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预糊化淀粉
预糊化淀粉

预糊化淀粉是一种以天然玉米淀粉或木薯淀粉为原料,在高温下迅速干燥蒸发掉挤入淀粉颗粒中使氢键断开的水分子,得到氢键仍然断开的、多孔状的、无明显结晶现象的淀粉颗粒。预糊化淀粉属于物理变性的淀粉产品,是通过加热使淀粉糊化,然后通过干燥、磨细、过筛、包装而成的用冷水可以直接溶解的淀粉,又称α-化淀粉。

预糊化淀粉是一种加工简单,用途广泛的变性淀粉,应用时只要用冷水调成糊,免除了加热糊化的麻烦,可用于医药、食品、化妆品、饲料、石油钻井、金属铸造、纺织、造纸等很多行业。

预糊化淀粉基本参数

产品名称预糊化淀粉产品别名α-化淀粉
英文名称Pregelatinized starch原料来源玉米淀粉或木薯淀粉
产品性状白色粉末生产工艺滚筒法、挤压法、喷雾法

预糊化淀粉的性质

1、热黏度

淀粉被糊化以后,黏度急骤增高。淀粉糊的黏度受温度因素影响很大,如温度上升到最高值后,若继续加热并保持一定的温度,则黏度下降,如停止加热,使其冷却,则黏度又会升高。

2、黏度的热稳定性

在继续加热期间的黏度下降程度称为黏度的热稳定性,下降幅度小,热稳定性高。各种不同的淀粉糊的强度不一样,可以用连续记录黏度计(如Brabender黏度计)测定。

在高速机械搅拌情况下,淀粉糊的黏度下降,搅拌的速度越快,黏度降低的程度越大。

3、淀粉糊的透明度

不同种类的淀粉形成的糊,其透明程度不一样。在植物淀粉中,由于所含的直链淀粉与支链淀粉的百分比不同,其分子结构排布不同,颗粒大小也不同。一般来讲,颗粒大的淀粉较易膨胀糊化,糊也透明;颗粒小的淀粉较难膨胀糊化,糊不透明。如马铃薯淀粉颗粒比较大,颗粒膨胀很大,淀粉糊很透明;木薯淀粉颗粒较小,木薯淀粉糊较透明;玉米淀粉颗粒很小,玉米淀粉糊混浊不透明。

4、淀粉糊结成凝胶体的程度

不同种类的淀粉糊冷却以后,其凝胶能力的强、弱不同,有的甚至不能结成凝胶体。淀粉糊受外界条件影响后,既可发生“凝沉”,也可发生胶凝等现象。较稀的淀粉糊放置一定时间后,由于其直链淀粉分子之间由氢键结合成束状结构,使溶解度降低而变混浊,最后沉淀。一般把这种凝结沉淀的现象称为“凝沉”。若较高被度的淀粉糊快速冷却,由于其中直链淀粉分子来不及排列成束结构,而最终成为凝胶体的结构。黏玉米和黏高粱淀粉不含直链淀粉,就没有凝沉性质,热淀粉糊冷却后仍能保持流动性,既不生成沉淀,也不结成凝胶体。

