綠豆淀粉變性介紹及理化性質(zhì)的介紹

綠豆淀粉變性介紹及理化性質(zhì)的介紹第1頁，共24頁，2023年，2月20日，星期二第2頁，共24頁，2023年，2月20日，星期二一、雜豆簡介豆是相對于大豆而言的小宗豆類的總稱。我國雜豆品種繁多，主要有綠豆、豌豆、蠶豆、扁豆、豇豆、蕓豆等。雜豆?fàn)I養(yǎng)豐富，具有高蛋白、高碳水化合物、低脂肪的特點(diǎn)，是一種優(yōu)質(zhì)的食品來源。雜豆中蛋白質(zhì)含量高達(dá)20％～50％，碳水化合物含量一般在55％一70％，其中淀粉占40％一60％。是雜豆食品重要的能量來源。淀粉作為雜豆的主要成分，具有獨(dú)特的性質(zhì)，其中的抗性淀粉含量高達(dá)78％，慢速消化淀粉和抗性淀粉總含量高達(dá)95．7％［1］。第3頁，共24頁，2023年，2月20日，星期二第4頁，共24頁，2023年，2月20日，星期二綠豆及綠豆淀粉應(yīng)用現(xiàn)狀

綠豆(PhaseolusaureuRoxb)別名“植豆”、“青小豆”屬豆科,一年生草本植物種子,原產(chǎn)于我國、印度、緬甸,有2000多年的栽培史。我國現(xiàn)在產(chǎn)于黃河、淮河流域的河南、河北、山東、安徽等省,作為糧食作物在各地都有種植一般秋季成熟上市。每100g綠豆含蛋白質(zhì)21.6g、脂肪0.8g、膳食纖維6.4g、碳水化物55.6g［3］。綠豆不但具有良好的食用價值,還具有非常好的藥用價值,綠豆的有效成分具有抗過敏作用,可治療尊麻疹等疾病;綠豆對葡萄球菌以及某些病毒有抑制作用,能清熱解毒;綠豆含豐富胰蛋白酶抑制劑,可以保護(hù)肝臟,減少蛋白分解,從而保護(hù)腎臟［2］。第5頁，共24頁，2023年，2月20日，星期二赤豆及赤豆淀粉應(yīng)用現(xiàn)狀

赤豆（phaseolusradiatusvar)亦稱“小豆”、“紅豆”、“紅飯豆”屬豆科,一年生草本植物種子。一般為赤色,呈橢圓或長橢圓形,是亞洲主要的豆類作物之一,以我國栽培最多,主產(chǎn)地為東北及華北。每100g赤豆含蛋白質(zhì)20.2g,碳水化合55.7g,膳食纖維7.7g,含有一定量的鈣!磷!鐵等微量元素及硫胺素等B族維生素［3］。

赤豆主要的用途是制作豆沙、豆餡,以細(xì)膩著稱,可加入糕點(diǎn)或面食中用。赤豆除用作糧食和副食外,中醫(yī)認(rèn)為赤小豆具有消腫利尿、解毒排毒等功能,主治水腫、腳氣、熱毒癰腫和濕熱瀉痢等癥,赤小豆是人們生活中不可缺少的高營養(yǎng)、多功能的雜糧。［2］第6頁，共24頁，2023年，2月20日，星期二蕓豆及蕓豆淀粉應(yīng)用現(xiàn)狀

