馮琳 李權書

（廣西農(nóng)墾明陽生化集團股份有限公司）

摘要：乙?；u丙基淀粉酯是復合型的變性淀粉，具有親水性，具有糊化溫度低、糊液透明，凝 沉性弱，穩(wěn)定性高等特點，適用于食品加工中應用。本文對它的制備、性質(zhì)及應用進行了介紹。

關鍵詞：乙?；u丙基淀粉酯，食品中的應用，凍融穩(wěn)定性

淀粉可廣泛應用于食品、紡織、造紙、醫(yī)藥、飼料、石油鉆井、鑄造、建筑涂料 等工業(yè)之中，它作為一種可再生資源，已成為重要的工業(yè)原輔料。而食品用變性淀粉 是食品工業(yè)的重要原輔料或加工助劑，直接影響著食品工業(yè)的發(fā)展。如何更好的開發(fā) 利用食品用變性淀粉是淀粉工業(yè)的重要任務之一。自 20 世紀 40 年代，西方經(jīng)濟發(fā)達 國家開始規(guī)?；a(chǎn)變性淀粉，美國食品用變性淀粉達 500 種以上，用量在 50 萬噸 以上。我國變性淀粉的開發(fā)和生產(chǎn)起步較晚，但發(fā)展較快，經(jīng)過 20 多年的發(fā)展巳初 具規(guī)模。

羥丙基淀粉由于其存在的醚鍵穩(wěn)定性高，親水性好，具有良好的低溫糊化性，粘 度穩(wěn)定性，成膜性好，膜柔韌透明，最廣泛的應用是在食品中用作增稠劑【1】。目前， 國內(nèi)除有個別廠家生產(chǎn)單一變性的羥丙基淀粉產(chǎn)品外，與乙?；瘡秃献冃缘牡矸郛a(chǎn)品 鮮少介紹。隨著我國的經(jīng)濟發(fā)展，各行業(yè)對羥丙基淀粉的需求量逐年增加，利用我區(qū) 豐富的木薯淀粉資源為原料，進行了乙?；u丙基淀粉酯的研制，該工藝操作簡單， 產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，逐步向工業(yè)化生產(chǎn)發(fā)展。

1.乙?；u丙基淀粉酯的制備

1.1 反應機理

羥丙基淀粉是環(huán)氧丙烷與淀粉發(fā)生親核取代反應所得到的醚化類淀粉，環(huán)氧丙烷 是一個不對稱的環(huán)形結構，醚化反應主要發(fā)生在仲醇碳原子上，得α－羥丙基淀粉衍 生物【2】。乙?；磻橇u丙基淀粉跟醋酸酐發(fā)生酯化反應所得到的復合變性淀粉，反 應均是在堿性條件下進行，如下反應式：

1.2 生產(chǎn)工藝

1.2.1 試劑：木薯淀粉：本公司生產(chǎn)

環(huán)氧丙烷：上海試劑一廠，化學純

醋酸酐：湖北，工業(yè)級

氯化鈉：市售工業(yè)級

液堿：南寧化工股份有限公司

1.2.2 儀器：電熱恒溫水浴鍋、數(shù)顯恒速攪拌器、托盤天平、1000ml 三口瓶、2 PHB－4 型便攜式 pH 計 

1.2.3 工藝流程： 淀粉→調(diào)漿→加鹽、加堿→加入還氧丙烷→攪拌 0.5h→升溫反應→洗滌→調(diào)漿→ 加入醋酸酐反應→中和→洗滌→離心脫水→干燥→包裝→成品

1.2.4 操作要點： 采用濕法反應工藝，淀粉調(diào)漿濃度 19Be’，在淀粉漿中加入 5％NaCl，用堿液調(diào) 淀粉漿體系 pH 值 10.5，向體系中加入環(huán)氧丙烷，在室溫下反應 0.5h，然后升高溫度 反應一定時間，降溫至 30℃以下，加入醋酸酐進行酯化反應，反應結束后用鹽酸中 和淀粉漿到 pH 值 6－7，洗滌、過濾、干燥即得成品。此法反應均勻，產(chǎn)品性能較穩(wěn) 定，易形成工業(yè)化生產(chǎn)。

