变性淀粉在食品工业中应用的研究进展

1、变性淀粉在食品工业中应用的研究进展摘要：食品工业中使用变性淀粉主要是作为增稠剂、胶凝剂、黏结剂、乳化剂和稳定剂等。本文综述通过物理，化学，生物等方法改性后的淀粉在食品工业中的应用及发展。关键字: 变性淀粉 食品工业随着食品工业现代化水平的不断提高，淀粉作为食品工业的主要原料，也要适应食品工业的迅速发展，满足现代食品工业的要求。变性淀粉是一种通过改性的淀粉。在天然淀粉所具有的固有特性的基础上，为改善淀粉的性能、扩大其应用范围，利用物理、化学或酶法处理，在淀粉分子上引入新的官能团或改变淀粉分子大小和淀粉颗粒性质，从而改变淀粉的天然特性（如：糊化温度、热粘度及其稳定性、冻融稳定性、凝胶力、成膜性、透

2、明性等），使其更适合于一定应用的要求。这种经过二次加工，改变性质的淀粉统称为变性淀粉。为了适应各种工业应用的要求对淀粉进行改性。如：高温技术（罐头杀菌）要求淀粉高温粘度稳定性好，冷冻食品要求淀粉冷冻稳定性好，果冻食品要求透明性好，成膜性好等。使用变性淀粉可以替代昂贵的原料，降低食品制造成本，提高食品质量同时提高经济效益。1.在面制品中的应用 在面制品中主要利用变性淀粉良好的增稠性、成膜性、稳定性、糊化特性。主要使用的变性淀粉有酯化淀粉和羟丙基淀粉。添加变性淀粉的油炸方便面具有酥脆的结构和较低的吸油量，产品的品质和储存稳定性较好。淀粉糊化特性是反映淀粉品质的重要指标， 其不仅影响面制品的外观品质

3、（色泽和表观状况）， 而且对面制品的质地（黏弹性） 和口感（光滑性和食味）也有影响。林莹1等研究了6 种变性淀粉对面粉糊化特性及速冻饺子品质的影响。结果表明： 变性淀粉的添加对速冻饺子面皮的糊化特性有明显的影响；添加5%玉米辛烯基琥珀酸淀粉酯和马铃薯羟丙基淀粉时， 速冻饺子冻裂率和饺子皮烹煮损失率低， 感官品质最佳； 速冻饺子皮烹煮损失率与配粉的峰值黏度、95时的黏度（热糊黏度）、在95保持30min 后的黏度和降落值呈显著负相关。变性淀粉均可改善面团的流变学特性，增大面团的韧性、减小面团的延伸性，改善面团的筋力。王坤2等探讨不同添加量的马铃薯变性淀粉和木薯变性淀粉对面团流变学特性和面包品质的

4、影响。最近的研究3表明，变性淀粉能改善原淀粉的不良性状，可以显著改善面包的质量。浮吟梅等4报道，在面包中添加交联玉米淀粉可以增加面包的强度。另有报道5,6,添加30交联羟丙基马铃薯淀粉比添加等量马铃薯原淀粉，面团吸水率更大，面包更柔软；同样，添加20羟丙基木薯淀粉比添加等量木薯原淀粉的面包柔软。在面食点心中添加变性淀粉可以降低吸油量，改善面食的酥脆性，延长制品的储存时间。2.在焙烤食品中的应用薄脆饼干、米果等产品要求淀粉具有一定的膨胀性。预糊化淀粉是这类产品的原料，要优于添加普通淀粉。原因在于用预糊化淀粉制成的混合料坯中的部分淀粉已经吸水，当烘烤时大量的水冻淀粉颗粒会泡出来从而造成膨胀。相反，

5、如使用普通淀粉，烘烤时才开始吸水，这样便不易达到松脆的目的。有时为了达到更佳的效果，还使用变性的预糊化淀粉。阻抗淀粉的膳食纤维含量大于40%，而且耐热性能高，吸水能力仅为1.4 g/g （水/淀粉），颗粒细小，适用于中等含水量的焙烤食品、低含水量的谷物制品和休闲食品中。在华夫饼干、发面饼干和曲奇饼干中，能产生酥脆的质构、优良的色泽和较好的口感。在面制食品中，也能增加制品的坚实性和耐煮性。在焙烤食品中做釉光剂，可形成良好、清晰与光亮的薄膜，代替昂贵的蛋白和天然胶。在蛋糕、糖衣生产中用作酥油替代品，提供良好的容量与结构，降低人体油脂摄入量。3.在甜食中的应用在冰激凌中使用变性淀粉可代替部分脂肪，提

