一种提高淀粉峰值粘度的方法

冯琳 陈江枫 玉琼广 梁著棋

（广西农垦明阳生化集团股份有限公司）

摘 要 本文提供了一种变性方法，可大大提高淀粉峰值粘度，并缩短达到峰值的时间， 同时降低了糊化温度，使淀粉糊化容易，并且粘结性、增稠性等性能得到提高，使用此方法生 产的木薯变性淀粉，能够达到马铃薯原淀粉的理化指标，使用此方法生产的玉米变性淀粉，峰 值粘度提高一倍以上。

关键词 变性淀粉 峰值粘度 糊化温度 糊化时间

淀粉在自然界中分布很广，是高等植物常见的组分，其中以薯类淀粉和谷物淀 粉产量高、分布广、用途多⑴，常用的原淀粉有马铃薯、木薯、玉米原淀粉，冷水 中不溶解不产生粘度和粘结性，其水溶液在升温过程中会吸水溶胀，一般在 70～ 90℃达到最高初粘度即峰值粘度⑵，按升温速度 1.5℃/min 从 50℃至峰值需要 10～ 30 分钟。淀粉糊化的性质被广泛应用于造纸、食品、纺织等行业，如果能够提高淀 粉的峰值粘度并降低达到峰值时所需时间，将使淀粉糊化快，具有更好的粘结性、 粘稠度、存储稳定等应用特性。琥珀酸酯淀粉是一类新兴的变性淀粉，早在八十年 代美国 FDA 即允许淀粉使用琥珀酸或酸酐进行酯化变性，其最大添加量为 4%⑶。淀 粉经琥珀酸酯化后可降低糊化温度，增加糊的透明性、冻融稳定性和持水性⑷，其 成膜性好，但耐酸、耐盐及抗剪切能力较差，曾珍、邬应龙等通过低交联的复合变 性反应，提高了琥珀酸酯淀粉的抗酸及剪切能力⑸。 

本文以木薯原淀粉为例，对其采用化学方法变性，使其达到并超过马铃薯原淀 粉的峰值特性，以玉米原淀粉为例，采用相同的变性方法，对变性前后的指标、性 质进行对比。本方法可广泛用于提高各种淀粉峰值粘度和降低达到峰值的时间，为 淀粉新品种的研发、应用提供理论依据和参考。

1 试验设备与材料

1.1 仪器设备 Brabender Viscograph-E 型粘度计，德国 Brabender 公司；低温冷却循环泵， 无锡晟泽理化器械有限公司；NDJ-79 型旋转式粘度计，上海同济大学机电厂；S312 型恒速搅拌器，上海申生科技有限公司；HH-S 型恒温水浴锅，江苏省金坛市医疗仪 器厂；PHS-3C 型 pH 计，上海雷磁仪器厂；SHB-B88 型循环水式多用抽滤机，河南 巩义市予华仪器设备厂；电热恒温鼓风干燥箱，上海跃进医疗器械厂；SS250-A5 型 食品粉碎机，广东中山好妈咪电器厂；电子天平，美国双杰兄弟有限公司；

1.2 淀粉原料

木薯原淀粉，广西明阳生化科技股份有限公司；玉米原淀粉，长春大成公司； 马铃薯原淀粉，云南法者精淀粉公司；

1.3 化学药剂

盐酸 10%、烧碱 3～5%、琥珀酸酐、乙酸酐等均为工业级。

2 试验及检测方法

2.1 改性剂 A 的配制方法

将琥珀酸酐和乙酸酐按适当比例混合，放入具筛三口瓶中，摇振至琥珀酸酐溶 解，溶液呈透明状，放置在阴暗处室温静置 48 小时后，待用。

2.2 变性淀粉的制备 木薯或玉米原淀粉用水调浆至 35～40%浓度倒入四口烧瓶，并将烧瓶固定到恒 温水浴锅上，一口装搅拌器，一口插 pH 计至液面下，一口加碱，一口加改性剂 A。 用烧碱调淀粉浆液 pH 值 8～9 搅拌 10 分钟，控制恒温水浴锅温度 20～25℃，称取 改性剂 A 为淀粉量的 2～5%，并滴加入淀粉浆中，同时加碱液调节淀粉浆液 pH 值 8～ 9，2 小时内滴加完毕，然后用盐酸调浆液 pH 值 6～6.5 终止反应，抽滤，再次调浆、 洗涤、抽滤，将淀粉滤饼装在托盘上放入干燥箱 40～45℃烘干至淀粉水分 12～14%， 打磨，过筛，待检。

