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1、第一章文獻(xiàn)綜述1.1變性淀粉1.1.1淀粉淀粉是一種天然高分子碳水化合物,在自然界中的分布很廣。作為高等綠色植物屮的一種重要的能源物質(zhì),它廣泛存在于植物的種子,莖桿或根塊屮。各類植物中的淀粉含量都比較高,大米中含62%?86%,小麥中含57%?75%,馬鈴暮中含12%?14%。淀粉是以葡萄糖為單體組成的多聚物,可分為直鏈淀粉和支鏈淀粉兩類。直鏈淀粉中含幾百個(gè)葡萄糖單元,分子量約為105?106,是可溶性的,其漿液粘度低,流動(dòng)性好。而支鏈淀粉含幾T個(gè)葡萄糖單元,分子量約為IO??10蔦粘度高,成膜性差。在天然淀粉屮,直鏈淀粉約占22%?26%,其余的
2、均為支鏈淀粉。淀粉一?般用碘溶液進(jìn)行檢測,直鏈淀粉液使溶液變藍(lán),支鏈淀粉與碘接觸時(shí)則變?yōu)榧t棕色。淀粉作為一種可再生資源,具有資源充足、價(jià)格低廉、可降解、無污染、安全無毒和良好的生物相容性等優(yōu)點(diǎn),使用過后可被分解再重新利用。但rti于原淀粉存在加工困難,親水性及力學(xué)性能差,糊液冷卻易渾濁形成凝膠等不足因索,需要對其進(jìn)行改性⑵。1.1.2變性淀粉變性淀粉,又稱改性淀粉,是指利用物理、化學(xué)或酶的手段來改變天然淀粉的性質(zhì)。通過分子切斷、重排、氧化或在淀粉分子中引入取代基可制得性質(zhì)發(fā)生變化、加強(qiáng)或具有新的性質(zhì)的淀粉衍生物⑶。曲于淀粉經(jīng)過改性后,在其原有的特性
3、基礎(chǔ)上增加了某些新的功能或者引進(jìn)新的特性,拓寬了淀粉的應(yīng)用范圍。例如,在食品加工中,變性淀粉可作為一種多功能食品添加劑,提高淀粉的增稠、懸浮、保水和穩(wěn)定性的能力。食品加工中常用的變性淀粉有麥芽糊精、竣甲基淀粉、儲(chǔ)化淀粉、酯化淀粉、交聯(lián)淀粉等。在紡織行業(yè),變性淀粉主要用作經(jīng)紗上漿、織物后整理和印花,經(jīng)紗上漿在于提高經(jīng)紗的可織性。在造紙及紙制品行業(yè),變性淀粉主耍用于造紙的內(nèi)施膠、表面施膠和涂布。從而提高紙張內(nèi)在和表面質(zhì)量、改善印刷性能等⑷。1.2辛烯基琥珀酸淀粉酯的研究進(jìn)展1.2.1辛烯基琥珀酸淀粉酯辛烯基琥珀酸淀粉酯,又稱為辛烯基琥珀酸淀粉鈉或烯基丁
4、二酸酯化淀粉。烯基琥珀酸酯化淀粉是一大類變性淀粉,但被允許使用于食品業(yè)的僅有一種,即辛烯基琥珀酸淀粉酯,商品名為純膠⑸。辛烯基琥珀酸淀粉酯是廿前惟一被美國FDA和我國批準(zhǔn)作為食品添加劑的淀粉酯,是一種無毒、無異味的白色粉末,可以直接在熱水屮溶解,經(jīng)預(yù)糊化處理后也可以在冷水中溶解,無論在酸性還是堿性的溶液中均有很好的穩(wěn)定性。辛烯基琥珀酸淀粉酯是通過水解和酯化反應(yīng)所得的一種改性淀粉,在淀粉中引入了親油的辛烯基基團(tuán)和親水的竣基基團(tuán)(見圖1.1)。這種同吋在淀粉分子鏈上引入親水和親汕兩性基團(tuán)的特姝的結(jié)構(gòu),使得它不同于傳統(tǒng)的變性淀粉,具有了某些獨(dú)特的性能。9
5、?CHoC00圖1.1辛烯基琥珀酸淀粉酯結(jié)構(gòu)式」nI辛烯基琥珀酸淀粉酯的結(jié)構(gòu)性質(zhì)主耍有四個(gè)特點(diǎn)⑹:(1)分子量大,因此分散相的聚結(jié)和分離比較困難。(2)優(yōu)良的口由流動(dòng)性和疏水性,具有剪切變稀現(xiàn)象。(3)和其它的表面活性劑有很好的協(xié)同增效作用。(4)酯化處理后的淀粉,其黏度升高,糊化溫度降低,因此可以作為增稠劑使用。1.2.2辛烯基琥珀酸淀粉酯的研究進(jìn)程辛烯基琥珀酸淀粉酯最初是由美國Caldwell和Wurzburg研制成功的,并且在1953年中請了專利,是一種安全性高的乳化增稠劑,已被美國、歐洲和亞太地區(qū)的主要國家使用。自1953年研制成功后,美國
6、、歐洲、H本等國的科學(xué)家對該產(chǎn)品的制備方法和應(yīng)用技術(shù)不斷改進(jìn),1972年美國出版的食品用化學(xué)手冊上已經(jīng)列有此產(chǎn)品何。目前辛烯基琥珀酸淀粉酯在國外已投入工業(yè)化生產(chǎn),產(chǎn)品市場前景看好。但是,對國內(nèi)食品行業(yè)來說,它是一種新型的變性淀粉,直至1997年才出現(xiàn)在屮國的產(chǎn)品添加劑手冊上,并于2001年又批準(zhǔn)擴(kuò)大其食用范圍,用量無需控制,可按需求添加。劉蓮芳指出:辛烯基琥珀酸淀粉酯在國外已被得到廣泛應(yīng)用,而我國尚無生產(chǎn),鑒于具有其他產(chǎn)品無法取代的優(yōu)越性能(如粘度和乳化性能),因此值得開發(fā),這將對淀粉工業(yè)和食品添加劑的發(fā)展,起到積極的推動(dòng)作用。國內(nèi)此類產(chǎn)品依賴進(jìn)口
7、,主要原因是:(1)該變性淀粉工藝路線復(fù)雜,技術(shù)含量高,涉及到原淀粉的兩次變性以及最終產(chǎn)品的流度控制,一般企業(yè)較難掌握;(2)國內(nèi)缺乏辛烯基琥珀酸肝原料,尚沒冇化工廠能生產(chǎn)這種酸肝,從而制約了辛烯基琥珀酸淀粉酯的生產(chǎn);(3)應(yīng)用領(lǐng)域滯后,人們對該淀粉產(chǎn)品述缺乏足夠的認(rèn)識(shí),市場的開發(fā)需要一定時(shí)間⑹。2001年底,吉林帝達(dá)有限公司及杭州瑞霖化工有限公司先后實(shí)現(xiàn)了該產(chǎn)品的工業(yè)化生產(chǎn),填補(bǔ)了我國該項(xiàng)技術(shù)空口,但生產(chǎn)量很小,還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國內(nèi)市場的需要。高粘度的辛烯基琥珀酸淀粉酯在復(fù)配型的乳化穩(wěn)定劑中也町被廣泛的使用,馬春華等通過研究發(fā)現(xiàn),酸奶中添加0.5%
8、?1.0%取代度為0.02左右的辛烯基琥珀酸淀粉酯能改善酸奶的組織形態(tài),降低離心沉淀率,增加粘度。Iida,Ichi2ro