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預糊化淀粉
預糊化淀粉

預糊化淀粉是一種以天然玉米淀粉或木薯淀粉為原料,在高溫下迅速干燥蒸發掉擠入淀粉顆粒中使氫鍵斷開的水分子,得到氫鍵仍然斷開的、多孔狀的、無明顯結晶現象的淀粉顆粒。預糊化淀粉屬于物理變性的淀粉產品,是通過加熱使淀粉糊化,然后通過干燥、磨細、過篩、包裝而成的用冷水可以直接溶解的淀粉,又稱α-化淀粉。

預糊化淀粉是一種加工簡單,用途廣泛的變性淀粉,應用時只要用冷水調成糊,免除了加熱糊化的麻煩,可用于醫藥、食品、化妝品、飼料、石油鉆井、金屬鑄造、紡織、造紙等很多行業。

預糊化淀粉基本參數

產品名稱預糊化淀粉產品別名α-化淀粉
英文名稱Pregelatinized starch原料來源玉米淀粉或木薯淀粉
產品性狀白色粉末生產工藝滾筒法、擠壓法、噴霧法

預糊化淀粉的性質

1、熱黏度

淀粉被糊化以后,黏度急驟增高。淀粉糊的黏度受溫度因素影響很大,如溫度上升到最高值后,若繼續加熱并保持一定的溫度,則黏度下降,如停止加熱,使其冷卻,則黏度又會升高。

2、黏度的熱穩定性

在繼續加熱期間的黏度下降程度稱為黏度的熱穩定性,下降幅度小,熱穩定性高。各種不同的淀粉糊的強度不一樣,可以用連續記錄黏度計(如Brabender黏度計)測定。

在高速機械攪拌情況下,淀粉糊的黏度下降,攪拌的速度越快,黏度降低的程度越大。

3、淀粉糊的透明度

不同種類的淀粉形成的糊,其透明程度不一樣。在植物淀粉中,由于所含的直鏈淀粉與支鏈淀粉的百分比不同,其分子結構排布不同,顆粒大小也不同。一般來講,顆粒大的淀粉較易膨脹糊化,糊也透明;顆粒小的淀粉較難膨脹糊化,糊不透明。如馬鈴薯淀粉顆粒比較大,顆粒膨脹很大,淀粉糊很透明;木薯淀粉顆粒較小,木薯淀粉糊較透明;玉米淀粉顆粒很小,玉米淀粉糊混濁不透明。

4、淀粉糊結成凝膠體的程度

不同種類的淀粉糊冷卻以后,其凝膠能力的強、弱不同,有的甚至不能結成凝膠體。淀粉糊受外界條件影響后,既可發生“凝沉”,也可發生膠凝等現象。較稀的淀粉糊放置一定時間后,由于其直鏈淀粉分子之間由氫鍵結合成束狀結構,使溶解度降低而變混濁,最后沉淀。一般把這種凝結沉淀的現象稱為“凝沉”。若較高被度的淀粉糊快速冷卻,由于其中直鏈淀粉分子來不及排列成束結構,而最終成為凝膠體的結構。黏玉米和黏高粱淀粉不含直鏈淀粉,就沒有凝沉性質,熱淀粉糊冷卻后仍能保持流動性,既不生成沉淀,也不結成凝膠體。

