淀粉深加工途徑與用途簡述

PAGEPAGE8淀粉深加工途徑與產(chǎn)品用途簡述隨著科技的飛躍發(fā)展，淀粉深加工技術(shù)的不斷更新，利用淀粉（這里主要指小麥淀粉和玉米淀粉）進(jìn)一步深加工制成的產(chǎn)品種類繁多，用途十分廣泛。淀粉應(yīng)用領(lǐng)域包括：食品加工業(yè)、造紙業(yè)、紡織業(yè)、、膠粘劑生產(chǎn)、醫(yī)藥行業(yè)及其他領(lǐng)域。一、小麥淀粉(一)淀粉初級用途小麥經(jīng)過制粉工藝加工成小麥面粉，利用面粉加工制作小麥淀粉。小麥淀粉除了可以制作食品行業(yè)的專用粉添加、添加劑用途之外，還可以制作淀粉膜，淀粉凝膠等。淀粉膜：淀粉膜的研究在20世紀(jì)初就已開始，國外早在1930年就把淀粉膜應(yīng)用于果蔬的保鮮；后來隨著研究的深入又把其應(yīng)用于食品的包裝等領(lǐng)域。科技的發(fā)展，導(dǎo)致人工聚合物－塑料的大量應(yīng)用，由于這類塑料制品在自然界中分解十分緩慢（大約需要200年），“白色污染”問題越來越嚴(yán)重?？山到獾矸勰ぞ统蔀楝F(xiàn)代研究的熱門之一，淀粉膜主在應(yīng)用于表面施膠、可食用膜和可降解復(fù)合塑料膜等。用途：淀粉膜主在應(yīng)用于表面施膠、可食用膜和可降解復(fù)合塑料膜等。所謂表面施膠，就是把施加到紙或其他表面，使纖維與其粘連，并在其上附著一層近乎連續(xù)的薄膜的方法。施膠有多重意義，不止是增加紙的抗水性，在大多數(shù)情況下，是為了增加紙的表面強(qiáng)度，并獲得良好的施膠性能；由合適的淀粉做成的膜還開發(fā)并利用在一系列的食品中，例如用于蛋糕的包裝，烘焙食品表面的光滑處理以及蜜餞的包被?？山到鈴?fù)合塑料膜是近幾十年者發(fā)展起來的，由于各種淀粉來源廣泛，價(jià)格便宜，又是一種可再生資源，且把淀粉與人工聚合物混合加工作為被膜材料具有生物可崩解性或生物可降解性；可解決環(huán)境污染問題，有著廣闊的應(yīng)用前景。淀粉凝膠：淀粉凝膠是具有黏彈性質(zhì)的凝膠淀粉的水分散體。它是一種非晶體膠體結(jié)構(gòu)，由熱糊化淀粉在室溫下靜置冷卻，貯存所形成的剛性結(jié)構(gòu)體。凝膠化是糊化淀粉在冷卻貯存時(shí)由液態(tài)糊轉(zhuǎn)化成可變形的半固態(tài)結(jié)構(gòu)體的過程。直鏈淀粉含量越高，越容易形成淀粉凝膠，而且凝膠強(qiáng)度大。支鏈淀粉含量越高，越不容易形成淀粉凝膠。用途：淀粉凝膠在現(xiàn)代工業(yè)中有著很重要的作用，這一點(diǎn)在食品行業(yè)中尤為明顯。在食品工業(yè)中凝膠有很多用途，但最主要的一點(diǎn)是作凝膠劑。糖果制造者利用高直鏈淀粉快速形成凝膠結(jié)構(gòu)的特性，組織理想的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。采用這種方法，可以減省產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)間，可以提高產(chǎn)品的硬度，且因?yàn)楦咧辨湹脑?，有?yōu)秀的成膜性，有利于保存產(chǎn)品。利用凝膠的這個(gè)特性，可以生產(chǎn)布丁等食品。除食品工業(yè)外，凝膠有很多用途。例如，在醫(yī)藥行業(yè)、化工行業(yè)等。其中淀粉凝膠電泳是一個(gè)較明顯的例子，淀粉凝膠電泳技術(shù)已經(jīng)廣泛地用于基礎(chǔ)理論研究、臨床診斷及工業(yè)制造等方面。例如用淀粉凝膠對流免疫電泳分析病人血清，為早期診斷原發(fā)性肝癌提供資料；用高壓電泳分離肽段，研究蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)。