馮琳 陳江楓 玉瓊廣 梁著棋

（廣西農(nóng)墾明陽生化集團(tuán)股份有限公司）

摘 要 本文提供了一種變性方法，可大大提高淀粉峰值粘度，并縮短達(dá)到峰值的時(shí)間， 同時(shí)降低了糊化溫度，使淀粉糊化容易，并且粘結(jié)性、增稠性等性能得到提高，使用此方法生 產(chǎn)的木薯變性淀粉，能夠達(dá)到馬鈴薯原淀粉的理化指標(biāo)，使用此方法生產(chǎn)的玉米變性淀粉，峰 值粘度提高一倍以上。

關(guān)鍵詞 變性淀粉 峰值粘度 糊化溫度 糊化時(shí)間

淀粉在自然界中分布很廣，是高等植物常見的組分，其中以薯類淀粉和谷物淀 粉產(chǎn)量高、分布廣、用途多⑴，常用的原淀粉有馬鈴薯、木薯、玉米原淀粉，冷水 中不溶解不產(chǎn)生粘度和粘結(jié)性，其水溶液在升溫過程中會(huì)吸水溶脹，一般在 70～ 90℃達(dá)到最高初粘度即峰值粘度⑵，按升溫速度 1.5℃/min 從 50℃至峰值需要 10～ 30 分鐘。淀粉糊化的性質(zhì)被廣泛應(yīng)用于造紙、食品、紡織等行業(yè)，如果能夠提高淀 粉的峰值粘度并降低達(dá)到峰值時(shí)所需時(shí)間，將使淀粉糊化快，具有更好的粘結(jié)性、 粘稠度、存儲(chǔ)穩(wěn)定等應(yīng)用特性。琥珀酸酯淀粉是一類新興的變性淀粉，早在八十年 代美國 FDA 即允許淀粉使用琥珀酸或酸酐進(jìn)行酯化變性，其最大添加量為 4%⑶。淀 粉經(jīng)琥珀酸酯化后可降低糊化溫度，增加糊的透明性、凍融穩(wěn)定性和持水性⑷，其 成膜性好，但耐酸、耐鹽及抗剪切能力較差，曾珍、鄔應(yīng)龍等通過低交聯(lián)的復(fù)合變 性反應(yīng)，提高了琥珀酸酯淀粉的抗酸及剪切能力⑸。 

本文以木薯原淀粉為例，對其采用化學(xué)方法變性，使其達(dá)到并超過馬鈴薯原淀 粉的峰值特性，以玉米原淀粉為例，采用相同的變性方法，對變性前后的指標(biāo)、性 質(zhì)進(jìn)行對比。本方法可廣泛用于提高各種淀粉峰值粘度和降低達(dá)到峰值的時(shí)間，為 淀粉新品種的研發(fā)、應(yīng)用提供理論依據(jù)和參考。

1 試驗(yàn)設(shè)備與材料

1.1 儀器設(shè)備 Brabender Viscograph-E 型粘度計(jì)，德國 Brabender 公司；低溫冷卻循環(huán)泵， 無錫晟澤理化器械有限公司；NDJ-79 型旋轉(zhuǎn)式粘度計(jì)，上海同濟(jì)大學(xué)機(jī)電廠；S312 型恒速攪拌器，上海申生科技有限公司；HH-S 型恒溫水浴鍋，江蘇省金壇市醫(yī)療儀 器廠；PHS-3C 型 pH 計(jì)，上海雷磁儀器廠；SHB-B88 型循環(huán)水式多用抽濾機(jī)，河南 鞏義市予華儀器設(shè)備廠；電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海躍進(jìn)醫(yī)療器械廠；SS250-A5 型 食品粉碎機(jī)，廣東中山好媽咪電器廠；電子天平，美國雙杰兄弟有限公司；