5、淀粉糊糊丝的长短

不同种类淀粉所形成的淀粉糊,其糊丝长短不一。如马铃薯淀粉糊可拉成很长的丝,玉米淀粉糊则较短,前一种称为长糊,后一种称为短糊。而长丝和短丝所表现的黏韧性也不同。

由于不同种类的淀粉性质不同,所以生产应用所采用的工艺条件不同,应按产品品质要求来选用淀粉糊或将几种淀粉糊按比例互相掺合使用以弥补各自缺陷。

预糊化淀粉基本原理

原淀粉具有微结晶结构,冷水中不溶解膨胀,对淀粉酶不敏感,这种状态的淀粉称为β-淀粉。将β淀粉在一定量的水存在下加热,使之糊化,规律排列的胶束结构被破坏,分子间氢键断开,水分子进入其间。这时在偏光显微镜下观察失去双折射现象,结晶构造消失,并且易接受酶的作用,这种结构称为α-结构。这一过程就是淀粉糊化的机理。完全糊化的淀粉如在高温下迅速干燥,蒸发掉挤入淀粉颗粒中使氢键断开的水分子,将得到氢键仍然断开的、多孔状的、无明显结晶现象的淀粉颗粒,即为预糊化淀粉。由于预糊化淀粉具有多孔的、氢键断裂的结构,能重新快速的溶于冷水而形成高黏度、高膨胀性的淀粉糊,可方便地使用于许多工业部门中。

预糊化淀粉糊化三个阶段

(1)可逆吸水阶段,水分进入淀粉粒的非晶质部分,体积略有膨胀,此时冷却干燥,颗粒可以复原,双折射现象不变;

(2)不可逆吸水阶段,随着温度升高,水分进入淀粉微晶间隙,不可逆地大量吸水,双折射现象逐渐模糊以至消失,亦称结晶“溶解”,淀粉粒胀至原始体积的50~100倍;

(3)淀粉粒最后解体,淀粉分子全部进入溶液。

糊化后的淀粉又称为α-化淀粉。将新鲜制备的糊化淀粉浆脱水干燥,可得易分散于凉水的无定形粉末,即“可溶性α-淀粉”。

预糊化淀粉生产工艺及方法

螺杆挤压法生产预糊化淀粉

原料配方:马铃薯淀粉。

生产工艺:淀粉→淀粉乳→糊化→干燥→粉碎→包装

1、滚筒法

其工艺过程为,首先将小麦淀粉与去离子水混合搅拌,调浆浓度约40%,保持温度为30-40℃。滚筒内通蒸汽加热至大约160℃,用泵将淀粉送入滚筒表面上,形成一层薄膜立即糊化,并快速脱水干燥(水分约为5%)。已干燥好的薄膜经刮刀取下落入粗破碎装置,再输送至微破碎机后即得产品。滚筒法具有生产连续、操作简便、能耗低、热效率高、产品干燥质量稳定、适应范围广、供热介质简便等特点。但此种加工方法使得颗粒破裂,产品有很大的缺陷,包括窄的峰值黏度范围,非完整性颗粒,不能承受使用过程中的煎切力及酸和碱的影响。弹性、流动性和稳定性较差等,这种方法使淀粉糊液只有80%左右糊化。

2、挤压法

将小麦淀粉调成含水量约为20%的乳液,再将此乳液加入挤压机腔内,经螺旋挤压磨擦产生120-160℃而糊化,然后通过孔径为一至几毫米的小孔高压挤出,由于压力急速降低立即膨胀,使水分蒸发而干燥,最后碾磨筛分即得产品。此工艺具有设备投资少、动力消耗小、生产成本低的特点。但生产的预糊化淀粉由于受高强度剪切力作用,黏度低,几乎没有弹性。

3、喷雾法

小麦淀粉乳预先经蒸煮为热糊液,然后利用喷雾干燥原理,用高温气流将浓度为5-8%的糊液喷入干燥塔内雾化干燥。雾化过种由高压单流体喷嘴和双流体喷嘴完成。雾化媒介为压缩空气和蒸汽。喷雾法的特点是无需单独的粉碎过程即得到呈空心球状的颗粒成品。由于淀粉乳经糊化后,黏度剧增,使喷雾过程显得复杂和困难。另外,由于所使用的淀粉乳浓度低,因而干燥时需除去的水分多,加上排气的温度高,造成能耗大,热效率低,生产成本高。

预糊化淀粉基本特性

预糊化淀粉经磨细、过筛后呈细颗粒状,因工艺不同,颗粒形状存在差别。将样品悬于甘油中,用显微镜观察、滚筒干燥法的产品为透明薄片状,有如破碎的玻璃片;喷雾干燥法产品为空心球状。

