變性淀粉在食品工業(yè)中應用的研究進展

1、變性淀粉在食品工業(yè)中應用的研究進展摘要：食品工業(yè)中使用變性淀粉主要是作為增稠劑、膠凝劑、黏結劑、乳化劑和穩(wěn)定劑等。本文綜述通過物理，化學，生物等方法改性后的淀粉在食品工業(yè)中的應用及發(fā)展。關鍵字: 變性淀粉 食品工業(yè)隨著食品工業(yè)現代化水平的不斷提高，淀粉作為食品工業(yè)的主要原料，也要適應食品工業(yè)的迅速發(fā)展，滿足現代食品工業(yè)的要求。變性淀粉是一種通過改性的淀粉。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，從而改變淀粉的天然特性（如：糊化溫度、熱粘度及其穩(wěn)定性、凍融穩(wěn)定性、凝膠力、成膜性、透

2、明性等），使其更適合于一定應用的要求。這種經過二次加工，改變性質的淀粉統(tǒng)稱為變性淀粉。為了適應各種工業(yè)應用的要求對淀粉進行改性。如：高溫技術（罐頭殺菌）要求淀粉高溫粘度穩(wěn)定性好，冷凍食品要求淀粉冷凍穩(wěn)定性好，果凍食品要求透明性好，成膜性好等。使用變性淀粉可以替代昂貴的原料，降低食品制造成本，提高食品質量同時提高經濟效益。1.在面制品中的應用 在面制品中主要利用變性淀粉良好的增稠性、成膜性、穩(wěn)定性、糊化特性。主要使用的變性淀粉有酯化淀粉和羥丙基淀粉。添加變性淀粉的油炸方便面具有酥脆的結構和較低的吸油量，產品的品質和儲存穩(wěn)定性較好。淀粉糊化特性是反映淀粉品質的重要指標， 其不僅影響面制品的外觀品質

3、（色澤和表觀狀況）， 而且對面制品的質地（黏彈性） 和口感（光滑性和食味）也有影響。林瑩1等研究了6 種變性淀粉對面粉糊化特性及速凍餃子品質的影響。結果表明： 變性淀粉的添加對速凍餃子面皮的糊化特性有明顯的影響；添加5%玉米辛烯基琥珀酸淀粉酯和馬鈴薯羥丙基淀粉時， 速凍餃子凍裂率和餃子皮烹煮損失率低， 感官品質最佳； 速凍餃子皮烹煮損失率與配粉的峰值黏度、95時的黏度（熱糊黏度）、在95保持30min 后的黏度和降落值呈顯著負相關。變性淀粉均可改善面團的流變學特性，增大面團的韌性、減小面團的延伸性，改善面團的筋力。王坤2等探討不同添加量的馬鈴薯變性淀粉和木薯變性淀粉對面團流變學特性和面包品質的

4、影響。最近的研究3表明，變性淀粉能改善原淀粉的不良性狀，可以顯著改善面包的質量。浮吟梅等4報道，在面包中添加交聯玉米淀粉可以增加面包的強度。另有報道5,6,添加30交聯羥丙基馬鈴薯淀粉比添加等量馬鈴薯原淀粉，面團吸水率更大，面包更柔軟；同樣，添加20羥丙基木薯淀粉比添加等量木薯原淀粉的面包柔軟。在面食點心中添加變性淀粉可以降低吸油量，改善面食的酥脆性，延長制品的儲存時間。2.在焙烤食品中的應用薄脆餅干、米果等產品要求淀粉具有一定的膨脹性。預糊化淀粉是這類產品的原料，要優(yōu)于添加普通淀粉。原因在于用預糊化淀粉制成的混合料坯中的部分淀粉已經吸水，當烘烤時大量的水凍淀粉顆粒會泡出來從而造成膨脹。相反，

5、如使用普通淀粉，烘烤時才開始吸水，這樣便不易達到松脆的目的。有時為了達到更佳的效果，還使用變性的預糊化淀粉。阻抗淀粉的膳食纖維含量大于40%，而且耐熱性能高，吸水能力僅為1.4 g/g （水/淀粉），顆粒細小，適用于中等含水量的焙烤食品、低含水量的谷物制品和休閑食品中。在華夫餅干、發(fā)面餅干和曲奇餅干中，能產生酥脆的質構、優(yōu)良的色澤和較好的口感。在面制食品中，也能增加制品的堅實性和耐煮性。在焙烤食品中做釉光劑，可形成良好、清晰與光亮的薄膜，代替昂貴的蛋白和天然膠。在蛋糕、糖衣生產中用作酥油替代品，提供良好的容量與結構，降低人體油脂攝入量。3.在甜食中的應用在冰激凌中使用變性淀粉可代替部分脂肪，提

