第一節(jié) 變性淀粉的定義
原淀粉經(jīng)過某種方法處理后,不同程度地改變其原來的物理或化學特性。在天然淀粉所具有的固有特性的基礎上,為改善淀粉的性能、擴大其應用范圍,利用物理、化學或酶法處理,在淀粉分子上引入新的官能團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用的要求。這種經(jīng)過二次加工,改變性質(zhì)的淀粉統(tǒng)稱為變性淀粉(可研報告)。
第二節(jié) 變性淀粉的 技術(shù)工藝
1、物理變性
預糊化(α-化)淀粉、γ射線、超高頻輻射處理淀粉、機械研磨處理淀粉、濕熱處理淀粉、預糊化淀粉、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等。
2、化學變性
用各種化學試劑處理得到的變性淀粉。其中有兩大類:一類是使淀粉分子量下降,如酸解淀粉、氧化淀粉、焙烤糊精等;另一類是使淀粉分子量增加,如交聯(lián)淀粉、酯化淀粉、醚化淀粉、接枝淀粉等。
3、酶法變性
(生物改性):各種酶處理淀粉。如α、β、γ-環(huán)狀糊精、麥芽糊精、直鏈淀粉等。
4、復合變性
采用兩種以上處理方法得到的變性淀粉。如氧化交聯(lián)淀粉、交聯(lián)酯化淀粉等。采用復合變性得到的變性淀粉具有兩種變性淀粉的各自優(yōu)點。
另外,變性淀粉還可按生產(chǎn)工藝路線進行分類,有干法(如磷酸酯淀粉、酸解淀粉、陽離子淀粉、羧甲基淀粉等)、濕法、有機溶劑法(如羧基淀粉制備一般采用乙醇作溶劑)、擠壓法和滾筒干燥法(如天然淀粉或變性淀粉為原料生產(chǎn)預糊化淀粉)等。
按生產(chǎn)工藝
1、干法
磷酸酯淀粉、酸解淀粉、陽離子淀粉、羧甲基淀粉
2、濕法、有機溶劑法
羧基淀粉制備一般采用乙醇作溶劑
3、擠壓法、滾筒干燥法
天然淀粉或變性淀粉為原料生產(chǎn)預糊化淀粉
按原淀粉來源
玉米變性淀粉、馬鈴薯變性淀粉、木薯變性淀粉、大米變性淀粉、小麥變性淀粉
第三節(jié) 變性淀粉的現(xiàn)狀
近十年來,世界變性淀粉的產(chǎn)量迅速增長,目前世界變性淀粉的年產(chǎn)量已接近800多萬噸,其中美國300多萬噸,歐洲200多萬噸,日本60多萬噸,泰國50多萬噸,我國100多萬噸。
我國變性淀粉的研制起步較晚,始于 20世紀80年代?,F(xiàn)已在紡織、造紙、食品、飼料、鑄造、醫(yī)藥、建筑、石油等多領域中得到應用。我國變性淀粉的應用仍屬于新興業(yè)務,無論從變性淀粉的種類、質(zhì)量,還是應用范圍,都與國外有較大的差別。僅從變性淀粉的種類上來說,國外已開發(fā)上市了多達2000余種的變性淀粉產(chǎn)品,包括氧化淀粉、酸變性淀粉、淀粉酯、淀粉醚、交聯(lián)淀粉、陽離子淀粉、接枝淀粉、環(huán)糊精、白糊精、預凝膠化淀粉(預糊化淀粉)、雙醛淀粉等等,其中用玉米淀粉生產(chǎn)的變性淀粉已達到200多種,而中國內(nèi)地以玉米淀粉為原材料生產(chǎn)的變性淀粉的品種只有十余種。
如果以我國目前各 行業(yè) 所需用的變性淀粉數(shù)量計算,年需求量在100-200萬噸之間?,F(xiàn)在變性淀粉的使用前景非常廣闊,如果加大此領域的 研究 、應用與推廣,變性淀粉生產(chǎn)將會有飛速的發(fā)展。
第四節(jié) 變性淀粉的發(fā)展前景
變性淀粉作為工業(yè)的重要原輔料之一,可被廣泛應用于造紙、食品、紡織、建筑、醫(yī)藥等 行業(yè) 。生產(chǎn)企業(yè)應當積極開發(fā)新產(chǎn)品,擴大變性淀粉的應用領域。
