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交联淀粉
交联淀粉

交联淀粉是淀粉与具有两个或多个官能团的化学试剂反应,淀粉分子的羟基间形成醚化或酯化键而交联起来的一种衍生物。凡是具有两个或多个官能团,能与淀粉分子中两个或多个羟基起反应的化学试剂都可以作为交联剂。市面上的交联剂很多,但工业生产上普遍应用的为数不多,主要有三偏磷酸钠和三氯氧磷,前者具有两个官能团,后者具有三个官能团,这两种交联剂无毒,制成的交联淀粉可应用于食品工业。

交联淀粉可广泛用于食品、医药、造纸和石油等领域。

交联淀粉基本参数

产品名称交联淀粉英文名称Cross-linking Starch
原料来源淀粉变性方式化学变性
特点糊化温度高、抗剪切强和淀粉糊黏度稳定等应用领域食品、医药、造纸和石油

交联淀粉性质

交联淀粉是一种新的合成物质,属于变性淀粉中的一种。交联淀粉以淀粉为原料,以三氯氧磷、三偏磷酸钠、己二酸、六偏磷酸盐为交联剂,氢氧化钠为催化剂,对淀粉进行交联,交联后的淀粉其透光率降低,耐酸碱性、耐机械加工,耐剪切性增强,凝胶性能提高,但吸水能力减弱。淀粉分子的醇羟基于含有二元或多元官能团的化学试剂反应,使不同淀粉分子的羟基间联合起来呈现多维空间网状结构的淀粉衍生物。

交联淀粉特点

交联淀粉除具有原淀粉的优点外,还具有生物可降解和可再生的特点,适当交联度的淀粉具有良好的稳定性,所成薄膜耐弯曲性、抗拉性好,对纤维附着力较大、糊化温度高、抗剪切强和淀粉糊黏度稳定等特点。

交联淀粉基本原理

交联淀粉是指在两处以上的羟基上结合多官能团的淀粉生物。淀粉中含有多个羟基,这些羟基具有醇羟基的化学反应性能,可以与许多化合物反应,当某些化合物含有两个或两个以上能与羟基反应的基团时,就有可能在同一个分子或不同分子上的羟基之间形成交联。在支链淀粉的线链段和直链淀粉之间,由氢链相互连接的微晶区对淀粉颗粒的完整性起着重要作用。加热淀粉的悬浮液时,由于连接微晶区的氢键削弱,水分子容易进入微晶区,颗粒膨胀,最终分裂破碎,使粘度下降。此外,这种溶胶体对酸及机械剪切十分敏感,能使它显著变稀。

交联反应主要强化了颗粒中的氢键,交联化学键作用像分子间的桥梁,交联淀粉的水中加热时,氢键可能削弱或破坏,但是这种化学键使颗粒保持着程度不同的完整性。由于交联反应是以颗粒状的淀粉进行处理的,引入淀粉的化学交联键的量相对于淀粉的重量或颗粒中葡萄糖残基的数量来讲是十分小的。

交联淀粉生产工艺

制取交联淀粉的反应条件很大程度上取决于使用的双官能团或多官能团试剂。一般情况下,大多数反应是在淀粉悬浮中进行的,反应温度从室温到50℃左右,反应在中性到适当的碱性条件下进行,通常为了促进反应可用一些碱,但碱性过大,会使淀粉糊化或膨胀。完成交联反应后,应中和淀粉悬浮液,进行过滤、洗涤和干燥,以得到交联淀粉。

工艺流程:淀粉浆→反应罐→中和→稀释桶→除砂器→离心机→干燥→过筛→包装→成品

交联淀粉技术指标

项目 指标要求
外观 白色粉末或微黄色粉末
细度(100目筛通过率)≥ 99.50%
白度(%)≥ 70
灰分(%)≤ 0.5
斑点(个/cm2)≤ 4
水分(%)≤ 15

交联淀粉基本特性

(1)颗粒

交联后,在室温下用显微镜检测水中或甘油中的淀粉,发现淀粉颗粒的外形没有改变。只有当颗粒受热或被化学物糊化时,才显出交联作用对颗粒的影响。

(2)糊化特性

交联淀粉特性的改变取决于交联程度。原淀粉在热水中加热时,氢键将被削弱,如果粘度上升到顶峰,则表示已膨胀颗粒达到了最大的水合作用;然而,继续加热时维持颗粒在一起的氢键遭到破坏,使已膨胀的颗粒崩溃、分裂,且粘度下降。交联淀粉颗粒随氢键变弱而膨胀,但是颗粒破裂后,化学键的交联可提供充分的颗粒完整性,使已膨胀的颗粒保持完整,并使粘度损失降低到最小甚至没有。若交联程度中等,就有足够的交联键阻止颗粒膨胀。所以实际粘度是降低的。在高交联度时,交联几乎完全阻止颗粒在沸水中膨胀。