6、高結合水量并有穩(wěn)定氣泡作用，使產品具有類似脂肪的組織結構，降低生產成本。這種變性淀粉主要是淀粉基脂肪替代品。果凍的特點是具有很好的透明性，同時要求其組分經加熱溶化，冷卻后便能形成很好的凝膠。實踐中，使用羥丙基交聯淀粉取代25卡拉膠制作果凍，能很好地滿足這一需求。一般來講，變性淀粉在92 的溫度條件下蒸煮15 min 便可達到最佳的膨脹度，而在140 條件下只需加熱4 s20 s。但在均質處理階段中的加工剪切速率對淀粉漿最終黏度的影響很大。若在淀粉膨脹前進行均質，由于未發(fā)生糊化的淀粉顆粒能抵御高的剪切力，其組織不會受到破壞。如果在淀粉糊化后才進行均質，所用淀粉必須具有較高的穩(wěn)定性，以避免出現過多

7、膨脹淀粉顆粒破壞的情況。增稠劑添加到果凍、冰淇淋中，可起到增稠、膠凝等作用。如添加卡拉膠的果凍富有彈性制備工藝簡單，取代瓊脂、明膠和果膠被廣泛應用于果凍生產7。秦慈彬等實驗得到果凍加工中最佳的添加工藝為魔芋0.9%、卡拉膠0.5%、海藻酸鈉0.2%、黃原0.005%、磷酸氫鈣0.04、檸檬酸鉀0.05、檸檬酸1.6、自沙搪5、甜蜜素0.1/ 啤酒30,所得的果凍凝膠效果最好，清涼爽口，色澤透明8。變性木薯淀粉和糯玉米淀粉能夠為乳制甜食提供優(yōu)異的奶油狀組織、中性的口味及較長的保質期，使其在加工中具有高剪切穩(wěn)定性，淀粉用量可減少510，使產品的黏稠度不受加熱的影響。同時由于不會與乳蛋白反應，能避免

8、UHT 設備產生污垢，因而可延長生產時間。以米淀粉為原料, 采用生物技術可直接生產各種類型的淀粉糖, 如葡萄糖漿、結晶葡萄糖、麥芽糊精、麥芽糖漿、超高麥芽糖、結晶麥芽糖、麥芽低聚糖以及異麥芽低聚糖, 主要作為增稠劑、填充劑、賦型劑和功能因子應用于食品工業(yè)和醫(yī)藥工業(yè)中。即使其用量比例很高也不致影響食品或藥品的風味, 更可以直接使用在糖果、餅干、面包、果醬、果凍、冷飲、飲料、冰激凌、香腸、火腿腸、糕點、固體飲料、乳兒糕方便面等各類食品中, 使食品的成分搭配向功能化方向轉變。酯化反應可生產硫酸淀粉、硝酸淀粉、磷酸淀粉、淀粉乙酸酯、淀粉黃原酸酯等；醚化反應可生產羧甲基淀粉、羥乙基淀粉、羥丙基淀粉淀粉丙

9、烯醚等;水解產物有糖醇、山梨醇、麥芽糖醇等，進一步水解還可得到分子量更小的淀粉糖，如飴糖,葡萄糖、麥芽糖等9；交聯淀粉是用多元官能團的試劑（甲醛、環(huán)氧氯丙烷等）作用于淀粉顆粒形成分子量更大的粘性更好的淀粉，提高淀粉的物化性能10。氧化淀粉是用強氧化劑（次氯酸鹽、高錳酸鹽、重鉻酸鹽、過氧化氫等）將淀粉氧化，淀粉中的羥基變成羰基或羧基，某些糖苷鍵斷裂。氧化后的淀粉物化性質發(fā)生變化，不易凝沉和凝膠、不易老化，性能穩(wěn)定適用于果凍食品11。4.在冷凍食品中的應用在大多數冷凍食品中，淀粉的作用是增稠、改善質地、抗老化和提高感官質量。湯圓經冷凍后皮易裂，更不能反復冷凍融化，因此可以在制作湯圓的糯米粉中添加5