5、淀粉糊糊絲的長短

不同種類淀粉所形成的淀粉糊,其糊絲長短不一。如馬鈴薯淀粉糊可拉成很長的絲,玉米淀粉糊則較短,前一種稱為長糊,后一種稱為短糊。而長絲和短絲所表現的黏韌性也不同。

由于不同種類的淀粉性質不同,所以生產應用所采用的工藝條件不同,應按產品品質要求來選用淀粉糊或將幾種淀粉糊按比例互相摻合使用以彌補各自缺陷。

預糊化淀粉基本原理

原淀粉具有微結晶結構,冷水中不溶解膨脹,對淀粉酶不敏感,這種狀態的淀粉稱為β-淀粉。將β淀粉在一定量的水存在下加熱,使之糊化,規律排列的膠束結構被破壞,分子間氫鍵斷開,水分子進入其間。這時在偏光顯微鏡下觀察失去雙折射現象,結晶構造消失,并且易接受酶的作用,這種結構稱為α-結構。這一過程就是淀粉糊化的機理。完全糊化的淀粉如在高溫下迅速干燥,蒸發掉擠入淀粉顆粒中使氫鍵斷開的水分子,將得到氫鍵仍然斷開的、多孔狀的、無明顯結晶現象的淀粉顆粒,即為預糊化淀粉。由于預糊化淀粉具有多孔的、氫鍵斷裂的結構,能重新快速的溶于冷水而形成高黏度、高膨脹性的淀粉糊,可方便地使用于許多工業部門中。

預糊化淀粉糊化三個階段

(1)可逆吸水階段,水分進入淀粉粒的非晶質部分,體積略有膨脹,此時冷卻干燥,顆粒可以復原,雙折射現象不變;

(2)不可逆吸水階段,隨著溫度升高,水分進入淀粉微晶間隙,不可逆地大量吸水,雙折射現象逐漸模糊以至消失,亦稱結晶“溶解”,淀粉粒脹至原始體積的50~100倍;

(3)淀粉粒最后解體,淀粉分子全部進入溶液。

糊化后的淀粉又稱為α-化淀粉。將新鮮制備的糊化淀粉漿脫水干燥,可得易分散于涼水的無定形粉末,即“可溶性α-淀粉”。

預糊化淀粉生產工藝及方法

螺桿擠壓法生產預糊化淀粉

原料配方:馬鈴薯淀粉。

生產工藝:淀粉→淀粉乳→糊化→干燥→粉碎→包裝

1、滾筒法

其工藝過程為,首先將小麥淀粉與去離子水混合攪拌,調漿濃度約40%,保持溫度為30-40℃。滾筒內通蒸汽加熱至大約160℃,用泵將淀粉送入滾筒表面上,形成一層薄膜立即糊化,并快速脫水干燥(水分約為5%)。已干燥好的薄膜經刮刀取下落入粗破碎裝置,再輸送至微破碎機后即得產品。滾筒法具有生產連續、操作簡便、能耗低、熱效率高、產品干燥質量穩定、適應范圍廣、供熱介質簡便等特點。但此種加工方法使得顆粒破裂,產品有很大的缺陷,包括窄的峰值黏度范圍,非完整性顆粒,不能承受使用過程中的煎切力及酸和堿的影響。彈性、流動性和穩定性較差等,這種方法使淀粉糊液只有80%左右糊化。

2、擠壓法

將小麥淀粉調成含水量約為20%的乳液,再將此乳液加入擠壓機腔內,經螺旋擠壓磨擦產生120-160℃而糊化,然后通過孔徑為一至幾毫米的小孔高壓擠出,由于壓力急速降低立即膨脹,使水分蒸發而干燥,最后碾磨篩分即得產品。此工藝具有設備投資少、動力消耗小、生產成本低的特點。但生產的預糊化淀粉由于受高強度剪切力作用,黏度低,幾乎沒有彈性。

3、噴霧法

小麥淀粉乳預先經蒸煮為熱糊液,然后利用噴霧干燥原理,用高溫氣流將濃度為5-8%的糊液噴入干燥塔內霧化干燥。霧化過種由高壓單流體噴嘴和雙流體噴嘴完成。霧化媒介為壓縮空氣和蒸汽。噴霧法的特點是無需單獨的粉碎過程即得到呈空心球狀的顆粒成品。由于淀粉乳經糊化后,黏度劇增,使噴霧過程顯得復雜和困難。另外,由于所使用的淀粉乳濃度低,因而干燥時需除去的水分多,加上排氣的溫度高,造成能耗大,熱效率低,生產成本高。

預糊化淀粉基本特性

預糊化淀粉經磨細、過篩后呈細顆粒狀,因工藝不同,顆粒形狀存在差別。將樣品懸于甘油中,用顯微鏡觀察、滾筒干燥法的產品為透明薄片狀,有如破碎的玻璃片;噴霧干燥法產品為空心球狀。