6、高结合水量并有稳定气泡作用，使产品具有类似脂肪的组织结构，降低生产成本。这种变性淀粉主要是淀粉基脂肪替代品。果冻的特点是具有很好的透明性，同时要求其组分经加热溶化，冷却后便能形成很好的凝胶。实践中，使用羟丙基交联淀粉取代25卡拉胶制作果冻，能很好地满足这一需求。一般来讲，变性淀粉在92 的温度条件下蒸煮15 min 便可达到最佳的膨胀度，而在140 条件下只需加热4 s20 s。但在均质处理阶段中的加工剪切速率对淀粉浆最终黏度的影响很大。若在淀粉膨胀前进行均质，由于未发生糊化的淀粉颗粒能抵御高的剪切力，其组织不会受到破坏。如果在淀粉糊化后才进行均质，所用淀粉必须具有较高的稳定性，以避免出现过多

7、膨胀淀粉颗粒破坏的情况。增稠剂添加到果冻、冰淇淋中，可起到增稠、胶凝等作用。如添加卡拉胶的果冻富有弹性制备工艺简单，取代琼脂、明胶和果胶被广泛应用于果冻生产7。秦慈彬等实验得到果冻加工中最佳的添加工艺为魔芋0.9%、卡拉胶0.5%、海藻酸钠0.2%、黄原0.005%、磷酸氢钙0.04、柠檬酸钾0.05、柠檬酸1.6、自沙搪5、甜蜜素0.1/ 啤酒30,所得的果冻凝胶效果最好，清凉爽口，色泽透明8。变性木薯淀粉和糯玉米淀粉能够为乳制甜食提供优异的奶油状组织、中性的口味及较长的保质期，使其在加工中具有高剪切稳定性，淀粉用量可减少510，使产品的黏稠度不受加热的影响。同时由于不会与乳蛋白反应，能避免

8、UHT 设备产生污垢，因而可延长生产时间。以米淀粉为原料, 采用生物技术可直接生产各种类型的淀粉糖, 如葡萄糖浆、结晶葡萄糖、麦芽糊精、麦芽糖浆、超高麦芽糖、结晶麦芽糖、麦芽低聚糖以及异麦芽低聚糖, 主要作为增稠剂、填充剂、赋型剂和功能因子应用于食品工业和医药工业中。即使其用量比例很高也不致影响食品或药品的风味, 更可以直接使用在糖果、饼干、面包、果酱、果冻、冷饮、饮料、冰激凌、香肠、火腿肠、糕点、固体饮料、乳儿糕方便面等各类食品中, 使食品的成分搭配向功能化方向转变。酯化反应可生产硫酸淀粉、硝酸淀粉、磷酸淀粉、淀粉乙酸酯、淀粉黄原酸酯等；醚化反应可生产羧甲基淀粉、羟乙基淀粉、羟丙基淀粉淀粉丙

9、烯醚等;水解产物有糖醇、山梨醇、麦芽糖醇等，进一步水解还可得到分子量更小的淀粉糖，如饴糖,葡萄糖、麦芽糖等9；交联淀粉是用多元官能团的试剂（甲醛、环氧氯丙烷等）作用于淀粉颗粒形成分子量更大的粘性更好的淀粉，提高淀粉的物化性能10。氧化淀粉是用强氧化剂（次氯酸盐、高锰酸盐、重铬酸盐、过氧化氢等）将淀粉氧化，淀粉中的羟基变成羰基或羧基，某些糖苷键断裂。氧化后的淀粉物化性质发生变化，不易凝沉和凝胶、不易老化，性能稳定适用于果冻食品11。4.在冷冻食品中的应用在大多数冷冻食品中，淀粉的作用是增稠、改善质地、抗老化和提高感官质量。汤圆经冷冻后皮易裂，更不能反复冷冻融化，因此可以在制作汤圆的糯米粉中添加5

10、左右的醚化淀粉，起黏结和保湿作用，从而避免皮的破裂和淀粉回生，减少蒸煮时汤内的固形物量。冷冻面条中可以使用的变性淀粉系列，例如STABI系列、HP- CF 系列变性淀粉具有较低的糊化温度、较高的热黏度、较低的冷黏度和较大的吸水能力以及较好的低温稳定性和耐剪切性；淀粉糊化需要一定水分，一般面条在糊化时由于内部淀粉不能接触更多水分而造成糊化不完全而夹生，为了使面条完全糊化，只有延长蒸煮时间，但是长时间蒸煮更容易造成面条表面淀粉流失。而较低糊化温度可以使面条在相对较低温度糊化时吸收大量的水，为剩余小麦淀粉糊化提供充足水分；较高的热黏度可以使面条蒸煮时对表面淀粉具有较好的粘附性，使表面淀粉流失减少；较

