第ｌ８卷第５期（２０１３） 甘音高旰亍才县 预糊化淀粉的性质、特点、制备及其应用 童 丹 （定西师范高等专科学校生化系，甘肃定西７４３０００） 摘要：预糊化淀粉是一种物理变性淀粉，其主要特点是能够在冷水中溶胀溶解，形成具有一定粘度的糊 液。使用方便，且其凝沉性比原淀粉小，应用非常广泛．论述了预糊化淀粉的生产工艺和方法、性质及其在食品、 医药、铸造、石油钻井、养殖业、香制品行业的应用，为预糊化淀粉的开发和应用提供参考依据． 关键词：预糊化淀粉；淀粉；变性淀粉 中图分类号：￥５３２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８—９０２０（２０１３）０５—０２１—０４ 天然淀粉具有微晶胶束结构，冷水中不溶解膨 相同．其性能可用糊化度（ 化度）、复水性、粘度、粒 胀，对淀粉酶不敏感，这种状态的淀粉称为Ｂ一淀粉． 径、白度、ｐＨ值、凝胶强度及弹性等指标衡量．主要 由于天然淀粉的这些固有性质制约其在工业中的应 的性能指标如下： 用．因此在淀粉所具有的固有特性的基础上，为改：善 （１）糊化度（０【化度） 淀粉的性能和扩大应用范围，利用物理、化学和酶法 指一定数目产品中预糊化淀粉所占比例．Ｏ／．化 处理．改变淀粉的天然性质，增加其某些功能性或引 度值直接影响产品质量．仅化度值的测定主要采用 进新的特性．使其更适合于一定的应用要求．这种经 双折射法和酶分析法． 过二次加工，改变了性质的产品统称为变性淀粉． 淀粉在预糊化过程应全部糊化，糊化比例愈高． 预糊化淀粉也称为仅一淀粉，是一种物理变性淀 则预糊化淀粉的性能愈优良．但通常工业化生产的 粉。是将原淀粉在一定量的水存在下进行加热处理 预糊化淀粉仍保留少部分未糊化的淀粉。因此在偏 后。淀粉颗粒溶胀成糊状．规则排列的胶束结构被破 光显微镜下观察，仍可发现偏光十字。这是由未完全 坏，分子间氢键断开，水分子进入其间，这时在偏光 糊化的淀粉造成的． 显微镜下观察失去双折射现象，结晶构造消失，并且 淀粉要完成整个糊化过程，必须要经过三个阶 容易接受酶的作用．生产预糊化淀粉的原理就是在 段：可逆吸水阶段、不可逆吸水阶段和颗粒解体阶段． 热滚筒表面使淀粉乳充分糊化后，迅速干燥；或在挤 第一个阶段即可逆吸水阶段．淀粉处在室温条 压设备内淀粉受到高温高压作用。从微细的喷嘴喷 件下，即使浸泡在冷水中也不会发生任何性质的变 出，压力骤降，淀粉颗粒瞬间膨化，由原Ｂ一结构转为 化．存在于冷水中的淀粉经搅拌后则成为悬浊液．若 ｏ【一结构． 停止搅拌淀粉颗粒又会慢慢重新下沉．在冷水浸泡 １．预糊化淀粉的性质 的过程中，淀粉颗粒虽然由于吸收少量的水分使得 天然淀粉具有微晶体结构，在冷水中不溶解、不 体积略有膨胀，但却未影响到颗粒中的结晶部分，所 膨胀，对淀粉酶不敏感．将天然淀粉与一定量水加 以淀粉的基本性质并不改变．处在这一阶段的淀粉 热，可使规则排列的胶体结构破坏。分子间氢键断 颗粒，进入颗粒内的水分子可以随着淀粉的重新干 裂，水分子进入其内部，结晶结构消失，失去双折射 燥而被排出，干燥后仍完全恢复到原来的状态．故这 现象且易受酶的作用，这一过程就是淀粉的糊化．完 一阶段称为淀粉的可逆吸水阶段． 全糊化的淀粉在高温下迅速干燥脱水，将得到氢键 第二个阶段即不可逆吸水阶段．淀粉与水处在 仍然断开、多孔状的、无明显结晶现象的淀粉颗粒， 受热加温的条件下，水分子开始逐渐进入淀粉颗粒 即为预糊化淀粉． 