(3)抗剪切性

烧煮过的交联淀粉的分散表明其抗剪切性大于原淀粉,原淀粉的膨胀颗粒对剪切是敏感的,经受剪切时,它们迅速破裂,粘度降低。这种对剪切的敏感性可通过交联作用得到表明。

交联淀粉用途

在需要一种高粘度而又稳定的淀粉糊,特别是当这种分散系主要经受高温、剪切或者低pH值时,就要使用交联淀粉。交联作用可以是唯一的改性手段,但常常与其他类型的改性作用结合起来使用。

交联淀粉还用在纺织物的碱性印花浆中,使浆具有高粘度和所要求的不粘着的凝稠度。交联淀粉也用在瓦楞纸板粘合剂中,使之在强碱性条件下具有高粘度,在其他方面的应用还有石油钻井泥浆、印刷油墨、煤饼和木炭饼的粘合剂,干电池中固定电解质的介质,玻璃纤维上浆和纺织品上浆。

交联淀粉优势

交联淀粉的许多性能都比原淀粉优异,因此应用范围也广泛很多。首先交联淀粉提高了糊化温度和粘度,抗剪切力比原淀粉糊稳定程度有很大提高,原淀粉糊粘度受剪切力影响降低很多,而经低度交联便能提高稳定性,交联淀粉的抗酸、碱稳定性也大大优于原淀粉。交联淀粉可用于食品、医药、造纸、纺织等方面。

交联淀粉在食品中的应用

在食品工业中交联淀粉通常以单独交联或复合变性的形式在以下几个方面得到广泛应用。

1、在罐头、肉类制品

在罐头、肉类制品中使用交联酶化淀粉,因为淀粉经过交联后后,可提高淀粉的糊化温度,在罐头、肉类制品煮熟过程中,淀粉糊化慢,可缩短加热时间节约成本:并使罐头、肉类制品在用作增稠剂和稳定剂,可做色拉法的增稠剂。罐头制品在灭菌时无需添加凝胶剂,使罐头制品在灭菌过程中具有粘度低、传热快、升温快等特点,利于瞬间灭菌,灭菌后又能增稠。

2、方便面制品

在面制品生产中添加交联淀粉,可使面团保水起到缩短复水时间,降低表面张力,使丽团光洁,柔韧切割不起毛边,面条不易折断。另外此产品具有使丽条耐煮的性能。低耗油量,便面制品长时间泡煮不易断条,而且保持汤清。

3、调味品

在调味料中包括番茄酱、果酱、沙司中用作增稠剂和稳定剂,使酱稳定,长时间存放不分层,酱的外观有光泽、口感细腻。

4、饮料

利用交联淀粉对酸具有较强稳定性的特点,在酸奶作为稳定剂,增加酸奶的粘稠性及稳定性,改善其质地和口感,防止内容物脱水收缩和乳清的分离,使用交联酶化淀粉或投丙基交联淀粉效果较好。

5、冷冻食品

交联淀粉具有较高的冷冻稳定性和冻融稳定性,特别适于冷冻食品中应用。在低温较长时间冷冻或冻融,融化重复多次,食品仍保持原来的组织结构,不发生变化。

6、糕点、饼干类

经滚筒干燥后的交联淀粉可增加糕点体积,使糕点酥脆、柔软和耐贮藏。经滚筒干燥后的交联淀粉可增加糕点体积,使糕点酥脆、柔软和耐贮的淀粉颗粒中跑出,从而容易造成膨胀、松脆。另外在馅料中添加交联酶化淀粉,增加馅料的持水性,使馅料不易回生,贮存时间长,口感细腻。此外,在医药工业上,交联淀粉可用作橡胶制品的防粘剂和滑润剂。能用作外科手术橡胶手套的滑润剂。

交联淀粉在在医药工业中的应用

国外医用外科手术手套、乳胶套等乳胶制品的润滑剂使用的就是交联淀粉。高度交联淀粉受热不糊化,颗粒组织紧密,流动性好,适于橡胶制品的防粘润滑剂,因为有较好的滑腻感,对人体无害,无刺激,将逐步取代以往的滑石粉。高度交联的淀粉可用作杀虫药和除草剂的载体,喷雾使用方便;交联淀粉可作为排汗剂,含羧甲基或羟烷基的交联淀粉醚适合作为人体卫生吸收剂,吸湿能力达20倍,在卫生纸、外科用棉塞、病人体液的吸收剂中广泛应用。

交联淀粉在在纺织工业中的应用

交联淀粉可作为碱性纺织印花浆料,以满足对高粘度、柔软等性能的要求。由于交联淀粉在常压下受热颗粒膨胀但不破裂,用于造纸打浆和施胶效果很好。抗机械剪力稳定性高是用于波纹纸和纸箱类产品好的胶黏剂。

交联淀粉在其他方面的应用

石油井钻泥、印刷油墨、碳饼的粘结剂、干电池的电解质保留剂、玻璃纤维涂胶等也用交联淀粉。

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