1.3 醚化反應的影響因素

影響該醚化反應的因素主要有堿的用量，反應溫度、反應時間、體系的封閉狀態(tài) 及反應體系水分影響等，酯化反應的影響因素與醚化反應相類似。

1.3.1 堿量影響：

堿的加入量直接影響反應效率，對此反應是否接上基團至關重要，堿量過少反應 基團不易接上，影響淀粉的凍融穩(wěn)定性及粘度；堿量過多，易導致淀粉糊化，淀粉顆 粒變黃。以凍融穩(wěn)定性為判定標準，對比了反應 pH 值與粘度的關系，如下表 1， pH=10.5 時凍融穩(wěn)定性好，糊液粘度高。

表 1 pH 值與粘度對比關系

實驗條件：固定漿液濃度、反應溫度、時間、藥品量等參數(shù)

1.3.2 反應溫度及時間的影響：

溫度過低，反應速度慢反應時間長，不利于生產(chǎn)操作，影響生產(chǎn)的連續(xù)性；溫度 過高，反應速度快，但加速了環(huán)氧丙烷的揮發(fā)，對反應效率有所影響，且淀粉在高溫 堿性條件下易糊化。 反應效率隨反應時間的延長而增加，當反應超過 10h，產(chǎn)品粘度增加很小，反應 基本完全【3】。

1.3.3 體系封閉狀態(tài)的影響 因環(huán)氧丙烷的沸點低，bp＝35℃，易揮發(fā)，所以反應應在封閉系統(tǒng)下進行，且環(huán) 氧丙烷對人體皮膚及呼吸道有刺激性，應做好防護工作。

1.3.4 體系水分的影響 雖然反應不需要消耗水，但如果反應體系中水含量過少，淀粉顆粒沒有充分吸水 膨脹就會萎縮，不利于試劑進入淀粉顆粒的無定形區(qū)，R．J 惠斯特勒認為【4】，晶體 結構完整的淀粉衍生物中，取代基絕大部分在無定形區(qū)中，所以，變性反應之前，應 使淀粉顆粒充分吸水膨脹。淀粉漿濃度控制在 35－40％為最佳。

2.乙酰化羥丙基淀粉酯的性質(zhì)

2.1 凍融穩(wěn)定性

羥丙基具有親水性，能減弱淀粉顆粒的內(nèi)部氫鍵強度，能保持淀粉糊中水分析出， 使羥丙基淀粉凍融穩(wěn)定性高，重復多次，仍保持原來膠體結構。

表 2 凍融穩(wěn)定性表

實驗條件： 4％糊液，冷凍后室溫解凍，測其 20℃粘度，原始糊液為透明、彈性、有拉絲

2.2 糊粘度穩(wěn)定性 羥丙基淀粉糊粘度穩(wěn)定是最大優(yōu)點。選擇反應條件相同的三個樣品進行粘度對比 試驗，并比較 3h/1h 的穩(wěn)定性。如下表 3 表

實驗條件：4％糊液，95℃粘度并保溫 3h，分別測 1h、2h、3h 的 95℃粘度。

2.3 透光率

淀粉經(jīng)羥丙基化后透光率有明顯的提高，糊液放置不泛白，凍融 5 次后仍呈透明 狀態(tài)。λ＝550nm，2％淀粉糊液，原淀粉 T＝20.1％，乙酰化羥丙基淀粉 T＝25.6％， 透光率提高 27.4％。

3.乙?；u丙基淀粉酯在食品加工中的應用

變性淀粉在食品工業(yè)中的作用已逐步得到認識，變性淀粉在食品工業(yè)中的使用范 圍和使用量逐步得到拓展和加大。10 年前，我國還很少有企業(yè)生產(chǎn)食品用的變性淀 粉。而近十年來，隨著食品加工業(yè)的發(fā)展和變性淀粉生產(chǎn)技術的進步，變性淀粉在食 品中的應用逐步得到重視，從食品幾乎不用變性淀粉發(fā)展到目前用量已達 4 萬噸左右 的產(chǎn)量。使用變性淀粉的食品品種亦已發(fā)展到方便面、火腿腸、糖果、酸奶、冰淇淋、 醬油等食品之中。羥丙基復合變性淀粉在食品工業(yè)中最廣泛的用途是作為增稠劑，還 可用作懸浮劑和涂料等使用。

