变性淀粉的应用前景

变性淀粉的应用前景为改善淀粉的性能、扩大其应用范围，利用物理、化学或酶法处理，在淀粉分子上引入新的官能团或改变淀粉分子大小和淀粉颗粒性质，从而改变淀粉的天然特性（如：糊化温度、热粘度及其稳定性、冻融稳定性、凝胶力、成膜性、透明性等)。淀粉分子的基本结构为葡萄糖单元,其2、3、6位上各有一个活性羟基。它们可以和各化学试剂反应，生成相应的变性淀粉,使淀粉性质产生质的变化。使其更适合于一定应用的要求。这种经过二次加工,改变性质的淀粉统称为变性淀粉。变性淀粉的分类，一般是按变性处理方法来进行的。包括物理变性淀粉，化学变性淀粉和酶法变性淀粉3大类。物理变性淀粉包括：糊化淀粉，超高频辐射处理淀粉，烟熏淀粉等。化学变性淀粉包括糊精、酶变性淀粉、氧化淀粉、酯化淀粉、醚化淀粉、交联淀粉、接枝淀粉等。酶法变性淀粉包括直链淀粉、糊精、兰鲁布等。其中,化学方法生产的变性淀粉种类最多、用途最广。变性淀粉生产工艺主要有五种方法，包括湿法、干法、滚筒法、溶剂法、挤压法。而实际生产和应用中，可根据原料种类、变性方法、变性工艺、变性程度的调节，生产出几千种变性淀粉产品。目前，世界上变性淀粉有2000多个品种，年产量近600万t，我国也是变性淀粉的生产和消费大国，年生产变性淀粉80万t，主要应用于造纸、纺织、医药、化工、食品等领域。随着近年来食品行业的稳步发展，变性淀粉在食品方面的应用有了极大的提高，已广泛应用于方便面、肉制品、速冻食品、酱制品、糖果、饮料等的生产中，年消费20万t左右。常用的变性淀粉有冷水可溶淀粉、糊精、酸解淀粉、交联淀粉、羟丙基淀粉、羧甲基淀粉及淀粉磷酸酯等。一、变性淀粉在食品中的功能和应用1、面条。我国是世界方便面产销第一大国，年产方便面480亿包，变性淀粉作为面条品质改良剂，在方便面中大量使用，添加量为面粉量的5～15%，年消耗变性淀粉10万t左右。醋酸酯淀粉、磷酸酯淀粉、磷酸二淀粉酯是常用的变性淀粉。磷酸酯淀粉粘度大，粘附性能好，能使面筋与淀粉颗粒、淀粉颗粒与淀粉颗粒，以及散碎的面筋很好地粘合起来，形成具有粘弹性能良好，组织细密的面团。磷酸二淀粉酯稳定性好，与面筋形成相互贯穿的网络结构。可阻止面粉中的淀粉颗粒落入水中，因此烹煮损失率小，溶出率低，不易浑汤。醋酸酯淀粉具有糊化温度低、糊丝长、透明度好、膜柔软光亮等特性，可赋予面条光洁平滑的外表、爽滑的口感，并可提高面身的筋斗性，且不浑汤，不断条，降低吸油量，延长贮藏期。2、肉制品。在午餐肉和火腿肠中添加一定量的磷酸酯淀粉可以起到粘合、填充、增强持水等作用，使肉制品的品质得到改善，如色泽、组织、弹性、口感和贮藏稳定性。用氧化淀粉对原料肉进行挂糊、上浆，油炸后淀粉立即在原料肉外凝成一层薄膜，可保持肉的鲜嫩状态，而且肉品表面色泽光润，形态饱满，增加制品的美观。在生产肉丸中使用变性淀粉能使产品富于弹性，煮制后爽滑可口。此外，环状糊精可将肉香风味物质形成包络合物，可以起到较长的保存肉香风味的作用。并且它还具有脱肉制品中的腥味或不愉快气味的作用。磷酸酯淀粉是良好的沉降剂，可用于肉类、鱼类等食品加工厂废水中废料的沉降回收。3、速冻食品。速冻汤圆、速冻饺子和速冻粽子等食品将成为以后方便食品的发展方向。具有抗冷冻、保水性好、能改善产品外观与口感的变性淀粉，已成为速冻食品生产中不可缺少的食品配料。在制作汤圆的糯米粉中添加5%左右的醚化淀粉可起到粘结和润湿作用，避免皮的破裂和淀粉回生，减少蒸煮时糊汤现象，降低汤圆内固形物溶出量。交联酯化淀粉的冻融稳定性、保水性、保型性好，能使速冻汤圆在流通、贮藏中反复冻结和融化，仍能保持原有的性能，防止塌陷和汁液流失。同时，马铃薯交联酯化变性淀粉糊丝短，口感细腻润滑，可赋予汤圆馅良好的体态和奶油般的口感。4、酱类食品。蕃茄酱、沙司与蚝油等产品含有较高的盐分和有机酸，加工过程需高温消毒，并伴随着激烈的搅拌和均质过程。因此，酱类产品对变性淀粉的要求很高。颗粒状冷水可溶淀粉能赋予食品“浆状”或“粒状”质构，能在食品加工中模拟番茄和果浆的特性，特别适合于开发番茄产品，制造具有“真番茄”特征和高度“浆状”外观的产品。醚化交联淀粉抗酸性、抗高温、抗盐性、抗剪切性和保水性较好，是蚝油中淀粉类增稠剂的首选。