内的结晶区域，这时便出现了不可逆吸水的现象．这 由于预糊化淀粉的性能不同，其应用领域也不 是因为外界的温度升高，淀粉分子内的一些化学键 收稿日期：２０１３—０７—１５ 作者简介：童丹（１９７５一），女，甘肃会宁人，讲师．研究方向：马铃薯变性淀粉加工 ２１ 笙 鲞箜 塑 １３） 童丹：预糊化淀粉的性质、特点、制备及其应用 Ｖ。１．１８ Ｎｏ．５（２０１３） 变得很不稳定，从而有利于这些键的断裂．随着这些 化学键的断裂，淀粉颗粒内结晶区域则由原来排列 紧密的状态变为疏松状态，使得淀粉的吸水量迅速 增加．淀粉颗粒的体积也由此急剧膨胀，其体积可膨 胀到原始体积的５０～１００倍．处在这一阶段的淀粉如 果把它重新进行干燥，其水分也不会完全排出而恢 复到原来的结构，故称为不可逆吸水阶段． 第三个阶段即颗粒解体阶段．淀粉颗粒经过第 二阶段的不可逆吸水后．很快进人第三阶段一颗粒 解体阶段．因为，这时淀粉所处的环境温度还在继续 提高，所以淀粉颗粒仍在继续吸水膨胀．当其体积膨 胀到一定限度后，颗粒便出现破裂现象，颗粒内的淀 粉分子向各方向伸展扩散，溶出颗粒体外，扩展开来 的淀粉分子之间会互相联结、缠绕，形成一个网状的 含水胶体．这就是淀粉完成糊化后所表现出来的糊 状体． （２）复水性 预糊化淀粉的复水性是影响淀粉性能的重要性 质．粒度细的产品溶于水生成的糊．具有较高冷粘 度，较低热粘度，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．生成的糊冷 粘度较低，热粘度较高． （３）粘度 预糊化淀粉由于生产方法不同．产品的性能也 不同．Ｃｈｉａｎｇ等报道挤压法生产的预糊化淀粉，由于 挤压机的强剪切力，使淀粉大分子降解较为严重，因 而在糊的粘度、吸水指数、溶解指数和粘弹性等方面 均低于滚筒法；同一生产方法，不同原料生产的预糊 化淀粉性能亦不相同：不同原料品种淀粉糊因其分 子链结构不同．而具有不同的粘度值．如预糊化马铃 薯淀粉的粘弹性比其他预糊化淀粉好，稳定性也好， 比较适合于用作鳗鱼饲料的粘结剂．它也可用作观 赏鱼浮性饲料的粘结剂。使饲料颗粒光滑度增大，同 时鱼也喜欢食用．通常采用布拉班德（Ｂｒａｂｅｒｄｅｒ）粘 度计、恩式（Ｅｎｇｌｅｓ）粘度计测定粘度． ２．预糊化淀粉的生产工艺和方法 预糊化淀粉的生产工艺包括加热原淀粉乳使淀 粉颗粒糊化、干燥、磨细、过筛、包装等工序．根据生 产预糊化淀粉所使用的设备不同，其生产方法可分 为喷雾法、热滚法、挤压膨化法和微波法等数种． ２．１喷雾法 先将淀粉配浆，再将浆液加热糊化，将所得的糊 用泵送至喷雾干燥塔进行干燥后得成品．淀粉浆液 ２２ 浓度应控制在１０％以下，一般为４％～５％。糊粘度在 ０．２Ｐａ・ｓ以下．浆液浓度过高，糊粘度太大会带来泵 输送和喷雾操作困难．采用这种方法，由于淀粉浆液 浓度低，水分蒸发量大，能耗随之增加，所以生产成 本高． ２．２热滚法 热滚法是利用滚筒式干燥机来进行生产的．它是 将淀粉乳喷洒在加热的滚筒表面，使其糊化、干燥． 热滚法是传统的生产预糊化淀粉的方法．其工 艺可分为配浆、糊化干燥、粉碎、包装、分析等五步． 配浆的淀粉浆液浓度一般控制在２０％～４０％，最高可 达４４％．配浆有两种方式：一种为淀粉加入水中搅拌 所得；另一种为原淀粉生产厂未经离心的淀粉浆液． 滚筒式干燥机有单滚筒和双滚筒两种。双滚筒 干燥机剪切力大，能耗也大，但容易操作．