预糊化淀粉的复水性受粒度的影响。粒度细的产品溶于水生成的糊,具有较高冷黏度,较低热黏度,表面光泽也好,但是复水太快,易凝块,中间颗粒不易与水接触,分散困难。粒度粗产品溶于冷水速度较慢,没有这种凝块困难,生成的糊的冷黏度较低,热黏度较高。

预糊化淀粉溶于冷水成糊,其性质与新加热原淀粉而得的糊比较,增稠性和凝性有所降低。这是由于湿糊薄层在干燥过程中发生凝沉的缘故。

预糊化淀粉用途

预糊化淀粉广泛应用于各种方便食品中,使用时省去蒸煮操作,起到增稠、改进口感和其它好的作用。例如,用预糊化淀粉配制的布丁粉,用冷牛奶搅匀即可食用。蛋糕粉中加用预糊化淀粉,制蛋糕时加水易混成面团,包含水分和空气多,钵种较大。食品中加预糊化淀粉有抑制蔗糖结晶效果。虾饲料用预糊化淀粉为胶黏剂。

预糊化淀粉在非食品工业中的应用很广泛,石油工业应用预糊化淀粉于油井钻泥中,增加蓄水性和稠度。加用少量氯化钙或尿素对预糊化有促进作用,并使所得产品具有更优良性质,适于钻泥应用。

铸造工业应用预糊化淀粉为铸模沙心胶黏剂,冷水溶解容易,胶黏力强,倒入熔化金属时燃烧完全,不产生气泡,制品不致含“沙眼”表面光滑。

纺织工业应用预糊化淀粉于织物整理,家庭用衣物浆料也用预糊化淀粉配制。造纸工业用预糊化淀粉为施胶料。预糊化淀粉用作细煤粉、矿砂和饲料等压块的胶黏剂。

预糊化淀粉技术指标

项目 指标
外观 白色粉末、具有水溶性糊团,具有良好黏韧性
糊化性能 能在冷水中深胀成半透明糊状物
粘度(6%的水溶液) ≥600-1000mpa.s
PH值(1%的水溶液) 6-8
细度(通过80目筛) ≥90
灰份 ≤0.4
水分 ≤10.0

影响产品预糊化的因素

1、原料

淀粉品种不一,对预糊化淀粉有较大影响,主要是支链淀粉和直链淀粉比例不同。即使是同种淀粉,因产地、气候条件的变化,淀粉成分改变,产品糊化难易、糊化程度也有差别。淀粉颗粒大小不同,对糊化也有影响,颗粒大则易于糊化。

2、浆液浓度

浆液浓度的确定既要考虑淀粉糊化是否达最佳状态,又要考虑干燥效率,成本的降低。一般情况下,提高浆液浓度,产品糊化度下降。

3、干燥温度

产量一定时干燥温度越高,产品的糊化度越高。

4、浆膜厚度

浆膜过厚,糊化较难,且不均匀,易出现夹心现象。滚筒转速、浆液浓度、进料量等因素都影响浆膜的厚度。

5、添加剂

直接加热淀粉乳只有80%糊化,在淀粉糊化过程中,加入一些添加剂有助于进一步提高糊化度。NaHC03、NaOH能降低淀粉聚合度,从而使淀粉易于糊化,添加量为干淀粉质量的0.5%左右。单硬脂酸甘油酯等能与直链淀粉的螺旋环嵌合而抑制淀粉老化,也有利于淀粉糊化,添加量为干淀粉质量的0.2%~0.5%。

预糊化淀粉应用领域

预糊化淀粉在食品中的应用

预糊化淀粉在预糊化过程中,水分子破坏了淀粉分子间的氢键,从而破坏了淀粉颗粒的结晶结构,使之润胀溶于水中,因此易被淀粉酶作用,利于人体消化吸收。预糊化淀粉的这一性质,可用于生产老人及婴幼儿食品、婴儿代乳食品;预糊化淀粉吸水性强,黏度及黏弹性都比较高,用在鱼糜系列产品、火腿、腊肠等食品中可提高成型性,增强弹性,并防止失水,使产品饱满滑嫩;预糊化淀粉的保水性强,用在烘烤食品,如在蛋糕、面包中,添加4%左右的预糊化淀粉可使产品保持柔软蓬松,延缓老化。