凝膠電泳技術(shù)在分離分析酶、蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子方面具有較高的分辨力，為生物化學(xué)、分子生物學(xué)的發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)。(二)小麥變性淀粉小麥淀粉經(jīng)過不同的反應(yīng)機(jī)理制成種類繁多的變性淀粉，目前已經(jīng)開發(fā)的變性淀粉品種有幾千種，使用的淀粉不同，淀粉修飾方法及變性程度也各不相同。小麥酸變性淀粉：用酸處理淀粉的目的是為了得到一種可以形成低黏度淀粉糊和產(chǎn)品。用酸在糊化溫度以下處理淀粉改變其性質(zhì)的產(chǎn)品稱為酸變性淀粉。用途:①食品工業(yè)主要用來制造糖果，如軟糖、膠姆糖，制作淀粉果子凍、膠凍嬰兒食品。高流度的酸變性小麥淀粉制作的糖果，質(zhì)地緊湊，外形柔軟，富有彈性，耐口嚼，不黏紙，在高溫下處理不收縮，不起砂，能在較長時(shí)間內(nèi)保持產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。②造紙工業(yè)利用酸變性淀粉成膜好，膜強(qiáng)度大，黏度低等特性，主要作為特種紙張表面涂膠劑，以改善紙張的耐磨性，耐油墨，提高印刷的性能。③紡織工業(yè)用來作為棉織和棉合成纖維混紡織品的上漿的整理處理品，較高流度的酸變性小麥淀粉有良好的滲透性和較強(qiáng)的凝聚性，能將纖維緊緊地黏聚，從而提高紡織品表面光潔度和耐磨性。在布料和衣物洗滌后的整理時(shí)，能顯示出良好的堅(jiān)挺效果和潤滑感。(三)小麥淀粉糖葡萄糖（全糖）全酶法生產(chǎn)的葡萄糖（全糖）純度高、甜味純正，在食品工業(yè)中可作為甜味劑代替蔗糖，還可作為生產(chǎn)食品添加劑焦糖色素、山梨醇等產(chǎn)品的主要原料；在發(fā)酵工業(yè)上，可用為微生物培養(yǎng)基的最主要原料（碳源），廣泛用于釀酒、味精、氨基酸、酶制劑及抗生素等行業(yè)；全糖還可作為皮革工業(yè)、化纖工業(yè)、化學(xué)工業(yè)等行業(yè)的重要原料或添加劑。液體葡萄糖工藝液體葡萄糖（葡麥糖漿）廣泛應(yīng)用于糖果、糕點(diǎn)、飲料、冷飲、焙烤、罐頭、果醬、果凍、乳制品等各種食品中，還可作為醫(yī)藥、化工、發(fā)酵等行業(yè)的重要原料。麥芽糊精麥芽糊精是指以淀粉為原料，經(jīng)酸法或酶法低程度水解，得到的DE值在20％以下的產(chǎn)品，其主要組成為聚合度在10以上的糊精和少量聚合度在10以下的低聚糖。麥芽糊精甜度低、黏度高、溶解性好、吸濕性小、增稠性強(qiáng)、成膜性好，在飲料、冷飲中麥芽糊精可作為重要配料，能提高產(chǎn)品溶解性，突出原有產(chǎn)品風(fēng)味，增加黏稠感和賦形性；低DE值麥芽糊精遇水易生成凝膠，其口感和油脂類似，因此能用于油脂含量較高的食品中，如冰淇淋、鮮奶蛋糕等，代替部分油脂，降低食品熱量，同時(shí)不影響口感。麥芽糊精具有較好的載體性、流動(dòng)性，無淀粉異味，不掩蓋其他產(chǎn)品風(fēng)味或香味，可用于各種粉狀香料、化妝品中。此外，麥芽糊精還具有良好的遮蓋性、吸附性和黏合性，能用于銅版紙表面施膠等，提高紙張質(zhì)量。據(jù)有關(guān)介紹，麥芽糊精還能用于醫(yī)藥、精細(xì)化工以及精密機(jī)械鑄造等行業(yè)。高麥芽糖漿麥芽糖漿中以高麥芽糖漿的應(yīng)用范圍最為廣泛，高麥芽糖漿甜味純正、溫和、爽口，吸濕性低，具有良好的發(fā)酵性，大量用于糖果糕點(diǎn)、乳制品、冷飲制品、焙烤食品等。(四)淀粉加工過程副產(chǎn)品在加工小麥淀粉中，能生產(chǎn)出谷朊粉這一價(jià)值較高的副產(chǎn)品。