单滚筒干 燥机剪切力、能耗均较双滚筒低．但不易控制．滚筒 式干燥机的工作原理是通蒸汽于筒内加热．双筒相 反方向旋转，原淀粉乳浓度可高达４４％，分布于筒 表面上，形成薄层，受热（１５０ １８０￣Ｃ）糊化，干燥到水 分约５％，被刮刀刮下．操作似乎很简单，但要保持淀 粉乳进料均匀地分布于滚筒表面上，糊化、干燥、刮 下，需要严格的控制操作．滚筒面上的膜厚度要适 当，过簿则生产能力低，产品密度低：过厚则较难干 燥，可能局部未干燥好，粘住刮刀．所以在生产工程 中浆液浓度、进料量、滚筒旋转速度、温度等重要参 数要调整适当，才能得到理想产品． 另外，淀粉乳也可先经化学法或酶法处理变性， 或添加其他物料，如盐、碱性物（糊化助剂）、表面活 性剂以防止粘滚。以改进产品的复水性． ２－３挤压膨化法 利用螺旋挤出机的原理．通过挤压摩擦产生热 量使淀粉糊化，然后由顶端小孔以爆发形式喷出，通 过瞬间减压而得以膨胀、干燥．此工艺的主要参数 为：进料的水分含量、挤压温度、螺旋转速、压力等． 想要得到理想的产品，这几个参数必须调整适当． 此法的优点是进料含水分少，能耗较低，生产成 本也较低，但由于受高强剪切力的影响，产品粘度 低．粘弹性差． ２－４微波法 此法是一种较新的工艺，利用微波使淀粉糊化、 干燥．然后经粉碎得到成品．此法基本上消除了剪切 力的影响．但尚未在工业上实施． ３．预糊化淀粉在工业中的应用 ３．１预糊化淀粉在食品工业中的应用 第１８卷第５期（２０１３） 寸音高奸亍拒 Ｖｏ１．１８ Ｎｏ．５（２０１３） （１）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，使之溶胀 溶于水中。因此易被淀粉酶作用，有利于人体消化吸 收．利用预糊化淀粉的这一性质，可用于生产老人及 婴幼儿代乳食品． （２）预糊化淀粉的吸水性和保水性强、粘度及粘 弹性都比较高．可添加在烘烤食品中，如在蛋糕、面 包的加工中添加４％左右的预糊化淀粉，加水时易 混成面团，包含水分和空气多，可使其体积膨松，改 善口感．另外，可作为西式糕点表面糖霜的保湿剂， 可抑制蔗糖结晶．在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． （３）预糊化淀粉分散性能好，而且有增稠稳定作 用．在食品工业中使用预糊化淀粉可省去蒸煮操作， 并且还起到增稠、改善口感的作用．因而可用于软布 丁、调料剂、脱水汤料、果汁软糖、休闲食品、油炸食 品等作增稠剂和保形剂．例如，用预糊化淀粉配制的 各种营养糊类、速溶汤料等，用温水即可冲服食用． （４）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 常用于各种方便食品中．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． ３．２预糊化淀粉在医药工业中的应用 预糊化淀粉在医药工业中作为药片粘合剂．一 般的西药药片是由药用成分、淀粉、粘合剂等组成， 其中淀粉主要起到物质平衡作用．用预糊化淀粉除 了起物质平衡作用外，还起到粘合剂作用，这样就减 少了加入其他粘合剂引起的不必要的副作用．用预 糊化淀粉代替淀粉和粘合剂制成药片除了能满足医 用要求外，还具有成型后强度高，服用易消化、易崩 解及无副作用等特点． ３．３预糊化淀粉在铸造工业中的应用 预糊化淀粉在铸造工业中作为铸模砂心粘合 剂．