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1、研究生課程論文(2014-2015學(xué)年第一學(xué)期)變性淀粉的在我國的應(yīng)用及研究趨勢分析研究生：李海提交日期：2014年11月20日研究生簽名：學(xué)號201421023665學(xué)院輕工與食品學(xué)院課程編號S0832011課程名稱淀粉衍生物學(xué)位類別碩士任課教師黃立新教授教師評語：成績評定：分任課教師簽名：年月日變性淀粉的在我國的應(yīng)用及研究趨勢分析摘要:該文介紹變性淀粉種類及其在工業(yè)中應(yīng)用情況，概述變性淀粉在國內(nèi)研究現(xiàn)狀并分析變性淀粉未來發(fā)展趨勢。關(guān)鍵詞：變性淀粉；淀粉工業(yè)；發(fā)展趨勢淀粉是一種價格低廉、資源豐富、易于取得、應(yīng)用廣泛可再生資源。原淀粉因其結(jié)構(gòu)和性能缺陷(如冷水不溶
2、性，糊液在酸、熱、剪切作用下不穩(wěn)定等)大大限制其工業(yè)應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，人們根據(jù)淀粉結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)開發(fā)淀粉變性技術(shù)，即運用物理、化學(xué)或酶等方法，對原淀粉進(jìn)行處理，使其具有適合某種特殊用途性質(zhì)，這一過程稱為淀粉變性，其產(chǎn)品稱為變性淀粉。由于變性淀粉能滿足工業(yè)新技術(shù)需求，因此，變性淀粉越來越受到人們重視。國內(nèi)外近三十年來對淀粉變性及深加工研究十分活躍，變性淀粉生產(chǎn)和應(yīng)用也得到較快發(fā)展，產(chǎn)品種類不斷增多，產(chǎn)量不斷增加。目前，世界上開發(fā)變性淀粉有數(shù)千種，年產(chǎn)量約3000萬噸，占淀粉總產(chǎn)量20%一30%，已廣泛應(yīng)用于造紙、紡織、醫(yī)藥、化工、食品等領(lǐng)域。1變性淀粉分類根據(jù)
3、變性反應(yīng)機理，淀粉變性所得產(chǎn)物可分為淀粉分解產(chǎn)物、淀粉衍生物和交聯(lián)淀粉三大類。淀粉分解產(chǎn)物包括各種酸解、酶解、氧化、高溫降解產(chǎn)物，如各種糊精、α–淀粉和氧化淀粉。淀粉衍生物是淀粉分子中羥基被各種官能團取代后所得產(chǎn)物，如羧甲基淀粉、羥甲基淀粉、陽離子淀粉等。醚類鍵或二酯鍵，使兩個以上淀粉分子之間“架橋”在一起而得交聯(lián)淀粉，如磷酸二淀粉酯、乙?；矸哿姿狨ゼ傲u丙基甘油雙淀粉等。淀粉按處理方式不同可分為以下幾類：（1）物理變性淀粉：包括預(yù)糊化淀粉、油脂變性淀粉、煙熏變性淀粉、擠壓變性淀粉、金屬離子變性淀粉、超高壓輻射變性淀粉[1]等。（2）化學(xué)變性淀粉：極限糊精、酸變