預糊化淀粉的復水性受粒度的影響。粒度細的產品溶于水生成的糊,具有較高冷黏度,較低熱黏度,表面光澤也好,但是復水太快,易凝塊,中間顆粒不易與水接觸,分散困難。粒度粗產品溶于冷水速度較慢,沒有這種凝塊困難,生成的糊的冷黏度較低,熱黏度較高。

預糊化淀粉溶于冷水成糊,其性質與新加熱原淀粉而得的糊比較,增稠性和凝性有所降低。這是由于濕糊薄層在干燥過程中發生凝沉的緣故。

預糊化淀粉用途

預糊化淀粉廣泛應用于各種方便食品中,使用時省去蒸煮操作,起到增稠、改進口感和其它好的作用。例如,用預糊化淀粉配制的布丁粉,用冷牛奶攪勻即可食用。蛋糕粉中加用預糊化淀粉,制蛋糕時加水易混成面團,包含水分和空氣多,缽種較大。食品中加預糊化淀粉有抑制蔗糖結晶效果。蝦飼料用預糊化淀粉為膠黏劑。

預糊化淀粉在非食品工業中的應用很廣泛,石油工業應用預糊化淀粉于油井鉆泥中,增加蓄水性和稠度。加用少量氯化鈣或尿素對預糊化有促進作用,并使所得產品具有更優良性質,適于鉆泥應用。

鑄造工業應用預糊化淀粉為鑄模沙心膠黏劑,冷水溶解容易,膠黏力強,倒入熔化金屬時燃燒完全,不產生氣泡,制品不致含“沙眼”表面光滑。

紡織工業應用預糊化淀粉于織物整理,家庭用衣物漿料也用預糊化淀粉配制。造紙工業用預糊化淀粉為施膠料。預糊化淀粉用作細煤粉、礦砂和飼料等壓塊的膠黏劑。

預糊化淀粉技術指標

項目 指標
外觀 白色粉末、具有水溶性糊團,具有良好黏韌性
糊化性能 能在冷水中深脹成半透明糊狀物
粘度(6%的水溶液) ≥600-1000mpa.s
PH值(1%的水溶液) 6-8
細度(通過80目篩) ≥90
灰份 ≤0.4
水分 ≤10.0

影響產品預糊化的因素

1、原料

淀粉品種不一,對預糊化淀粉有較大影響,主要是支鏈淀粉和直鏈淀粉比例不同。即使是同種淀粉,因產地、氣候條件的變化,淀粉成分改變,產品糊化難易、糊化程度也有差別。淀粉顆粒大小不同,對糊化也有影響,顆粒大則易于糊化。

2、漿液濃度

漿液濃度的確定既要考慮淀粉糊化是否達最佳狀態,又要考慮干燥效率,成本的降低。一般情況下,提高漿液濃度,產品糊化度下降。

3、干燥溫度

產量一定時干燥溫度越高,產品的糊化度越高。

4、漿膜厚度

漿膜過厚,糊化較難,且不均勻,易出現夾心現象。滾筒轉速、漿液濃度、進料量等因素都影響漿膜的厚度。

5、添加劑

直接加熱淀粉乳只有80%糊化,在淀粉糊化過程中,加入一些添加劑有助于進一步提高糊化度。NaHC03、NaOH能降低淀粉聚合度,從而使淀粉易于糊化,添加量為干淀粉質量的0.5%左右。單硬脂酸甘油酯等能與直鏈淀粉的螺旋環嵌合而抑制淀粉老化,也有利于淀粉糊化,添加量為干淀粉質量的0.2%~0.5%。

預糊化淀粉應用領域

預糊化淀粉在食品中的應用

預糊化淀粉在預糊化過程中,水分子破壞了淀粉分子間的氫鍵,從而破壞了淀粉顆粒的結晶結構,使之潤脹溶于水中,因此易被淀粉酶作用,利于人體消化吸收。預糊化淀粉的這一性質,可用于生產老人及嬰幼兒食品、嬰兒代乳食品;預糊化淀粉吸水性強,黏度及黏彈性都比較高,用在魚糜系列產品、火腿、臘腸等食品中可提高成型性,增強彈性,并防止失水,使產品飽滿滑嫩;預糊化淀粉的保水性強,用在烘烤食品,如在蛋糕、面包中,添加4%左右的預糊化淀粉可使產品保持柔軟蓬松,延緩老化。