谷朊粉又稱小麥面筋蛋白，其蛋白質(zhì)含量高達(dá)75%～85%，主要作為一種高效的綠色面粉增筋劑和面團(tuán)改良劑，用于面粉、方便面、火腿腸、高檔水產(chǎn)品及寵物飼料等生產(chǎn)中，其在食品和飼料中的添加量不受限制。生產(chǎn)小麥淀粉及進(jìn)行淀粉深加工就是提高小麥應(yīng)用價(jià)值及充分利用這一豐富資源的有效途徑。二、玉米淀粉目前淀粉工業(yè)發(fā)展很快，以玉米淀粉為原料的加工產(chǎn)品有100多種，玉米淀粉用途廣泛，多用于食品行業(yè)、制糖、醫(yī)藥工業(yè)等。飲食業(yè)中用于制作菜肴勾芡、粉絲、肉制品、啤酒、味精等；醫(yī)藥業(yè)中用于制藥，生產(chǎn)抗生素、維生素；紡織業(yè)中用做上漿、涂布、施膠；造紙箱業(yè)中用于助溜、助濾等，以改善紙的性質(zhì)和增加強(qiáng)度；化學(xué)工業(yè)中用淀粉制作乙醇普魯蘭、戳酸等。另外鑄造工業(yè)用淀粉為砂芯膠粘劑；冶金工業(yè)浮選礦石為沉降劑；石油工業(yè)油井鉆泥中用淀粉使其具有蓄水性；油壁的修補(bǔ)水泥中也加用粉；干電池中用淀粉為電解質(zhì)載體。其他諸如油漆、塑料、染料、紡織、造紙、輪胎橡膠等行業(yè)，均將淀粉作為必需的材料，也是制作各類變性淀粉的起始材料。（一）制取淀粉塑料淀粉塑料包括淀粉聚乙烯塑料、淀粉聚氯乙烯塑料、淀粉聚乙烯醇塑料等。塑料已經(jīng)是日常生活中離不開的產(chǎn)品，也是各國經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的標(biāo)志之一。特別在各種包裝領(lǐng)域和日用品中，它不僅保護(hù)了商品，而且還美化了環(huán)境。我國塑料制品到1991年已達(dá)440多萬噸。其主要品種是薄膜和容器，主要塑料制品原料是聚氯乙烯和聚乙烯。在美國每年使用約2000多萬噸塑料制品。但是石油化工合成的塑料原料，由于其難降解性，每年大量的塑料廢棄物排入環(huán)境，不能腐爛，堆積如山。如采用高溫焚燒，要消耗大量能源，才能消除廢塑料的污染。所以如何使塑料能降解，已成為國內(nèi)外專家們共同關(guān)心的問題。目前研究開發(fā)的可降解材料，主要有光降解和生物降解兩種。生物降解是指塑料材料能被微生物代謝，從而使塑料腐爛摻入土壤。研制可降解的塑料包裝材料，是有其重要意義的。英國于20世紀(jì)70年代末推出了含淀粉7％～10％的包裝袋。意大利費(fèi)魯齊集團(tuán)于1988年開始銷售以玉米淀粉為主要成分的新型可降解塑料。加拿大圣勞倫斯公司于同年銷售一種含淀粉40％的塑料薄膜。美國ADM公司也推出了含玉米淀粉的包裝袋和制品。我國吉林省和江西省較早進(jìn)行了淀粉塑料的研制，但至今尚未大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。由于至今為止，對可降解塑料能否應(yīng)用于農(nóng)田地膜有若干爭議，主要因?yàn)榻到獠牧先允呛矸鄣木垡蚁?，淀粉被代謝了，殘留的聚乙烯仍然污染了農(nóng)田，甚至因其顆粒變細(xì)，摻入土壤，會導(dǎo)致土質(zhì)變壞，產(chǎn)生新的有害物質(zhì)。（二）生產(chǎn)變性淀粉由玉米生產(chǎn)的淀粉，因其加工過程是一物理加工過程，所以獲得的淀粉，其性質(zhì)和原料中的淀粉沒有什么變化，可稱為原淀粉。原淀粉的性質(zhì)，不能適應(yīng)各種應(yīng)用部門的要求。變性淀粉是進(jìn)一步用化學(xué)、物理、酶等方法，處理原淀粉。工業(yè)生產(chǎn)的變性淀粉主要有：預(yù)糊化淀粉、氧化淀粉、雙醛淀粉、交聯(lián)淀粉、陽離子淀粉、羥烷淀粉、淀粉醋酸酯、淀粉磷酸酯、淀粉黃原酸酯、接技共聚物、糊精、酶變性淀粉等。比較大規(guī)模采用變性淀粉的部門是食品工業(yè)、造紙、紡織。現(xiàn)將幾種主要品種簡介如下：1.預(yù)湖化淀粉