1.2 淀粉原料

木薯原淀粉，廣西明陽生化科技股份有限公司；玉米原淀粉，長春大成公司； 馬鈴薯原淀粉，云南法者精淀粉公司；

1.3 化學(xué)藥劑

鹽酸 10%、燒堿 3～5%、琥珀酸酐、乙酸酐等均為工業(yè)級(jí)。

2 試驗(yàn)及檢測方法

2.1 改性劑 A 的配制方法

將琥珀酸酐和乙酸酐按適當(dāng)比例混合，放入具篩三口瓶中，搖振至琥珀酸酐溶 解，溶液呈透明狀，放置在陰暗處室溫靜置 48 小時(shí)后，待用。

2.2 變性淀粉的制備 木薯或玉米原淀粉用水調(diào)漿至 35～40%濃度倒入四口燒瓶，并將燒瓶固定到恒 溫水浴鍋上，一口裝攪拌器，一口插 pH 計(jì)至液面下，一口加堿，一口加改性劑 A。 用燒堿調(diào)淀粉漿液 pH 值 8～9 攪拌 10 分鐘，控制恒溫水浴鍋溫度 20～25℃，稱取 改性劑 A 為淀粉量的 2～5%，并滴加入淀粉漿中，同時(shí)加堿液調(diào)節(jié)淀粉漿液 pH 值 8～ 9，2 小時(shí)內(nèi)滴加完畢，然后用鹽酸調(diào)漿液 pH 值 6～6.5 終止反應(yīng)，抽濾，再次調(diào)漿、 洗滌、抽濾，將淀粉濾餅裝在托盤上放入干燥箱 40～45℃烘干至淀粉水分 12～14%， 打磨，過篩，待檢。

2.3 工藝要點(diǎn) 加藥過程 pH 值控制是整個(gè)反應(yīng)的關(guān)鍵，當(dāng) pH≥9.5 時(shí)已生成的醋酸酯淀粉基 團(tuán)及改性劑 A 中的醋酸酐易與強(qiáng)堿反應(yīng)，致使基團(tuán)脫落或醋酸酐失效，使變性淀粉 的峰值無法達(dá)到理論值，同時(shí)冷峰（50℃）升高，糊液拉絲變短，通透性下降，具 有明顯的交聯(lián)淀粉特性；當(dāng) pH≤8 時(shí)則堿無法有效活化淀粉，使參與反應(yīng)并接入淀 粉分子上的有效基團(tuán)變少，影響反應(yīng)效率，無法達(dá)到更高的峰值粘度；經(jīng)多次試驗(yàn) 確定，最佳反應(yīng)過程 pH 值控制為 8～9。

2.4 檢測方法 淀粉檢測指標(biāo)包括常規(guī)指標(biāo)和粘度特性指標(biāo)：水分、NDJ-79 粘度、Brabender 粘度、糊化溫度、pH 值等，檢測方法參照國家標(biāo)準(zhǔn)方法和國際通用方法。

2.4.1 水分：GB/T12309；

2.4.2 NDJ-79 粘度⑹：淀粉漿液含固率為 6%，使用中號(hào)轉(zhuǎn)子，讀取淀粉漿液 95 ℃保溫 60 min 時(shí)的粘度值；

2.4.3 Brabender 粘度：設(shè)定“參數(shù)設(shè)置”選項(xiàng)，淀粉漿液含固率為 6%，電 腦自動(dòng)測試后保存結(jié)果，讀取峰值粘度、峰值時(shí)間、峰值溫度、糊化溫度等數(shù)據(jù)⑺； 3 檢測結(jié)果 主要從各類原淀粉及變性淀粉的 Brabender 粘度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對比變性前后 淀粉峰值粘度、峰值溫度、峰值時(shí)間、糊化溫度、NDJ-79 粘度。

3.2 Brabender 粘度曲線對比圖

原淀粉的 Brabender 粘度曲線對比如圖 1，馬鈴薯原淀粉具有較高的峰值粘度、 較低的糊化溫度且糊化時(shí)間短，其峰值粘度同比為木薯原淀粉的 2.42 倍，為玉米原淀粉的 7.32 倍。