1、食品用變性淀粉要從功能性、多樣性、方便性出發(fā)。糧食加工要開發(fā)新品種,重點開發(fā)玉米系列產(chǎn)品,發(fā)展薯類淀粉、變性淀粉及衍生物產(chǎn)品;發(fā)展方便食品、營養(yǎng)保健食品以及乳化增稠品質(zhì)改良劑等。因此食品用變性淀粉可以開發(fā)功能性變性淀粉、方便食品用變性淀粉及國內(nèi)供應緊張的烯基琥珀酸酯淀粉等。變性淀粉作為食品添加劑要考慮到我國高血壓、高血脂病人有增多的趨勢,發(fā)展脂肪代用品、發(fā)展既有能量和營養(yǎng)價值,又不影響血糖的糖代謂代用品,以滿足糖尿病人發(fā)病率逐年上升的需要。目前以淀粉為原料的脂肪替代物幾乎可應用于所有需要添加油脂的食品中;開發(fā)的抗消化淀粉持水性低、顆粒細小、風味清爽、微晶結(jié)構(gòu)小于普通膳食纖維,也可作為功能性成分用于多種食品。
2、百分之百替代化學漿料PVA的變性淀粉的開發(fā)速度也需要加快。紡織漿紗用的變性淀粉,目前主要是酸解淀粉、氧化淀粉、尿素淀粉、磷酸酯淀粉等,還有少量的醋酸酯淀粉和復合變性淀粉。這些品種,都難以百分之百替代化學漿料PVA,尤其是在高枝紗產(chǎn)品的上漿上。PVA由于其不可降解性,人們逐漸在紡織漿料中少用甚至不用,國外已有類似的產(chǎn)品面市,相信在國內(nèi)變性淀粉 行業(yè) 人士的努力下,是完全可以開發(fā)出該產(chǎn)品的。
3、發(fā)展造紙工業(yè)中的新型表面涂布劑及施膠:利是適應國家造紙工業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的需要。變性淀粉是重要的造紙化學品,我國造紙用變性淀粉用量:為全國變性淀粉總量的1/3,但是品種單一化,層次低檔化。目前國家造紙工業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)要向高檔新聞紙、書刊印刷紙、信息用紙、辦公用紙等中高檔生活用紙方向發(fā)展,這就要求發(fā)展新型表面涂布劑及施膠劑來適應造紙工業(yè)的需要。
4、淀粉基吸水劑用途廣泛。吸水劑可被應用在農(nóng)林園藝、醫(yī)藥衛(wèi)生、紡織、造紙、石油鉆井、建筑、廢水處理、食品加工中。目前有些 行業(yè) 靠大量進口價格昂貴的吸水劑產(chǎn)品來滿足市場需求,且大多進口產(chǎn)品為高分子合成產(chǎn)品。在石油面臨枯竭、環(huán)境保護日益受到重視的今天,這類產(chǎn)品市場面臨危機,而用可再生的天然淀粉資源通過化學處理,使其與丙烯酸或丙烯腈發(fā)生接枝共聚反應,在淀粉分上接上親水性的大分子來制備生物可降解的吸水劑,替代由石油精煉再合成的吸水劑,是該產(chǎn)品的發(fā)展方向。
總而言之,隨著我國經(jīng)濟的增長,工業(yè)產(chǎn)品規(guī)模的不斷擴大,變性淀粉應用領域的不斷開拓,新產(chǎn)品的不斷開發(fā),新工藝的不斷創(chuàng)新,對變性淀粉的需求量也將不斷增加;加之天然石油量的逐漸減少,用可再生資源生產(chǎn)的變性淀粉又是很多石油化工產(chǎn)品的替代品,為變性淀粉帶來了發(fā)展空間,因此,變性淀粉的發(fā)展前景將十分廣闊。
變性淀粉的上游主要是淀粉
行業(yè)
,我國淀粉市場上主要供給是玉米淀粉,國內(nèi)玉米淀粉產(chǎn)量比例在近些年一直保持在近92%左右。其他淀粉中木薯淀粉產(chǎn)量較大,約占國內(nèi)淀粉產(chǎn)量的5%左右;小麥淀粉、馬鈴薯淀粉占國內(nèi)淀粉產(chǎn)量比例都在1%左右;干薯淀粉的產(chǎn)量則更少。預計未來隨著玉米淀粉的下游產(chǎn)品的生產(chǎn)及擴產(chǎn)將進一步加強,我國玉米淀粉深加工的應用更趨廣泛,國內(nèi)玉米淀粉需求量將不斷擴大,產(chǎn)量也將隨之不斷增長。近些年來,我國變性淀粉的下游市場應用范圍廣闊,在我國有著巨大的市場潛力。
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