2.3 工艺要点 加药过程 pH 值控制是整个反应的关键，当 pH≥9.5 时已生成的醋酸酯淀粉基 团及改性剂 A 中的醋酸酐易与强碱反应，致使基团脱落或醋酸酐失效，使变性淀粉 的峰值无法达到理论值，同时冷峰（50℃）升高，糊液拉丝变短，通透性下降，具 有明显的交联淀粉特性；当 pH≤8 时则碱无法有效活化淀粉，使参与反应并接入淀 粉分子上的有效基团变少，影响反应效率，无法达到更高的峰值粘度；经多次试验 确定，最佳反应过程 pH 值控制为 8～9。

2.4 检测方法 淀粉检测指标包括常规指标和粘度特性指标：水分、NDJ-79 粘度、Brabender 粘度、糊化温度、pH 值等，检测方法参照国家标准方法和国际通用方法。

2.4.1 水分：GB/T12309；

2.4.2 NDJ-79 粘度⑹：淀粉浆液含固率为 6%，使用中号转子，读取淀粉浆液 95 ℃保温 60 min 时的粘度值；

2.4.3 Brabender 粘度：设定“参数设置”选项，淀粉浆液含固率为 6%，电 脑自动测试后保存结果，读取峰值粘度、峰值时间、峰值温度、糊化温度等数据⑺； 3 检测结果 主要从各类原淀粉及变性淀粉的 Brabender 粘度数据进行分析，对比变性前后 淀粉峰值粘度、峰值温度、峰值时间、糊化温度、NDJ-79 粘度。

3.2 Brabender 粘度曲线对比图

原淀粉的 Brabender 粘度曲线对比如图 1，马铃薯原淀粉具有较高的峰值粘度、 较低的糊化温度且糊化时间短，其峰值粘度同比为木薯原淀粉的 2.42 倍，为玉米原淀粉的 7.32 倍。

玉米淀粉变性前后的 Brabender 粘度曲线对比如图 2，特别是糊化温度的降低 和峰值粘度的提高，峰值粘度相差 2.29 倍，糊化温度降低 11.8℃，峰值时间缩短 3.34min，变性反应效果明显。

木薯淀粉变性前后的 Brabender 粘度曲线对比如图 3，通过本方法变性反应后， 木薯淀粉的峰值粘度大幅提高，相差 2.49 倍，糊化温度降低 4.2℃，峰值时间缩短 2.59min，变性反应效果明显。

马铃薯原淀粉与木薯变性淀粉的 Brabender 粘度曲线对比如图 4，木薯变性淀 粉与马铃薯原淀粉粘度曲线较接近，可见从理化指标上分析，木薯变性淀粉可取代 马铃薯原淀粉。

4 结论

4.1 木薯淀粉变性前后峰值粘度大大提高，同比增长 2.49 倍，糊化温度降低 4.2℃，峰值时间缩短 2.59 分钟，变性后的理化指标达到马铃薯原粉指标，在增加 化学药品用量的情况下，可用木薯原淀粉生产出比马铃薯原淀粉具有更高峰值粘 度、更低糊化温度的淀粉。因为木薯具有比马铃薯更好的冻融稳定性，可弥补马铃 薯在冻融稳定性方面的不足，扩大了木薯变性淀粉的使用范围和应用领域，可用本 方法生产木薯变性淀粉取代部分价格昂贵的马铃薯原淀粉。

4.2 玉米淀粉变性前后具有明显的指标和性质差异，峰值增长 2.29 倍，糊化 温度降低 11.8℃，峰值时间缩短 3.34 分钟，采用本工艺方法生产的玉米变性淀粉 与原淀粉比较具有糊化快、糊化温度低、峰值粘度高的特点，大大改善了玉米原淀 粉粘度低、粘结性差、易老化、易凝沉等性质。

4.3 总的来说，本文给出了一种高峰值粘度淀粉的制备方法，可大大改善原淀 粉的糊化特性，提高应用性能，是对变性方法的有效补充，可与其它变性方法共同 作用于淀粉进行复合反应,为淀粉新品种的研发、应用提供理论依据和参考。可广 泛应用于食品（增稠、稳定剂等）、造纸（喷淋、纸箱粘合剂等）、日化（增稠、粘 结剂等）等行业。

参考文献：

⑴张力田.变性淀粉第二版.华南理工大学出版社,1999:1-5

⑵德国美最时公司.淀粉与淀粉糖,2005(04):40-41

⑶Wurzburg O B ．Modified starch：Properties and uses[M]：CRC．Press，1986．131-147

⑷Philips D L，Liu H，Pan D et a1．General application oframan spectroscopy for the determination of level of acetylation in modified starches．Cereal chemistr，1999，76(3)： 439-443

⑸曾珍,邬应龙,陆杨.琥珀酸酯化低交联马铃薯淀粉的性质研究.现代食品科技， 2007,23(11):11-14

⑹工业用氧化淀粉.中国化工行业标准 HG/T3933,17

⑺张燕萍.变性淀粉制造与应用第二版.化学工业出版社,2007:266-267