蕓豆(Phaseolusvulgaris)學(xué)名“菜豆”,屬豆科,一年生草本植物種子。它營養(yǎng)豐富,蛋白質(zhì)含量高,是出口創(chuàng)匯的重要農(nóng)副產(chǎn)品。蕓豆原產(chǎn)美洲的墨西哥和阿根廷,我國在16世紀(jì)末才開始引種栽培。每100g蕓豆含蛋白質(zhì)23.1g、脂肪1.3g、碳水化合物56.9g、76mg及豐富的B族維生素,從所含營養(yǎng)成分看,蛋白質(zhì)含量高于雞肉,鈣含量是雞的7倍多,鐵為4倍,B族維生素也高于雞肉［3］。蕓豆還是一種難得的高鉀、高鎂、低鈉食品,每100g中Na+含量0.8—0.9mg,適合心臟病!動脈硬化,高血脂、低血鉀癥和忌鹽患者食用。［2］第7頁，共24頁，2023年，2月20日，星期二雜豆淀粉的提取雜豆中干物質(zhì)主要由淀粉、蛋白質(zhì)、纖維素和脂類所組成。由于存在較多的不溶性蛋白和纖維素,因此雜豆中淀粉分離比較困難。在國外工業(yè)生產(chǎn)中,雜豆淀粉的分離一般采用旋風(fēng)分離等機(jī)械手段。旋風(fēng)分離是工業(yè)中最常用的一種分離豆類淀粉的方法,采用旋風(fēng)分離去除大部分蛋白質(zhì),得到低蛋白淀粉,再將所得到的低蛋白淀粉進(jìn)一步分離,去除剩余的結(jié)塊蛋白質(zhì),并通過水洗去除大部分剩余的結(jié)合蛋白。通過這種方法提取的淀粉中蛋白質(zhì)含量低于0.25%［4］。目前,國內(nèi)提取雜豆淀粉一般采用酸漿法、NaOH提取法、水磨法等,這些常用的在有水參與分離的方法中,不溶性蛋白質(zhì)和纖維素會阻礙淀粉的沉淀并可能與淀粉共沉淀形成褐色的沉淀物導(dǎo)致分離出來的淀粉白度受到較大影響而且蛋白質(zhì)含量可以達(dá)到0.8%以下。高群玉等人通過水磨法自制綠豆淀粉,并測定了淀粉的水分含量為11.92%,灰分含量為0.12%,蛋白質(zhì)含量為0.31%［5］。第8頁，共24頁，2023年，2月20日，星期二綠豆淀粉的生產(chǎn)［6］國外少量的綠豆淀粉生產(chǎn)主要是采用離心機(jī)旋流器配套分離法,即美國Do-rroliver公司首先推出的碟式離心機(jī)與旋液器組合分離淀粉。離心機(jī)分離和預(yù)濃縮作用,旋流器洗滌淀粉乳中的蛋白質(zhì)和其他質(zhì)的作用。此方法效率高,淀粉得率高(80%以上),動力消耗低,產(chǎn)品質(zhì)量高(蛋白質(zhì)含量0.3%以下)。