另外,可作为西式糕点表面糖霜的保湿剂,也可抑制蔗糖结晶;预糊化淀粉冷冻稳定性好,可用于稳定冷冻食品的内部结构,速冻食品中加入适量预糊化淀粉,可避免产品在速冻过程中裂开,提高成品率,从而降低生产成本;预糊化淀粉分散性能好,而且有增稠稳定作用,在速溶麦片、杏仁糊、鸡精、果酱和苹果馅饼填充物中都有应用;预糊化淀粉凝胶有一定强度,这种混合预糊化淀粉可代替布丁用凝胶;预糊化淀粉冷水可溶,省去了食品蒸煮的步骤,且原料丰富,价格低,比其他食品添加剂经济,故常用于方便食品中;在面条中添加适量预糊化淀粉可减少面条断头,并可快速煮熟等。

1、在糖果中的应用

(1)替代高粱淀粉生产高粱饴软糖

当缺少高粱淀粉时,可根据高粱淀粉糊的性质,找出两种淀粉来代替高粱淀粉。在实际生产中,常常采用等量的玉米淀粉与马铃薯淀粉混合,这种混合的淀粉糊性质很接近高粱淀粉糊的性质,在透明度方面,丝的长度上还优于高粱淀粉。两种淀粉混合使用,可取长补短,对淀粉糊的性能进行了强化:马铃薯的长丝弥补了玉米淀粉糊的短丝;而玉米淀粉冷却后可结成很强的混胶体,又弥补了马铃薯淀粉糊的弱凝胶体,马铃薯淀粉冷却后生成的透明凝胶体,又弥补了玉米糊的不透明凝胶体;玉米淀粉糊具有较稳定的“黏度热稳定性”,又弥补了马铃薯淀粉糊不稳定的“黏度热稳定性”,再加上两者均具有较高的热黏度,所以两种淀粉混合使用,也能生产出质量很好的不含高粱淀粉的高粱饴软糖。

(2)淀粉软糖

淀粉软糖的主要成分:蔗糖35%~45%,淀粉糖浆(干固形物)35%~45%,变性淀粉12%~13%,水分14%~18%。

在方便食品中的应用

预糊化淀粉广泛应用于各种方便食品中,食用时省去蒸煮操作,起到增稠、改进口感等作用。例如用预糊化淀粉配制的布丁粉,用冷牛乳搅匀即可食用。蛋糕粉中加用预糊化淀粉,制蛋糕时加水易制成面团,所包含的水分和空气多,体积较大。食品中加预糊化淀粉有抑制蔗糖结晶的效果。

2、在饮料中的应用

(1)橙汁晶

由于预糊化淀粉在温热水或凉水中溶解度低,因此不宜以高剂量加人固体饮料中,同对照组相比,按成品量的5%~7%加入为宜,可部分取代常用增稠剂如阿拉伯胶等。高于这个剂量,加水兑成果汁后,其分层严重,具粉末感,色泽灰白。

(2)浓缩橙汁

在加糖浓缩橙汁制作过程中,由于淀粉被加热糊化,能较好地溶解而分散于果汁中,以0.25%~0.5%的剂量加入为宜,其结果与对照组不相上下,可部分取代羧甲基纤维素钠、褐藻胶等增稠剂。如加入剂量过高(>0.75%),成品3~5d后即出现分层现象,30d后分层严重,瓶底出现明显的白色沉淀,而且成品色泽也发白变浅。测定其黏度表明,随着淀粉添加量的增加,黏度上升,最高达到9.2mPa·s(1%用量)。

