變性淀粉的制備方法及應用研究

◎ 陳大坤

（陽西美味鮮食品有限公司，廣西 陽西 529800）

隨著我國社會經濟的快速發展，變性淀粉在工業環境中的應用也變得越來越普遍。但由于變性淀粉的加工工藝較為復雜，再加上在當前工業發展過程中對淀粉加工工藝的標準要求也越來越高，使得變性淀粉在制備過程中需要關注多方面的要素，才能夠取得較好成效。當前我國變性淀粉加工企業的實際情況來看，很多企業在變性淀粉制備與管理的過程中還存在較多問題，不僅無法保證變性淀粉的質量，還帶來了嚴重的經濟損失?；诖耍疚膶ψ冃缘矸鄣闹苽浞椒ㄅc應用領域展開全方位的研究。

1 變性淀粉的制備方法分析

1.1 變性淀粉的類型與制備分析

1.1.1 物理變性淀粉的類型與制備分析

物理變性淀粉主要是指使用超高壓、機械法、濕熱法等物理手段獲取變性淀粉的方法。這種方式整體來說較為便捷，同時還具有綠色環保等特點，現結合這些制備方法來探索物理變性淀粉的內在性能。

（1）超高壓法。在使用超高壓法后，淀粉的內部分子質量分布、內部力學結構等多種參數均會發生較大的變化。通過進一步研究可以得知，這種變化主要與原生淀粉的種類有關，并在淀粉α-1,4糖苷鍵和α-1,6糖苷鍵等要素的比例變化方面表現也較為顯著[1]。這類變性淀粉可以作為增稠劑、涂膜劑等物質使用，在谷類食品和培烤食品中已經得到了較好的應用。

（2）機械法。機械法通常都體現為機械研磨，可以直接改變淀粉的物理性質。在機械研磨過程中，淀粉的內部晶體結構直接遭到破壞。特別是在對小麥淀粉進行機械研磨時，淀粉的顆粒形態、結構性質、糊化特性等很多參數都會產生較大變化。部分學者通過研究發現，使用超微粉碎法后淀粉的黏度出現了顯著下降，溶解度則明顯增加[2]。

（3）濕熱法。濕熱法處理對淀粉的形態、糊化、熱性能等參數均會產生顯著影響。這主要是因為淀粉在經過濕熱法處理后，內部的直鏈淀粉和支鏈淀粉分子結構發生重組，從而引起自身性能的變化。有學者指出，采用濕熱法處理木薯淀粉時，分子之間的穩定性會顯著提高，使得這類淀粉在加熱和剪切的過程中可以保持較高的穩定性[3]。

1.1.2 化學變性淀粉的類型與制備分析

化學變性淀粉主要是指使用氧化、酸改性、醚化等化學手段獲取變性淀粉的方法。這類方法可以顯著改善淀粉的功能性質，使得變性淀粉可以更好地滿足工業生產的相關需求。

（1）氧化淀粉。這類變性淀粉主要是在生產制備過程中使用雙氧水、過硫酸鈉等專項氧化劑對產物進行處理，改變淀粉的內部結構和外部性能。在具體制備的過程中，技術人員還要做好外部溫濕度環境、氧化反應時間、氧化劑種類等各類要素的靈活選擇，保證氧化淀粉的制備效果。有學者分析了高碘酸鉀作為氧化劑的氧化淀粉制備方式，并探究了這類氧化淀粉加入到工業材料中對材料性能的具體影響，拓展了氧化淀粉的工業應用途徑[4]。

（2）酸改性淀粉。這類變性淀粉在制備過程中主要是通過酸處理活動優化淀粉內部結構，使得內部的長鏈斷裂轉化為短鏈，同時直鏈也顯著增加，在冷卻時可以快速形成凝膠。這種特性也使得酸改性淀粉在果凍、軟糖等食品的制作過程中發揮較好的作用。

（3）醚化淀粉。這類變性淀粉主要是在堿性環境中與環氧丙烷進行醚化反應，最終得到具有更強的透明度和水溶性的變性淀粉。經過這類處理的變性淀粉有著更好的親水性和熱穩定性，使得變性淀粉的工業應用領域也得到了較好的拓展。

1.1.3 酶變性淀粉的類型與制備分析

酶變性淀粉的制備效率較高，同時最終成品也具有抗老化等多種優點。在工業實踐環境中，經常使用的酶主要有α-淀粉酶、糖化酶等。經過這類處理的變性淀粉在結晶度、黏度等參數方面有所降低，但溶解度顯著增加。有學者針對基于α-淀粉酶的酶變性淀粉制備過程進行了分析，發現加入α-淀粉酶后，淀粉內部顆粒狀結構直接被破壞，并從非晶體結構變為晶體結構，改善了淀粉的多種性能[5]。

1.1.4 復合變性淀粉的類型與制備分析

復合變性淀粉是指通過多種處理方式的綜合運用而形成的變性淀粉，具體分為交聯酯化淀粉、交聯醚化淀粉等。這類淀粉通過多種方式綜合處理以后，各項性能也變得更加突出，較好拓展了變性淀粉的應用場景。有學者將氧化以后的玉米淀粉采取乙醚化處理以后，就可以較好改善淀粉的糊化力學性能，降低其凝膠能力，并提高親水性和水溶性。