10、左右的醚化淀粉，起黏結和保濕作用，從而避免皮的破裂和淀粉回生，減少蒸煮時湯內的固形物量。冷凍面條中可以使用的變性淀粉系列，例如STABI系列、HP- CF 系列變性淀粉具有較低的糊化溫度、較高的熱黏度、較低的冷黏度和較大的吸水能力以及較好的低溫穩(wěn)定性和耐剪切性；淀粉糊化需要一定水分，一般面條在糊化時由于內部淀粉不能接觸更多水分而造成糊化不完全而夾生，為了使面條完全糊化，只有延長蒸煮時間，但是長時間蒸煮更容易造成面條表面淀粉流失。而較低糊化溫度可以使面條在相對較低溫度糊化時吸收大量的水，為剩余小麥淀粉糊化提供充足水分；較高的熱黏度可以使面條蒸煮時對表面淀粉具有較好的粘附性，使表面淀粉流失減少；較

11、低的冷黏度則可以使面條降溫后表面黏度下降，減輕面條表面黏著現象；表面淀粉流失較少及較為光滑的表面也可以提供相對較為有咬勁、滑爽的口感；較大的吸水能力可以使面條加工時吸水量加大，有利于后續(xù)工序進行和成本控制；較好的低溫穩(wěn)定性則可以使面條在反復的溫度波動過程中還保持較好的品質，將物流過程中的影響降低。李昌文等研究表明添加適量的羧甲基纖維素鈉和黃原膠可以有效提高速凍水餃的韌性和耐煮性12。5.在肉質品中的應用在肉制品中添加一定量的變性淀粉可以起到黏合、填充、增強持水性等作用，使肉制品的品質有所改善。研究表明，在午餐肉中添加12的交聯穩(wěn)定化木薯淀粉，對午餐肉的色澤、彈性、組織形態(tài)、口感、儲存穩(wěn)定性等有

12、很好的效果。在午餐肉和火腿腸中，原來大多使用玉米淀粉，由于玉米淀粉的回生，使貯藏后的肉制品質地松散而不柔軟，嚴重的則變得口感粗糙。用交聯酯化淀粉部分或全部替代玉米淀粉，可以改善肉制品的吸水量，增加其黏結性，同時可以利用這類淀粉的回生程度大大下降的特性，而使貯藏后的肉制品仍具有細膩的口感。淀粉經交聯后，還可提高淀粉的糊化溫度，在肉開始煮熟過程中淀粉不糊化或糊化慢，熱傳遞快，可縮短加熱時間，節(jié)約能耗，降低生產成本。一般肉制品中變性淀粉用量為38。在西式火腿腸中加入24的變性淀粉，可完全取代卡拉膠和部分大豆蛋白。在肉質品中主要的增稠劑有淀粉及變性淀粉、大豆蛋白、明膠、卡拉膠、復合食用膠、黃原膠、瓜爾

13、豆膠等13。食品增稠劑在肉制品中可以提高肉制品的口感，增加肉制品的結著性和持水性。如在火腿制品中加入大豆蛋白提高其出品率，賦予產品良好的形態(tài)；在肉類罐頭中添加明膠，提高產品表面光澤度，增加產品彈性；在方火腿、午餐肉、紅腸等肉糜制品中添加黃原膠可明顯提高制品的嫩度、色澤和風味，提高肉制品的持水性14，施冰心等開發(fā)出組合添加增稠劑提高牛肉持水性，最佳添加量為黃原膠0.2%，海藻酸鈉0.2%，卡拉膠0.3%；Lin 和Huang 等研究發(fā)現，0.5%的結冷膠與1%的魔芋膠應用于低脂法蘭克福香腸中（脂含量18%），不僅感官接受性達到與高脂法蘭克福香腸（脂含量28%）基本一致，在保證較理想的貨架期同時還

14、達到降低產品脂含量的目的。變性淀粉的品種進一步細化，專用性也越來越強。每一種食品基料的性質都有差異，同一種變性淀粉在不同食品中應用時功能會有差異。具有相似功能特性的不同變性淀粉在同一食品中應用時，其使用效果及突出的功能也不相同。使用時，相關的原輔料在一定程度上會影響變性淀粉性能的發(fā)揮，因此對變性淀粉專用性的要求越來越強烈。如何使特定的變性淀粉應用于特定食品中，充分發(fā)揮其特有的功能特性，是今后變性淀粉開發(fā)及應用的趨勢。參考文獻：1. 林瑩，辛志平.變性淀粉對面粉糊化特性及速凍餃子品質的影響.J糧食工程；2011,022. 王坤，呂振磊，王玉生.變性淀粉對面團流變學特性和面包品質的影響.J食品與機

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