3.1 作為增稠劑

羥丙基淀粉糊具有較高的熱穩(wěn)定性及凍融穩(wěn)定性，它良好的凍融穩(wěn)定性使它在食 品工業(yè)中獨占鰲頭，應用于冷凍食品及方便食品中，使食品在儲存過程中有良好的保 水性。在冷凍過程中，羥丙基淀粉能有效的控制水分的移動，避免大水晶的形成和防 止升華所引起的脫水，不影響產(chǎn)品口味。在面制品中添加，可降低淀粉的回生程度， 使面條的品質(zhì)、溶出率得到改善。應用于酸奶中作為增稠劑，能與牛乳形成網(wǎng)絡連接， 具有增進乳化穩(wěn)定性，低溫儲藏期間具有良好的粘度穩(wěn)定性及全面改善組織結構的特 點。在肉汁、沙司、果肉布丁中用作增稠劑，可使之平滑、濃稠透明，無顆粒結構， 并具有良好的凍融穩(wěn)定性和耐煮性，口感好【5】。另外，利用其良好的相容性，還可與 其他增稠劑共用，如與卡拉膠共用于乳制品中，與漢生膠共用于沙拉油中。

3.2 作為懸浮劑

羥丙基變性淀粉對電解質(zhì)和不同 pH 值影響的穩(wěn)定性高，適于含鹽量高和酸性食 品中應用，如在濃縮橙汁中添加，可使流動性好，放置不分層，無沉淀。應用于湯料、 醬油中的羥丙基復合變性淀粉具有更好的懸浮穩(wěn)定效果。

3.3 其它用途

羥丙基變性淀粉取代醚鍵的穩(wěn)定性高，在酯化、氧化、交聯(lián)等化學反應過程中取 代基不會脫落，這種性質(zhì)利于復合變性，復合變性后應用于食品中具有更好的應用效 果,通過乙酰化反應，羥丙基淀粉具有更好的粘稠性、乳化性，同時它的抗凝沉性、 透明性好，能耐高溫、耐酸性環(huán)境的影響。乙酰化羥丙基淀粉酯能夠作為口香糖的好 基料，體現(xiàn)較好的彈性和口嚼性，能應用于冰淇淋中作為乳化劑和起泡劑，提高冰淇 淋混合料的起泡性和膨脹率，并起到脂肪替代品的作用。

4.小結

4.1 用濕法工藝生產(chǎn)乙?；u丙基淀粉酯，特點是反應均勻，化學藥品殘留少，質(zhì)量 穩(wěn)定，適合在食品工業(yè)使用，缺點是反應效率低。

4.2 該工藝要點關鍵在于反應體系各物料的配比，反應參數(shù)確定、過程的控制。隨著 反應溫度的升高，反應速度加快，延長反應時間有利于反應均勻，提高反應效率，增 加取代度。

4.3 乙?；u丙基淀粉酯具有較好的熱穩(wěn)定性和凍融穩(wěn)定性。

4.4 乙?；u丙基淀粉酯可應用于多種食品，最廣泛的用途是作為增稠劑使用。

參考文獻：

1. 張燕萍，變性淀粉制造與應用.第一版.北京：化學工業(yè)出版社，2001（125 －128）。

2. 張力田編著.變性淀粉.第二版.廣州：華南理工大學出版社，1999 （106－111）。

3. 唐洪波等.羥丙基魔芋淀粉合成工藝研究.食品工業(yè)科技.北京：中國輕工 業(yè)聯(lián)合會，2004，8（118－120）。

4. R.J 惠斯特勒等著.王雛文等譯.淀粉的化學與工藝學.北京：中國食品出 版社.1988.368－434。

5. 洪雁、顧正彪. 變性淀粉在食品工業(yè)中的應用.江南大學食品學院.

2004 年 2 月 17 日發(fā)表.中國食品網(wǎng)， http://www.cnstarch.com/news_jc/article.asp?id=1622&classid=47