缺點(diǎn)是投資較高,而且產(chǎn)品不適合用于大批量生產(chǎn)綠豆淀粉。

國內(nèi)綠豆淀粉生產(chǎn)的方法主要有三種,即酸漿法、機(jī)械分離法和土法

。第9頁，共24頁，2023年，2月20日，星期二酸漿法酸漿法生產(chǎn)綠豆淀粉主要把豆?jié){放置一些時候,經(jīng)過自然發(fā)酵,逐漸變酸,就成了能沉淀淀粉的酸漿。豆?jié){中除淀粉外,還含有蛋白質(zhì)、細(xì)纖維等。為了使淀粉與蛋白質(zhì)、細(xì)纖維較快地分開,傳統(tǒng)工藝加入酸漿,酸漿中含有大量乳酸乳球菌,具有凝集淀粉顆粒的能力,這樣,淀粉顆粒不僅脫離了渣子中的大部分蛋白質(zhì)、細(xì)纖維的吸附作用,而且使其沉降速度大大加快,從而淀粉與蛋白質(zhì)和細(xì)纖維分離開。主要工藝流程如下：第10頁，共24頁，2023年，2月20日，星期二第11頁，共24頁，2023年，2月20日，星期二機(jī)械分離法用機(jī)械分離法生產(chǎn)綠豆淀粉的泡豆、磨漿等工藝與酸漿法相同,只是在分離豆?jié){中淀粉、蛋白質(zhì)和細(xì)纖維的時候采用碟片式離心機(jī)分離工藝,也可用5級旋流洗滌工藝,或者二者合用。合用工藝即先使豆粉漿經(jīng)過碟片分離機(jī)將蛋白質(zhì)、細(xì)纖維等大部分分出,得到粗淀粉乳,再經(jīng)過5級旋流洗滌器的進(jìn)一步凈化,得到精制淀粉乳。此法工藝先進(jìn),適合大規(guī)模連續(xù)化生產(chǎn),但要求生產(chǎn)設(shè)備投入大,而且生產(chǎn)的淀粉制出的粉絲口感!外觀都不甚理想。所以,粉絲廠一般不用機(jī)械分離法來生產(chǎn)綠豆淀粉。第12頁，共24頁，2023年，2月20日，星期二土法土法作坊式生產(chǎn)綠豆淀粉,步驟同酸漿法生產(chǎn)綠豆淀粉相差不多,只是在分離豆?jié){中的淀粉、蛋白質(zhì)和細(xì)纖維的時候不加酸漿,而是利用淀粉、蛋白質(zhì)、細(xì)纖維的大小和密度的不同,采用自然沉降法獲得淀粉。即將綠豆浸泡后,用石磨或砂輪磨磨成豆?jié){裝在雙層細(xì)濾布用袋里,懸空在大缸上,加水把淀粉漂洗入缸內(nèi),除去上面的豆渣,讓粉漿在缸里靜置16h左右,吸去上面澄清水及微黃的液汁,把沉積在缸里的淀粉取出,放進(jìn)布袋里瀝干后,取出淀粉塊,將其日曬或烘干制成干淀粉。比較適合于小作坊手工加工,生產(chǎn)量比較小。第13頁，共24頁，2023年，2月20日，星期二我國對綠豆淀粉的提取主要停留在傳統(tǒng)的加工方法上,即用酸漿法生產(chǎn)綠豆淀粉。因?yàn)閷ν黄贩N的綠豆來說,酸漿法提取的淀粉的質(zhì)量、純度都高于機(jī)械提取的。這主要是因?yàn)樗釢{法提取綠豆淀粉時,酸漿水中含有的乳酸鏈球菌對淀粉顆粒有很好的凝聚作用,還能將大分子的蛋白質(zhì)分解成小分子的多膚,從而使蛋白質(zhì)和淀粉粒很快分開,加大了淀粉粒和蛋白質(zhì)分子間的比重差,淀粉粒便迅速沉淀下來,而蛋白質(zhì)和多膚等存在于上層漿水中被除去。而利用離心法和水洗法制得淀粉的得率、提取率及純度均低于酸漿法且其成品中蛋白質(zhì)、灰分等雜質(zhì)的含量均高于酸漿法,淀粉的色澤,制出粉絲的性質(zhì)也遠(yuǎn)不如酸漿法。第14頁，共24頁，2023年，2月20日，星期二雜豆淀粉的提取工藝方法多樣各不相同,但其一般工藝都包括清理除雜、樣品破碎、纖維及蛋白分離、淀粉洗滌、脫水干燥。但隨樣品品種的不同具體操作也有差異,其一般簡易工藝流程：第15頁，共24頁，2023年，2月20日，星期二雜豆淀粉副產(chǎn)物的利用國內(nèi)外目前一直以玉米淀粉等研究為主，對雜豆淀粉利用的廣度和深度都不夠，對雜豆淀粉生產(chǎn)過程中副產(chǎn)物的利用方法和方向簡單稀少。