這種預(yù)糊化淀粉，加入冷水或熱水，短時(shí)間即能膨脹溶解于水。預(yù)糊化淀粉大量應(yīng)用于固體飲料。2.交聯(lián)淀粉

能在低pH值及機(jī)械作用下保持其性能，保持較高的工作粘度。3.降解淀粉

應(yīng)用于纖維及衣服上漿、紙張涂布和施膠。4.淀粉衍生物

主要是淀粉酯類、醚類、接枝共聚物等。（三）生產(chǎn)淀粉糖玉米淀粉糖是結(jié)晶葡萄糖、淀粉糖漿、果糖等的總和。淀粉在催化劑、酸或酶存在時(shí)，能水解成葡萄糖。在水解過程中也生成中間產(chǎn)物如糊精、低聚糖和麥芽糖。所以用淀粉水解生成的糖，往往并不是純凈的葡萄糖。根據(jù)工藝不同和用途不同，可以生成結(jié)晶葡萄糖、淀粉糖漿、粉狀葡萄糖。葡萄糖漿經(jīng)異構(gòu)化酶轉(zhuǎn)化，使其中葡萄糖轉(zhuǎn)化成果糖，稱果葡糖漿。以上用淀粉生成的各種糖，統(tǒng)稱為淀粉糖。主要用于糖果、罐頭、冰淇淋、功能性飲料、糕點(diǎn)、植脂末、焦糖色、山梨醇以及制藥行業(yè)作發(fā)酵培養(yǎng)基。（四）生產(chǎn)環(huán)狀糊精玉米淀粉用α一淀粉酶水解，可得到α一環(huán)狀糊精，用β-淀粉酶水解，可得到β-環(huán)狀糊精。環(huán)狀糊精是無色粉末，有還原性，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、農(nóng)藥、食品工業(yè)，是良好的穩(wěn)定劑，除臭、除雜質(zhì)、除異味劑，消除苦澀味，抗氧化。（五）生產(chǎn)玉米飴糖飴糖即麥芽糖，是一種還原性二糖，由淀粉水解而成，甜度為蔗糖的40％，有變旋光現(xiàn)象。生產(chǎn)方法

淀粉調(diào)漿，pH保持6.0～6.2，加入10單位的淀粉酶和35％的氯化鈣，在91℃左右的溫度下進(jìn)行液化，再加入1.5％的干麥素，在60麥芽糖漿可控制軟糖果內(nèi)的水分和組織，清涼透明，口感溫和，甜度適中，粘度高，化學(xué)性能穩(wěn)定，冰點(diǎn)低，除良好的口感外，還具有較好的保濕性、抗砂性、高膨脹性、抗結(jié)晶性和護(hù)色性。廣泛應(yīng)用于口香糖、糖果、餅干、糕點(diǎn)、布丁、冷飲、果醬等食品中，也用于發(fā)酵行業(yè)。（六）制取葡萄糖葡萄糖為單糖，純品為無色晶體，甜度為蔗糖的70％，是重要的工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、食品原料。采用酸法生產(chǎn)工藝，玉米淀粉經(jīng)酸水解，中和，活性炭脫色，樹脂交換，濃縮可得到不同成分的葡萄糖漿，作為營養(yǎng)甜味劑可用于家用糖漿、飲料、糖果、罐頭、口香糖、果凍、果醬、冰淇淋等食品中，具有保濕性、膨化性、可增加食品口感，是氫化糖漿的原料。（七）玉米淀粉制山梨醇山梨醇

是以醫(yī)藥及口服葡萄糖為原料，經(jīng)過氫化制得。世界上制造山梨醇最早是為了制取維生素C的原料，后來又在制藥、化妝品、表面活性劑、牙膏等方面得到應(yīng)用。近年來，山梨醇又廣泛地用于食品添加劑以提高食品質(zhì)量和療效。日本、歐洲、美國均有含山梨醇的食品銷售。山梨醇作為食品添加劑，已被聯(lián)合國添加劑委員會批準(zhǔn)，用量不受限制。我國山梨醇生產(chǎn)絕大多數(shù)是為維生素C生產(chǎn)配套，有少量用于牙膏生產(chǎn)，用于表面活性劑生產(chǎn)的則更少。由于山梨醉生產(chǎn)用口服葡萄糖，所以所制山梨醇成本偏高，難以供食品工業(yè)使用。用淀粉