4、性淀粉、氧化淀粉、酯化淀粉、醚化淀粉、交聯(lián)淀粉、陽離子淀粉、淀粉接枝共聚物等。（3）酶法變性淀粉：抗消化淀粉、糊精等。（4）天然變性淀粉：應(yīng)用遺傳技術(shù)和精選技術(shù)，培育出具有特殊用途變性淀粉。2變性淀粉的應(yīng)用2.1在食品工業(yè)中的應(yīng)用變性淀粉在食品工業(yè)中廣泛應(yīng)用于淀粉軟糖、飲料、冷食、面制食品、肉制品以及調(diào)味品的生產(chǎn)中。在歐美一些發(fā)達(dá)國家，幾乎所有的谷物快餐食品和肉制品都添加變性淀粉。變性淀粉作為一種多功能食品添加劑用于食品加工中，可以方便加工工藝、為食品提供優(yōu)良的結(jié)構(gòu)，提高淀粉的增稠、懸浮、保水和穩(wěn)定能力，使食品具有令人滿意的感官品質(zhì)和食用品質(zhì)。同時還能延長食品的貨
5、架壽命。常用的食品加工用變性淀粉有冷水可溶淀粉、糊精、酸改性淀粉、交聯(lián)淀粉、羥丙基淀粉、羧甲基淀粉及淀粉磷酸酯等。其中羧甲基淀粉具有相當(dāng)水溶性，而交聯(lián)淀粉具有耐熱，耐酸，抗機械剪切力等穩(wěn)定作用，應(yīng)用較廣，現(xiàn)將其生產(chǎn)原理、生產(chǎn)工藝和性質(zhì)應(yīng)用介紹如下。2.1.1羧甲基淀粉淀粉與氯乙酸在氫氧化鈉條件下起醚化反應(yīng)，為雙分子親核取代反應(yīng)，葡萄糖單體中醇羥基被羧甲基取代，即可生成羧甲基淀粉。羧甲基淀粉為高分子電解質(zhì)化合物，經(jīng)用酸洗能使鈉離子全被氫離子置換，羧甲基鈉轉(zhuǎn)變成羧甲基游離酸型。羧甲基淀粉在取代度約0.1及以下不溶于冷水，用堿性淀粉乳制[2]。加氫氧化鈉溶液（50%濃度
6、）、氯乙酸于淀粉乳中。在低于糊化溫度的條件下保持?jǐn)嚢杵鸱磻?yīng)，過濾，清洗，干燥。氯乙酸為結(jié)晶固體，熔點63℃，溶于水，乙醇和苯。為了提高醚化取代度，可先用環(huán)氧氯丙烷或三氯氧磷處理淀粉，使發(fā)生適度交聯(lián)，提高其糊化溫度，再進(jìn)行醚化，產(chǎn)物仍能保持顆粒狀態(tài)，不溶于冷水，易于過濾，清洗。曾用氯乙酸和氫氧化鈉醚化米淀粉，研究不同反應(yīng)條件對于取代度和反應(yīng)效率的影響?；旌厦椎矸叟c氫氧化鈉溶液，加入氯乙酸溶液，攪拌均勻，在一定溫度進(jìn)行反應(yīng)，產(chǎn)物用乙醇沉淀，清洗，干燥。氯乙酸鈉是先用碳酸鈉中和，再加入。實驗結(jié)果表明，反應(yīng)物濃度、固體與液體比例、反映溫度和時間對產(chǎn)物取代度和氯乙酸反應(yīng)效率
7、都有很大影響。降低液體比例，增長反應(yīng)時間都能大大提高取代度和反應(yīng)效率。氯乙酸濃度增高能提高取代度，但反應(yīng)效率降低。氫氧化鈉濃度增高，取代度和反應(yīng)效率都增高。氫氧化鈉濃度達(dá)到最高值時，再增高反而下降。因為在氫氧化鈉濃度更高條件下，氯乙酸鈉與氫氧化鈉起反應(yīng)生成羥基醋酸鈉的速度超過與淀粉的醚化反應(yīng)，影響反應(yīng)效率、取代度都降低[3]。2.1.2交聯(lián)淀粉凡有兩個或多個官能團，能與淀粉分子中二個或多個以上羥基起反應(yīng)的化學(xué)試劑都能用為交聯(lián)劑，文獻(xiàn)上報道的種類的確不少。但是工業(yè)生產(chǎn)最普遍應(yīng)用的并不多，主要為環(huán)氧氯丙烷、三偏磷酸鈉和三氯氧磷等，前者具有兩個官能團，后者具有三個官能團
8、。制備交聯(lián)