玉米淀粉變性前后的 Brabender 粘度曲線對比如圖 2，特別是糊化溫度的降低 和峰值粘度的提高，峰值粘度相差 2.29 倍，糊化溫度降低 11.8℃，峰值時(shí)間縮短 3.34min，變性反應(yīng)效果明顯。

木薯淀粉變性前后的 Brabender 粘度曲線對比如圖 3，通過本方法變性反應(yīng)后， 木薯淀粉的峰值粘度大幅提高，相差 2.49 倍，糊化溫度降低 4.2℃，峰值時(shí)間縮短 2.59min，變性反應(yīng)效果明顯。

馬鈴薯原淀粉與木薯變性淀粉的 Brabender 粘度曲線對比如圖 4，木薯變性淀 粉與馬鈴薯原淀粉粘度曲線較接近，可見從理化指標(biāo)上分析，木薯變性淀粉可取代 馬鈴薯原淀粉。

4 結(jié)論

4.1 木薯淀粉變性前后峰值粘度大大提高，同比增長 2.49 倍，糊化溫度降低 4.2℃，峰值時(shí)間縮短 2.59 分鐘，變性后的理化指標(biāo)達(dá)到馬鈴薯原粉指標(biāo)，在增加 化學(xué)藥品用量的情況下，可用木薯原淀粉生產(chǎn)出比馬鈴薯原淀粉具有更高峰值粘 度、更低糊化溫度的淀粉。因?yàn)槟臼砭哂斜锐R鈴薯更好的凍融穩(wěn)定性，可彌補(bǔ)馬鈴 薯在凍融穩(wěn)定性方面的不足，擴(kuò)大了木薯變性淀粉的使用范圍和應(yīng)用領(lǐng)域，可用本 方法生產(chǎn)木薯變性淀粉取代部分價(jià)格昂貴的馬鈴薯原淀粉。

4.2 玉米淀粉變性前后具有明顯的指標(biāo)和性質(zhì)差異，峰值增長 2.29 倍，糊化 溫度降低 11.8℃，峰值時(shí)間縮短 3.34 分鐘，采用本工藝方法生產(chǎn)的玉米變性淀粉 與原淀粉比較具有糊化快、糊化溫度低、峰值粘度高的特點(diǎn)，大大改善了玉米原淀 粉粘度低、粘結(jié)性差、易老化、易凝沉等性質(zhì)。

4.3 總的來說，本文給出了一種高峰值粘度淀粉的制備方法，可大大改善原淀 粉的糊化特性，提高應(yīng)用性能，是對變性方法的有效補(bǔ)充，可與其它變性方法共同 作用于淀粉進(jìn)行復(fù)合反應(yīng),為淀粉新品種的研發(fā)、應(yīng)用提供理論依據(jù)和參考?？蓮V 泛應(yīng)用于食品（增稠、穩(wěn)定劑等）、造紙（噴淋、紙箱粘合劑等）、日化（增稠、粘 結(jié)劑等）等行業(yè)。

參考文獻(xiàn)：

⑴張力田.變性淀粉第二版.華南理工大學(xué)出版社,1999:1-5

⑵德國美最時(shí)公司.淀粉與淀粉糖,2005(04):40-41

⑶Wurzburg O B ．Modified starch：Properties and uses[M]：CRC．Press，1986．131-147

⑷Philips D L，Liu H，Pan D et a1．General application oframan spectroscopy for the determination of level of acetylation in modified starches．Cereal chemistr，1999，76(3)： 439-443

⑸曾珍,鄔應(yīng)龍,陸楊.琥珀酸酯化低交聯(lián)馬鈴薯淀粉的性質(zhì)研究.現(xiàn)代食品科技， 2007,23(11):11-14

⑹工業(yè)用氧化淀粉.中國化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) HG/T3933,17

⑺張燕萍.變性淀粉制造與應(yīng)用第二版.化學(xué)工業(yè)出版社,2007:266-267