11、低的冷黏度则可以使面条降温后表面黏度下降，减轻面条表面黏着现象；表面淀粉流失较少及较为光滑的表面也可以提供相对较为有咬劲、滑爽的口感；较大的吸水能力可以使面条加工时吸水量加大，有利于后续工序进行和成本控制；较好的低温稳定性则可以使面条在反复的温度波动过程中还保持较好的品质，将物流过程中的影响降低。李昌文等研究表明添加适量的羧甲基纤维素钠和黄原胶可以有效提高速冻水饺的韧性和耐煮性12。5.在肉质品中的应用在肉制品中添加一定量的变性淀粉可以起到黏合、填充、增强持水性等作用，使肉制品的品质有所改善。研究表明，在午餐肉中添加12的交联稳定化木薯淀粉，对午餐肉的色泽、弹性、组织形态、口感、储存稳定性等有

12、很好的效果。在午餐肉和火腿肠中，原来大多使用玉米淀粉，由于玉米淀粉的回生，使贮藏后的肉制品质地松散而不柔软，严重的则变得口感粗糙。用交联酯化淀粉部分或全部替代玉米淀粉，可以改善肉制品的吸水量，增加其黏结性，同时可以利用这类淀粉的回生程度大大下降的特性，而使贮藏后的肉制品仍具有细腻的口感。淀粉经交联后，还可提高淀粉的糊化温度，在肉开始煮熟过程中淀粉不糊化或糊化慢，热传递快，可缩短加热时间，节约能耗，降低生产成本。一般肉制品中变性淀粉用量为38。在西式火腿肠中加入24的变性淀粉，可完全取代卡拉胶和部分大豆蛋白。在肉质品中主要的增稠剂有淀粉及变性淀粉、大豆蛋白、明胶、卡拉胶、复合食用胶、黄原胶、瓜尔

13、豆胶等13。食品增稠剂在肉制品中可以提高肉制品的口感，增加肉制品的结着性和持水性。如在火腿制品中加入大豆蛋白提高其出品率，赋予产品良好的形态；在肉类罐头中添加明胶，提高产品表面光泽度，增加产品弹性；在方火腿、午餐肉、红肠等肉糜制品中添加黄原胶可明显提高制品的嫩度、色泽和风味，提高肉制品的持水性14，施冰心等开发出组合添加增稠剂提高牛肉持水性，最佳添加量为黄原胶0.2%，海藻酸钠0.2%，卡拉胶0.3%；Lin 和Huang 等研究发现，0.5%的结冷胶与1%的魔芋胶应用于低脂法兰克福香肠中（脂含量18%），不仅感官接受性达到与高脂法兰克福香肠（脂含量28%）基本一致，在保证较理想的货架期同时还

14、达到降低产品脂含量的目的。变性淀粉的品种进一步细化，专用性也越来越强。每一种食品基料的性质都有差异，同一种变性淀粉在不同食品中应用时功能会有差异。具有相似功能特性的不同变性淀粉在同一食品中应用时，其使用效果及突出的功能也不相同。使用时，相关的原辅料在一定程度上会影响变性淀粉性能的发挥，因此对变性淀粉专用性的要求越来越强烈。如何使特定的变性淀粉应用于特定食品中，充分发挥其特有的功能特性，是今后变性淀粉开发及应用的趋势。参考文献：1. 林莹，辛志平.变性淀粉对面粉糊化特性及速冻饺子品质的影响.J粮食工程；2011,022. 王坤，吕振磊，王玉生.变性淀粉对面团流变学特性和面包品质的影响.J食品与机

15、械2011.04.005.3. 郭小路，邱慧，易燚波，等薄荷蔗糖酶的化学修饰西南大学学报，（）：4浮吟梅,王林山,苏海燕.卡拉胶在食品工业中的应用J.农产品加工,2009,(8):56- 58.4. 秦慈彬,李晋毅.爽口鲜果啤酒果冻制作工艺J山西农业大学学报,2007,6(6):207- 210.6.王盼盼.食品增稠剂淀粉、变性淀粉及淀粉水解物J.肉类研究,2010,(4):47- 54.7李志玉,盛珺.交联羟丙基淀粉的研究J.四川化工,1994,(1):25- 27.8.黎碧娜,杨辉荣,陆乾生.改性淀粉类食品增稠剂J.广东化工,1992,(4):11- 13.9. 李昌文,刘延奇,王章存等.添加剂对速冻水饺品质的影响J.冷饮与速冻食品工业,2006,12(2):302- 3210.李昌文,刘延奇,王章存等.添加剂对速冻水饺品质