另外,可作為西式糕點表面糖霜的保濕劑,也可抑制蔗糖結晶;預糊化淀粉冷凍穩定性好,可用于穩定冷凍食品的內部結構,速凍食品中加入適量預糊化淀粉,可避免產品在速凍過程中裂開,提高成品率,從而降低生產成本;預糊化淀粉分散性能好,而且有增稠穩定作用,在速溶麥片、杏仁糊、雞精、果醬和蘋果餡餅填充物中都有應用;預糊化淀粉凝膠有一定強度,這種混合預糊化淀粉可代替布丁用凝膠;預糊化淀粉冷水可溶,省去了食品蒸煮的步驟,且原料豐富,價格低,比其他食品添加劑經濟,故常用于方便食品中;在面條中添加適量預糊化淀粉可減少面條斷頭,并可快速煮熟等。

1、在糖果中的應用

(1)替代高粱淀粉生產高粱飴軟糖

當缺少高粱淀粉時,可根據高粱淀粉糊的性質,找出兩種淀粉來代替高粱淀粉。在實際生產中,常常采用等量的玉米淀粉與馬鈴薯淀粉混合,這種混合的淀粉糊性質很接近高粱淀粉糊的性質,在透明度方面,絲的長度上還優于高粱淀粉。兩種淀粉混合使用,可取長補短,對淀粉糊的性能進行了強化:馬鈴薯的長絲彌補了玉米淀粉糊的短絲;而玉米淀粉冷卻后可結成很強的混膠體,又彌補了馬鈴薯淀粉糊的弱凝膠體,馬鈴薯淀粉冷卻后生成的透明凝膠體,又彌補了玉米糊的不透明凝膠體;玉米淀粉糊具有較穩定的“黏度熱穩定性”,又彌補了馬鈴薯淀粉糊不穩定的“黏度熱穩定性”,再加上兩者均具有較高的熱黏度,所以兩種淀粉混合使用,也能生產出質量很好的不含高粱淀粉的高粱飴軟糖。

(2)淀粉軟糖

淀粉軟糖的主要成分:蔗糖35%~45%,淀粉糖漿(干固形物)35%~45%,變性淀粉12%~13%,水分14%~18%。

在方便食品中的應用

預糊化淀粉廣泛應用于各種方便食品中,食用時省去蒸煮操作,起到增稠、改進口感等作用。例如用預糊化淀粉配制的布丁粉,用冷牛乳攪勻即可食用。蛋糕粉中加用預糊化淀粉,制蛋糕時加水易制成面團,所包含的水分和空氣多,體積較大。食品中加預糊化淀粉有抑制蔗糖結晶的效果。

2、在飲料中的應用

(1)橙汁晶

由于預糊化淀粉在溫熱水或涼水中溶解度低,因此不宜以高劑量加人固體飲料中,同對照組相比,按成品量的5%~7%加入為宜,可部分取代常用增稠劑如阿拉伯膠等。高于這個劑量,加水兌成果汁后,其分層嚴重,具粉末感,色澤灰白。

(2)濃縮橙汁

在加糖濃縮橙汁制作過程中,由于淀粉被加熱糊化,能較好地溶解而分散于果汁中,以0.25%~0.5%的劑量加入為宜,其結果與對照組不相上下,可部分取代羧甲基纖維素鈉、褐藻膠等增稠劑。如加入劑量過高(>0.75%),成品3~5d后即出現分層現象,30d后分層嚴重,瓶底出現明顯的白色沉淀,而且成品色澤也發白變淺。測定其黏度表明,隨著淀粉添加量的增加,黏度上升,最高達到9.2mPa·s(1%用量)。

(3)粒粒橙汁

在粒粒橙汁中加入少量淀粉,可增強瓊脂的穩定性,但若添加量過多,則嚴重分層。同對照組相比,最適添加量是0.25%,若高于0.25%,則會降低瓊脂的黏度,從而影響其囊胞懸浮性,也影響到色澤,使之混濁和發白。

