此基础上再进行重复试验。结果为：最佳反应条件是次氯酸钠中有效氯含量9％，反应体系pH值10左右，淀粉乳组成为淀粉：水=2：5(重量比)，反应时间1小时左右。
(2)可溶性淀粉的制取 可溶性淀粉是指在冷水中有较大溶解度的淀粉，实质上是一种糊精化程度低的变性淀粉。下面介绍二种效果较好的方法。
①酸法工艺流程：
原淀粉一调制淀粉乳—加酸液—恒温保持—水洗、离心分离—干燥。
酸法的最佳工艺参数为：盐酸浓度12％，在20—22℃室温下处理6天。
⑦酶法工艺流程：
原淀粉—调制淀粉乳—糊化—降温—加酶液—搅拌—灭活—水洗、离心分离—干燥 本研究采用淀粉酶固体粉剂，应用正交试验法，求得最佳工艺参数为：酶用量10单位/克淀粉，淀粉糊化程度55％一75％，作用时间45分钟。
上述两法正交试验的目标值为40℃温水中淀粉的溶解度(克／100毫升)，最佳条件组合的验证试验结果比较起来，酸法简便易行，效果好。
(3)酸变性淀粉的制取 以酸作为催化剂水解淀粉，其产物依水解程度而异。酸变性淀粉即原淀粉局部酸解所得，分别用盐酸、硫酸处理甘薯原淀粉，均制得酸变性淀粉。为了稳定而有效地生产低粘度(500兆帕·秒左右)酸变性淀粉，采用正交试验法，对工艺中三个主要因子(盐酸浓度、反应温度和时间)进行了研究，从直观分析和方差分析结果看，各因子效应的大小依次为：时间＞温度＞浓度，最佳条件组合为：盐酸浓度2％，在40℃条件下反应3．5小时。
(4)磷酸淀粉的制取 磷酸淀粉是一种交联淀粉，交联可通过酯化和醚化两条途径实现。本研究主要目的是把甘薯磷酸淀粉作为食品添加剂，以三聚磷酸钠(STP)作为酯化剂，用湿法制取磷酸单酪，基本工艺流程如下：
原淀粉一加水调制淀粉乳一加STP水溶液、反应3—4小时—水洗、过滤—干燥
以粘度作为试验指标(目标值)，根据预备试验情况，把反应温度、酯化剂用量和反应体系的pH值确定为主要工艺参数，按正交法进行三因素水平试验设计，直观分析和方差分析结果表明，温度的效应最为显著，其次是STP用量，再次是pH值。最佳的工艺参数为：反应温度50℃，反应体系pH值8，STP用量3％。采用最佳条件组合制得的甘薯磷酸淀粉的粘度均在35000—36000兆帕，秒之间。
3．理化特性
将4种甘薯变性淀粉的大多数理化指标的测试结果分述如后。
(1)氧化淀粉的特性 氧化淀粉的粘度为500一l 200兆帕。秒，此原淀粉的粘度(5000兆帕·秒)显著降低。糊化温度也比原淀粉降低。淀粉糊的低温稳定性则较好。甘薯氧化淀粉遇碘呈浅红色，而原淀粉呈蓝色，表明氧化淀粉聚合度降低，同时氧化淀粉的膨胀性比原淀粉也有所下降。
(2)可溶性淀粉的特性 从表ll中看出，可溶性淀粉的溶解度比原淀粉大大提高，特别是酸法生产的产品，其溶解度相当于原淀粉的16倍，并远远超出市售产品。对凝胶性的观察结果表明，由于酸和酶的破坏作用，分子间的拉引力大大降低，以致凝胶强度比原淀粉弱。酶法产品粘度高，淀粉糊的低温稳定性较好，在应用时要注意上述特点。至于酸法产品和酶法产品的粘度，一个大大降低，一个反而升高，表明不同处理方法作用机理不同，从而使产品性能产生差异。
(3)酸变性淀粉的特性 粘度的显著降低，特别是热糊粘度降低更多，而使冷糊粘度与热糊粘度的比值变大，是酸变性淀粉的第一个突出特点。酸变性淀粉的碱数为20—25，原淀粉数的碱数为10左右，前者具有较高的苛性钠临界吸收值，意味着碱被聚合物末端产生的酸所消耗，这是对链长的一种度量。本研究结果是，随着变性程度的提高，碱数增大，意味着链长缩短，这是酸变性淀粉的又一个突出特点。
(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。糊化温度75一82℃，比原淀粉的糊化温度65—75℃稍有提高。淀粉糊的低温稳定性得到改善。
4．甘暮变性淀粉的应用前景
甘薯氧化淀粉和酸变性淀粉作为纺织厂的粘胶剂，可增强纤维的拉力，或作为造纸厂的表面胶料，可提高印刷质量；甘薯可溶性淀粉可作为建筑、包装、邮票、广告等的粘合剂，食品、医药的添加剂。甘薯磷酸淀粉则可作为食品的增稠剂、乳化剂，或适用于其他要求(如抗剪切力、低温保型等)的食品添加剂。