雜豆是以高蛋白、高賴氨酸和高淀粉含量為主要優(yōu)點(diǎn)。而豆中含有的約32多的蛋白質(zhì)。豆類淀粉廠粉漿廢水中主要含有大量的可利用的蛋白質(zhì)成分,其蛋白質(zhì)中氨基酸以賴氨酸含量較多。對雜豆淀粉生產(chǎn)過程的廢水通常進(jìn)行簡單加工用作肥料或者提取蛋白質(zhì)及氨基酸用作醫(yī)療或者食品的原料［7］。其中韓麗華等［8］采用加入葡糖酸—δ—內(nèi)酯使蛋白質(zhì)沉淀析出工藝,然后水解得到氨基酸.經(jīng)中試,每噸粉漿廢水中能夠提取20kg粗蛋白,氨基酸產(chǎn)率為粗蛋白中總氮的88.7%.第16頁，共24頁，2023年，2月20日，星期二改性淀粉改性淀粉是在天然淀粉所具有的固有特性的基礎(chǔ)上，為改善淀粉的性能、擴(kuò)大其應(yīng)用范圍，利用物理、化學(xué)或酶法處理，在淀粉分子上引入新的官能團(tuán)或改變淀粉分子大小和淀粉顆粒性質(zhì)，從而改變淀粉的天然特性，使其更適合于一定應(yīng)用的要求。改性淀粉生產(chǎn)工藝有傳統(tǒng)的濕法、干法等以及新興的連續(xù)流態(tài)管道化清潔制備技術(shù)［9］。第17頁，共24頁，2023年，2月20日，星期二所謂的濕法工藝主要是指淀粉和化學(xué)改性劑在水或有機(jī)溶劑中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)中止后要經(jīng)過過濾、分離、干燥等工序，大多為間歇式。反應(yīng)過程通常要添加鹽類抗凝膠劑，并將反應(yīng)溫度控制在膠化溫度以下以防止淀粉糊化，因而反應(yīng)時間較長(通常4—20h不等)。濕法工藝的優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)均勻、緩和，工藝設(shè)備要求不高，幾乎適用于各種改性淀粉的制造；缺點(diǎn)是廢水量大，能耗高(后處理要干燥)，得率低，成本高等。第18頁，共24頁，2023年，2月20日，星期二所謂的干法工藝是通過化學(xué)試劑與淀粉固液混合，反應(yīng)在固相高溫下進(jìn)行，大多為間歇式。優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)效率高，沒有廢水廢液產(chǎn)生；缺點(diǎn)是對設(shè)備要求高，能耗高，產(chǎn)品穩(wěn)定性差，粉塵控制難等。我國目前改性淀粉生產(chǎn)企業(yè)，以間歇式濕法工藝技術(shù)為主。規(guī)模小、設(shè)施落后、能耗高、環(huán)保問題突出。第19頁，共24頁，2023年，2月20日，星期二連續(xù)流態(tài)管道化清潔制備技術(shù)主要特點(diǎn)是淀粉粉體在管道流態(tài)化條件下進(jìn)行，區(qū)別于“濕法”工藝：生產(chǎn)過程不產(chǎn)生工業(yè)廢水，無需洗滌、過濾、分離等工序，反應(yīng)時間短，能耗低等：區(qū)別于“干法”工藝：設(shè)備投資省，操作簡便，多數(shù)產(chǎn)品可在常溫下快速反應(yīng)，能耗低，質(zhì)量穩(wěn)定等。第20頁，共24頁，2023年，2月20日，星期二國內(nèi)外有關(guān)淀粉改性的研究報道很多。但是，多偏重于玉米淀粉。而對綠豆淀粉的改性卻很少有專門報道。

國內(nèi)田瑞亭就羥丙基淀粉與次氯酸鈉氧化淀粉進(jìn)行綠豆淀粉的改性實(shí)驗(yàn)［10］：第21頁，共24頁，2023年，2月20日，星期二羥丙基淀粉

羥丙基淀粉屬醚化淀粉的一種，與原淀粉相比。它糊化溫度低?？估匣?、透明性和平滑性都有所改善。廣泛用于造紙工業(yè)的紙板粘合劑、紙張內(nèi)部和表面施膠劑、織物精整上漿劑、食品工業(yè)的增稠劑、藥片的崩解劑等。（1）環(huán)氧丙烷作交聯(lián)劑，使淀粉分子中的伯醇基醚化，由于綠豆淀粉支鏈多。且結(jié)晶度高，只有伯醇基醚化．所以交聯(lián)劑用量不大，若交聯(lián)劑用量過大，相應(yīng)的堿量也要隨之提高．堿的濃度也要提高。會導(dǎo)致部分淀粉溶解在水中，使淀粉溶脹或糊化。所以會使產(chǎn)品產(chǎn)率降低。甚至反應(yīng)不能順利進(jìn)行第22頁，共24頁，2023年，2月20日，星期二（2）反應(yīng)過程中堿作催化劑，保持pH9～10即可．堿量過多或濃度過大。會使淀粉顆粒脹，糊化過甚。從而對反應(yīng)的正常進(jìn)行和產(chǎn)品后處理帶來一定的田難，但是會提高產(chǎn)品的取代度，同時還會導(dǎo)致淀粉的粘度變大，反應(yīng)不能順利進(jìn)行。（3）反應(yīng)溫度一般控制在28℃為宜，不得超過35℃。溫度過高不僅會導(dǎo)致環(huán)氧丙烷(沸點(diǎn)35℃)的逸失，而且會異化淀粉顆粒的結(jié)構(gòu)，對反應(yīng)不利，溫度過低則會使反應(yīng)變慢，時間延長。第23頁，共24頁，2023年，2月20日，星期二次氯酸鈉氧化淀粉

淀粉在氧化