(4)橙肉醬

橙肉醬的增稠劑一般使用果膠和瓊脂,若能用淀粉部分取代,可降低成本。根據試驗表明,使用2%的淀粉,可取代50%的瓊脂使用量,除色澤稍發白外,其他感官標準與對照組無異。但是若淀粉添加量過多(>2%),色澤和口感明顯變差,特別是添加到6%時,不僅色澤變灰白,而口感粗、硬,有十分明顯的面糊感。

(5)橘餅

橘餅制作完畢后,一般黏蔗糖作糖衣,使本來糖度就很高的橘餅更加甜膩,而且易吸溫潮解。若把50%預糊化淀粉和50%蔗糖粉混合,并加少量靦脂紅色素作糖衣,效果很好,既降低了糖度,降低了成本,防止了潮解,又使橘餅外觀更美。

預糊化淀粉可用于柑橘汁(含固體飲料)和柑橘醬,作增稠劑,也可用于橘餅作糖衣,不同程度地部分取代通常用的增稠劑如果膠、瓊脂、褐藻膠和羧甲基纖維素鈉等,由此可降低成本。用作糖衣,還可改進外觀,但是要注意使用量,若添加過多,會影響其感官質量。

預糊化淀粉在鰻魚養殖上的應用

通常用于鰻魚顆粒飼料制作的粘合劑,該粘合劑無毒、易消化、有營養;透明;直到鰻魚吃完前,一直維持顆粒的整體形狀;不被水中的溶質溶解;不粘設備。預糊化淀粉是最好的鰻魚飼料粘合劑,一般添加量為20%。

預糊化淀粉在化妝品行業上的應用

爽身粉是一種常用的護膚品,一般用滑石粉、淀粉及其它輔料制成。現如今國外用糊化淀粉來代替滑石粉和淀粉制造新型爽身粉,除了具有普通爽身粉的特點外,還具有皮膚親合性好、吸水性強等特點。

預糊化淀粉在制藥工業上的應用

一般的西藥片是由藥用成分、淀粉粘接劑、潤滑劑等組成。其中的糊化淀粉除了起物質平衡作用外,還起粘合劑的作用。除了能滿足醫用要求外,還具有成型后強度高,服后易消化,易溶解及無毒副作用等特點。

預糊化淀粉在建材行業的的應用

高粘度預糊化淀粉在建材工業具有及其廣泛的用途,用量很大,可以作為緩凝劑、保水劑、增稠劑和黏結劑。在普通干混砂漿、外墻外保溫砂漿、自流平砂漿、干粉抹面黏結劑、瓷磚黏結干粉砂漿、高性能建筑膩子、抗裂內外墻膩子、防水干混砂漿、石膏灰泥、刮涂補白劑、薄層接縫等材料中起到重要的作用、對灰泥體系的保水性、堅固性、緩凝性和施工性有重要的作用。

預糊化淀粉在紡織工業中的應用

在紡織工業中廣泛地用作上漿劑。

預糊化淀粉在金屬鑄造中的應用

在金屬鑄造中作砂型粘合劑,澆鑄過程中不產生氣泡,不出砂眼,鑄面光滑。

預糊化淀粉在石油行業中的應用

在石油行業中用于鉆井中泥漿降濾失劑,可穩定井壁,預防粘卡,不堵塞油氣層。

預糊化淀粉在型煤行業中的應用

在型煤行業用于粘合劑。

預糊化淀粉在造紙行業和紙箱業中的應用

在造紙行業和紙箱業中用于粘合劑和施膠劑。

預糊化淀粉在香行業中的應用

在蚊香、衛生香、佛香行業可取代CMC等粘合劑。

包裝、貯存

25公斤/袋,含內襯編織袋包裝。

貯存:應存放于干燥、通風、陰涼處。

貯存期:一年。

參考資料
1.食品增稠劑 第二版_12127108 黃來發[]
2.預糊化淀粉指標及用途[2018.06.29]
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