(3)粒粒橙汁

在粒粒橙汁中加入少量淀粉,可增强琼脂的稳定性,但若添加量过多,则严重分层。同对照组相比,最适添加量是0.25%,若高于0.25%,则会降低琼脂的黏度,从而影响其囊胞悬浮性,也影响到色泽,使之混浊和发白。

(4)橙肉酱

橙肉酱的增稠剂一般使用果胶和琼脂,若能用淀粉部分取代,可降低成本。根据试验表明,使用2%的淀粉,可取代50%的琼脂使用量,除色泽稍发白外,其他感官标准与对照组无异。但是若淀粉添加量过多(>2%),色泽和口感明显变差,特别是添加到6%时,不仅色泽变灰白,而口感粗、硬,有十分明显的面糊感。

(5)橘饼

橘饼制作完毕后,一般黏蔗糖作糖衣,使本来糖度就很高的橘饼更加甜腻,而且易吸温潮解。若把50%预糊化淀粉和50%蔗糖粉混合,并加少量腼脂红色素作糖衣,效果很好,既降低了糖度,降低了成本,防止了潮解,又使橘饼外观更美。

预糊化淀粉可用于柑橘汁(含固体饮料)和柑橘酱,作增稠剂,也可用于橘饼作糖衣,不同程度地部分取代通常用的增稠剂如果胶、琼脂、褐藻胶和羧甲基纤维素钠等,由此可降低成本。用作糖衣,还可改进外观,但是要注意使用量,若添加过多,会影响其感官质量。

预糊化淀粉在鳗鱼养殖上的应用

通常用于鳗鱼颗粒饲料制作的粘合剂,该粘合剂无毒、易消化、有营养;透明;直到鳗鱼吃完前,一直维持颗粒的整体形状;不被水中的溶质溶解;不粘设备。预糊化淀粉是最好的鳗鱼饲料粘合剂,一般添加量为20%。

预糊化淀粉在化妆品行业上的应用

爽身粉是一种常用的护肤品,一般用滑石粉、淀粉及其它辅料制成。现如今国外用糊化淀粉来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点外,还具有皮肤亲合性好、吸水性强等特点。

预糊化淀粉在制药工业上的应用

一般的西药片是由药用成分、淀粉粘接剂、润滑剂等组成。其中的糊化淀粉除了起物质平衡作用外,还起粘合剂的作用。除了能满足医用要求外,还具有成型后强度高,服后易消化,易溶解及无毒副作用等特点。

预糊化淀粉在建材行业的的应用

高粘度预糊化淀粉在建材工业具有及其广泛的用途,用量很大,可以作为缓凝剂、保水剂、增稠剂和黏结剂。在普通干混砂浆、外墙外保温砂浆、自流平砂浆、干粉抹面黏结剂、瓷砖黏结干粉砂浆、高性能建筑腻子、抗裂内外墙腻子、防水干混砂浆、石膏灰泥、刮涂补白剂、薄层接缝等材料中起到重要的作用、对灰泥体系的保水性、坚固性、缓凝性和施工性有重要的作用。

预糊化淀粉在纺织工业中的应用

在纺织工业中广泛地用作上浆剂。

预糊化淀粉在金属铸造中的应用

在金属铸造中作砂型粘合剂,浇铸过程中不产生气泡,不出砂眼,铸面光滑。

预糊化淀粉在石油行业中的应用

在石油行业中用于钻井中泥浆降滤失剂,可稳定井壁,预防粘卡,不堵塞油气层。

预糊化淀粉在型煤行业中的应用

在型煤行业用于粘合剂。

预糊化淀粉在造纸行业和纸箱业中的应用

在造纸行业和纸箱业中用于粘合剂和施胶剂。

预糊化淀粉在香行业中的应用

在蚊香、卫生香、佛香行业可取代CMC等粘合剂。

包装、贮存

25公斤/袋,含内衬编织袋包装。

贮存:应存放于干燥、通风、阴凉处。

贮存期:一年。

参考资料
1.食品增稠剂 第二版_12127108 黄来发[]
2.预糊化淀粉指标及用途[2018.06.29]
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