冷水溶解容易．胶粘力强，倒入熔化金属时燃烧 完全，不产生气泡，因而制品不致含“沙眼”，表面光 滑，且强度高．此外，用预糊化淀粉代替膨润土作为 矿粉冶炼粘合剂．可减少环境垃圾及污染． ３．４预糊化淀粉在石油工业中的应用 在石油钻井中作泥浆降滤失剂．能降低泥饼的 渗透性，对稳定井壁、预防粘卡和不堵塞油气层都是 有利的．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 化淀粉为施胶剂． 加入少量氯化钙或尿素对预糊化有促进作用， 并使得产品具有更优良的性质，适于钻井应用． ３．５预糊化淀粉在养殖业中的应用 用于养殖业．主要是配用在鳗鱼、甲鱼饲料中． 通常用的鳗鱼饲料为颗粒状，由富含维生素等营养 成分的饲料粉、油脂及一定比例的粘合剂等组成，要 求有较强的粘性和弹性，并能在水中长时间不散 （１６ｈ～２Ｏｈ），另外还要具有以下特点：无毒、易消化、 有营养、透明：直至鳗鱼吃完前一直维持颗粒整体现 状：不被水溶解，加工时不粘设备．预糊化淀粉用于 鳗鱼饲料粘合剂不仅很好的满足上述要求，而且还 能使其营养成分增加，无任何副作用．随着研究的不 断深化。预糊化淀粉在饲料工业中的应用会越来越 广泛． 同一生产方法，不同原料生产的预糊化淀粉性 能亦不相同．如预糊化马铃薯淀粉的黏弹性比其他 预糊化淀粉好，比较适合于用作鳗鱼饲料的黏结剂． 它也可用作观赏鱼浮性饲料的黏结剂，使饲料颗粒 光滑度增大，同时鱼也喜欢食用． ３．６预糊化淀粉在香制品行业的应用． 近年来，国外用预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， 还具有皮肤亲和性好、吸水性强的特点． 由于预糊化淀粉的冷水速溶性、高分散性、高吸 油性、高粘度和高膨胀性等特点，其应用非常广泛， 国外已广泛应用于食品、化工、养殖、医药、纺织、铸 造、石油钻探和造纸等行业．我国对预糊化淀粉的研 究和应用始于２Ｏ世纪８０年代．近几年。随着社会发 展和工业技术的进步。对质优价廉的预糊化淀粉需 求量急剧增加，供求矛盾日益突出．由于生产原料、 生产设备及技术水平等方面的原因，我国生产的预 糊化淀粉质量一直落后于国际先进水平，不论从产 品的质量还是数量上．均不能满足我国市场的需求． 由于应用领域不同，对预糊化淀粉性质的要求也不 尽相同，如粘度、透光率、冻融性等，优良的预糊化淀 粉要结合具体要求进行制备．如何改进预糊化淀粉 的制备工艺和技术，提高预糊化淀粉的品质并进一 步推广其在各行业领域的应用，这对发展我国淀粉 工业具有重要意义． 参考文献： ［１］张燕萍．变性淀粉制造与应用［Ｍ】．北京：化学工业出版 社．２００７． ［２】张力田．变性淀粉【Ｍ】．广州：华南理工大学出版社， 第ｌ８卷第５期（２０１３） ｌ９９９． 童丹：预糊化淀粉的性质、特点、制备及其应用 大学学报，１９９５，２３（１）：１００一ｌ０４． Ｖｏ１．１８ Ｎｏ．５（２０１３） 【３】张友松．变性淀粉生产与应用手册【Ｍ】．北京：中国轻工 业出版社。２ｏｏ７． 【７】董海洲，刘冠军，侯汉学等．预糊化淀粉制备新工艺的 研究［Ｊ】．粮食与饮料工业，２００６，（５）：１５一Ｉ６． ［８】刘云．预糊化淀粉在膨化食品中的应用【Ｎ】．中国食品 报．２０１１－０７—１８． 【４］吕莹果，郭玉，高学梅．预糊化淀粉制备、性质及其在食 品工业中应用『Ｊ］．粮食与油脂，２０１２（７）：４７—４９． 