1.2 變性淀粉的安全制備策略

結合我國變性淀粉生產企業的經營現狀來看，變性淀粉在生產制備過程中發生了粉塵爆炸、干燥塔爆炸等安全事故，直接帶來了嚴重的經濟損失和人員傷亡。在這種情況下，企業應加強變性淀粉制備過程的動態管理，提前甄別各類安全隱患，降低變性淀粉制備的安全風險。對于變性淀粉生產企業來說，可以結合不同種類的變性淀粉制備過程展開全面分析，同時探索工藝流程中的主要危險源，形成基于各類危險源的風險矩陣體系，完成變性淀粉制備過程的動態安全管理工作。這里也結合變性淀粉制備的各個環節，探討安全制備的有效策略。

①投料環節。在投料過程中應該做好叉車設備輪胎的靜電檢測工作，同時還要使用防爆電機，并定期檢查防爆片。②淀粉干燥環節。淀粉干燥時需時刻觀察燃燒器的運作狀態，保證燃料的充分燃燒。與此同時，技術人員還要收集壓力排放數據，檢查送粉螺桿中的粉塵厚度，使其低于5 mm。此時，操作人員一定不能使用壓縮空氣吹掃設備處理粉塵，避免引發粉塵爆炸。③淀粉收集與包裝環節。這個環節應做好防靜電工作，同時還要控制傳動帶、金屬探測器、踢包機等各個設備的粉塵厚度不能超過5 mm。另外，技術人員還要做好生產環境的相對濕度控制，充分降低現場環境中的點火能，盡可能降低粉塵點燃爆炸的安全事故。

除此之外，變性淀粉生產企業還要定期進行生產場所巡視工作，明確生產場所中存在的安全隱患。為了更好明確當前存在的安全隱患，變性淀粉生產企業也可以結合生產工藝環節內容，提取安全生產的風險源與風險條件，最終制定相對完善的風險評估指標體系，可以在變性淀粉生產過程中進行風險評估，且便于，企業以后隨時考察變性淀粉的生產風險，使得安全生產理念可以貫穿到變性淀粉生產制備的全過程中，充分保證生產活動的安全性。

2 變性淀粉的應用領域分析

變性淀粉在當前我國很多行業中都得到了較為廣泛的應用，同時也取得了突出的應用效果。這里也結合我國行業發展現狀，立足于變性淀粉的各個應用場景和行業領域展開全方位的探索與分析。

2.1 在食品行業中的應用

淀粉本身就是一種食品輔料，經過物理、化學、酶處理等重新制備而成的變性淀粉，在食品行業中仍有較好的應用。結合當前我國食品行業的實際情況來看，變性淀粉在面制品、烘焙食品、速凍食品和制品等諸多食品制作過程中都得到了較好的應用。特別是在烘焙食品領域中，變性淀粉可以充分發揮自身在吸水膨脹方面的能力，顯著提高烘焙食品的含水量，同時還可以解決原生淀粉口感差、穩定性不高等問題。目前，很多烘焙食品已經開始積極使用變性淀粉來改善食品的整體口感，具體有烘焙果醬、裱花果膏、蛋糕制品等。

2.2 在紡織行業中的應用

結合我國工業發展的現狀，變性淀粉在紡織行業中也得到了較好的應用，主要體現在紡織生產所用的漿料方面，目前我國紡織輕紗上漿經常會使用到變性淀粉。隨著變性淀粉漿料行業標準的制定，紡織行業發展過程中結合自身行業生產需求和特點對變性淀粉的專項研究，在創新研發新型紡織產品時對變性淀粉的專用設計，這都說明了變性淀粉對紡織行業的發展具有十分重要的作用，同時也直接決定了紡織品的生產水平和創新成效。但需要注意的是，變性淀粉在紡織行業中應用也有可能帶來安全事故，比如粉塵爆炸等。因此紡織行業在使用變性淀粉的時候一定要做好安全防控工作，避免發生不必要的安全事故。

2.3 在化妝品行業中的應用

在當前化妝品行業中，變性淀粉也得到了較好的應用。特別是在當前我國社會民眾生活品質顯著提升的背景下，消費者也開始關注化妝品使用的安全性，綠色化妝品受到了更多消費者的青睞。在制作綠色化妝品時，相關工作者對天然原料進行合理改性，改性后的產品既保持其原有的綠色性能，又克服了不足之處，變性淀粉就是其中的一種。經一系列處理后的變性淀粉，其性能得到了較大優化，克服了原生淀粉的不足，同時也使乳液類化妝品的外觀特征得到了較好優化，并且在使用時也可以強化肌膚柔軟光滑的效果。

2.4 在環保行業中的應用

在環保行業中，變性淀粉也取得了較好的應用成效。目前我國環保行業領域中出現了很多變性淀粉吸附劑，在污水處理中取得了突出的應用效果。在使用變性淀粉制作吸附劑以后，不僅可以有效降低吸附劑的成本，同時也能夠顯著提高污水吸附過濾處理的綠色性。目前我國關于變性淀粉吸附劑的研究還處于起步狀態，在未來較長時間里也具有較為突出的應用前景。

3 結語

綜合來看，變性淀粉按照其處理方式不同，可以分為物理、化學、酶處理3大類，不同類別的變性淀粉在制備方法上也有顯著不同。在具體制備變性淀粉時，技術人員應結合變性淀粉的種類，設計完善全面的制備方案與工藝流程，做好安全管控工作，保證變性淀粉制備工作可以具有較高的綜合效益。