5、调味品。在香精香料等调味品中，由于香精受日光、温度、湿度等环境影响大，易氧化分解，挥发性强，有效存留时间短，限制了其应用。故可使用具有缓释性和稳定性的变性淀粉来控制香精香料的释放，拓展其应用范围。常用的变性淀粉有预糊化淀粉、辛烯基琥珀酸淀粉酯、环糊精和多孔淀粉。预糊化淀粉具有冷水可溶性，粘度低，透明度高，适用于粉末香料。辛烯基琥珀酸淀粉酯既有亲油基团，又有亲水基团，可以起到乳化稳定作用，还具有一定的增稠性，适合于膏状、微胶囊类香精。环糊精具有“内疏外亲”的特殊分子结构，能防止香料香味的挥发，遮蔽异味，起包埋作用；同时可以改善物质的溶解性、吸湿性、结晶性，实现组织的改良。多孔淀粉表面布满许多小孔，具有很好的吸附性，能吸附除膏状物以外的各种形式的物质。有利于减少加工过程中粘附现象，提高产率。并且加入多孔淀粉后有利于风味物、氨态氮等的保存，保持酱油的原性质，能生产出优质的粉末酱油。6、糖制品。糖果中使用的变性淀粉主要有两大类：一类是凝胶剂，如牛皮糖中用的酸解淀粉；另一类是填充料并起着黏结剂的作用，如口香糖中使用的预糊化淀粉或变性预糊化淀粉。从糖果的凝胶形成机制出发，作为凝胶剂的变性淀粉应该具有较低的热粘度、高糖度时有很强的凝胶能力、较高的水溶性和分散性、较好的透明度。酸变性淀粉具有粘度降低、粘合力强、水溶性增强、糊液的透明度和热糊稳定性提高、凝胶能力增强、形成薄膜性能好的特点。特别适用于糖果、胶冻软糖和胶姆糖生产。变性淀粉与明胶配合使用于明胶软糖中，可提高明胶软糖的热稳定性的作用，降低成本，改善口感。7、饮料。在搅拌、均质处理或压力下，亲脂性淀粉会形成非常微小、稳定性极佳的乳胶体，可作为乳化液稳定剂，用以代替阿拉伯胶在香精乳浊液和饮料乳浊液中应用，如橘子汁饮料、可乐饮料和冷冻果汁饮料等。交联酯化或醚化淀粉具有抗酸、耐高温的能力，且其粘稠性好，不易回生，可以很大程度地提高搅拌型酸奶的黏度、组织状态和口感，是生产高品质搅拌型酸奶的首选复配稳定剂。添加变性淀粉均可提高酸奶的粘度，降低产品的吸水率，同时，还能改善酸奶的组织状态。二、变性淀粉的发展前景1、以淀粉为基料的脂肪替代品的开发。高油脂膳食能引起消费者多种疾病，被认为是肥胖症、高血脂、心脏病、动脉硬化、糖尿病以及一些相关疾病的诱因之一。降低食品中的油脂含量会影响到食品的风味和口感等感官性质，使产品品质降低。油脂替代品是解决这一矛盾的最有效产品。目前开发的油脂替代品有淀粉类油脂、微粒化蛋白质类油脂和化学合成类油脂。其中，淀粉类油脂具有原料来源广泛、成本低，热量低和安全性高，不仅能最大限度的降低油脂含量，还能改善食品的感官品质。因此，对以淀粉为基料的脂肪替代品的开发和研究具有重要的意义。2、功能性膳食纤维的开发。抗性淀粉是指淀粉中在小肠里能抵抗酶的水解而不被消化，但在结肠内能被微生物发酵利用，其功能被视为膳食纤维，对人体健康非常有益，据最新研究显示，抗性淀粉具有降低血糖、降血脂、降胆固醇、改善糖尿病症状、缩短粪便在消化道内停留时间、增加排便、降低粪便pH值，降低二级胆汁酸等生理活性。随着人们生活水平的提高，饮食结构发生了变化，饮食中高热量、高盐、高脂肪的“三高”食品逐渐增多，给人们的健康带来了潜在的威胁。解决这一问题的关键是改善膳食结构，添加有抗性淀粉的食品热量较低，且有保健功能，值得大力推广。3、全淀粉降解塑料的开发。塑料引起的环境污染日益严重，世界上许多国家已禁止生产非降解塑料，我国2008年6月1日开始执行“禁塑令”。为实现可持续发展，开发绿色环保材料已成为全球研究的热点。目前问世的完全降解塑料品种中，全淀粉降解塑料是可能性最大的，因为淀粉来源广泛、价格低廉、再生周期短，是最具发展前景的天然生物分解材料。4、微胶囊用变性淀粉的开发。采用多孔淀粉、环状糊精、羟丙基-β-环状糊精、微球淀粉等具有吸附性、缓释性的特殊变性淀粉为璧材，将一些易挥发、易分解的生物活性物质或者营养强化剂包裹起来，形成具有半透性或密闭胶膜的微胶囊，可以最大限度地保存芯材的色、香、味及生物活性，减少外界不良因素的影响，控制芯材的释放；同时还能对不良气味进行掩埋。因此，此类变性淀粉具有广阔的开发前景。