【５】刘亚伟．变性淀粉在食品工业中的应用［Ｊ】．农产品加 工，２０１１，（３）：１０—１１． 【９】袁立军．交联酯化预糊化木薯复合变性淀粉制备及其 应用研究【Ｄ】．华南理工大学，２０１０． 【６】李志达，吴永然，陈剑锋等．预糊化淀粉的研制［Ｊ］．福建 Ｎａｔｕｒｅ，Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｒｅｇｅｌａｔｉｎｉｚｅｄ Ｓｔａｒｃｈ ａｎｄ Ｉｔｓ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ ＴｏＮＧ Ｄａｎ （Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ，Ｄｉｎｇｘｉ Ｔｅａｃｈｅｒｓ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｄｉｎｇｘｉ Ｇａｎｓｕ ７４３０００） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｒｅｇｅｌａｔｉｎｉｚｅｄ ｓｔａｒｃｈ ｉｓ ａ ｋｉｎｄ ｏｆ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｄｅｎａｔｕｒａｔｅｄ ｓｔａｒｃｈ．Ｉｔｓ ｍａｉｎ ｃｈａｒａｃｔｅｍ ａｒｅ ｔｈａｔ ｉｔ ｃａｎ ｓｗｅｌｌ ａｎｄ ｄｉｓｓｏｌｕｔｅ ｉｎ ＣＯｌｄ ｗａｔｅｒ ｔｏ ｆｏｒｍ ｐａｓｔｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ａ ｃｅｒｔａｉｎ ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ．Ｉｔ’Ｓ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｉｔｓ ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｃｅ ａｎｄ ｉｔｓ ｒｅｔｏｇｒａｄａｔｉｒｏｎ ｓｍａｌｌｅｒ ｔｈａｎ ｉｔｓ ｒａｗ ｓｔａｒｃｈ．Ｔｈｅ ａｒｔｉｃｌｅ ｄｅｖｅｌｏｐｓ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｐｒｅｇｅｌａｔｉｎｉｚｅｄ ｓｔａｒｃｈ，ｉｔｓ ｎａｔｕｒｅ ａｎｄ ｉｔｓ ＵＳｅＳ ｉｎ ｉｎｄｕｓｔｉｅｓ ｏｆｒ ｆｏｏｄ，ｍｅｄｉｃｉｎｅ，ｃａｓｔｉｎｇ，ｏｉｌ ｄｒｉｌｌｉｎｇ，ｌｉｖｅｓｔｏｃｋ ｂｒｅｅｄｉｎｇ，ｉｎｃｅｎｓｅ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ＳＯ ｔｈａｔ ｉｔ ｃａｒｌ ｏｆｆｅｒ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｒａｍｅ ｔｏ ｄｅｖｅｌｏｐ ａｎｄ ａｐｐｌｙ ｐｒｅｇｅｌａｔｉｎｉｚｅｄ ｓｔａｒｃｈ，ｓｔａｒｃｈ，ｍｏｄｉｉｆｅｄ ｓｔａｒｃｈ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｌｓ：ｐｒｅｇｅｌａｔｉｎｉｚｅｄ ｓｔｒｃｈ；ｄｅｎａｔａｕｒａｔｅｄ ｓｔａｒｃｈ 责任编辑：韩黎明