Som en vedvarende ressource er stivelse blevet et vigtigt råmateriale for industrien. Kinas nuværende stivelsesproduktion har nået 1,5 millioner tons, stivelse og dens dybt forarbejdede produkter bruges i vid udstrækning i fødevarer, tekstiler, papir, medicin, foder, olieboring, støbning, byggeri og andre industrier.

På grund af mange iboende egenskaber ved den oprindelige stivelse (uopløselighed i koldt vand, pasta i syre, varme, forskydning osv.) Begrænsninger for stivelsesanvendelser i industrien, for at forbedre stivelsesydelsen, udvide dens anvendelsesområde, kan behandles gennem de fysiske, kemiske, enzymatiske og andre metoder til at forberede modificeret stivelse, for at ændre stivelsens naturlige egenskaber, for at øge dens funktionalitet eller indføre nye funktioner for at imødekomme behovene i den industrielle udvikling.

Prægelatiniseret stivelse er en slags fysisk modificeret stivelse, også kendt som α-stivelse; det er en slags porøs, ikke-tilsyneladende krystallinsk stivelsesgranulat opnået ved hurtig dehydrering og tørring, efter at stivelsespasta er spredt, og stivelsesmolekylerne er for sent til omlejring. Da den prægelatiniserede stivelse har en porøs, hydrogenbindingsbrydende struktur og har egenskaberne opløselig i koldt vand, god koldtvandsstabilitet og stærk vandretention, bruges den i mange industrisektorer.

Råmateriale og fremstillingsmetode for prægelatiniseret stivelse

Prægelatiniseret stivelse er den oprindelige stivelse, der opvarmes i nærvær af en vis mængde vand eller hydrofilt opløsningsmiddel. Brugen af vand eller hydrofilt opløsningsmiddel til at gøre dets intermolekylære hydrogenbindingsbrud, ødelægge dets regelmæssige arrangement af micellar struktur, helt pasta og derefter hurtigt tørre ved høj temperatur for at få hydrogenbindingsbrud, porøs, ingen åbenlys krystallisering af stivelsespartikler.

Indsætningsprocessen kan inddeles i tre faser:

(1) Reversibel vandabsorptionsfase.

Fugt kommer ind i den amorfe del af stivelsesgranulatet, volumenet udvides lidt, på dette tidspunkt afkøling og tørring kan granulatet gendannes, og dobbeltbrydningsfænomenet er uændret;

(2) Irreversibel vandabsorptionsfase.

Med temperaturstigningen, vand ind i stivelsesmikrokrystallinsk interstitiel, irreversibel vandabsorption, dobbeltbrydningsfænomen gradvist fuzzy at forsvinde, også kendt som krystallisering "opløsning", stivelsesgranulat opsvulmet til det oprindelige volumen på 50 til 100 gange;

(3) Den endelige opløsning af stivelseskorn, stivelsesmolekyler alle i opløsning.

Efter pastaen er stivelse også kendt som alfa-kemisk stivelse.

Råmaterialer til produktion af prægelatiniseret stivelse omfatter råstivelse, såsom kartoffelstivelse, sød kartoffelstivelse, mungbønnestivelse, hvedestivelse, tapiokastivelse, majsstivelse, voksagtig majsstivelse, havrestivelse osv. samt vegetabilsk stivelse udvundet af frøafgrøder og kemisk modificeret stivelse, såsom tværbundet stivelse, modificeret glutinøs majsstivelse osv.

Sammenlignet med andre prægelatiniserede stivelser har kartoffelprægelatiniseret stivelse stærk vedhæftning og gode filmdannende egenskaber. Tapioca-stivelse anvendes også i vid udstrækning til produktion af prægelatiniseret stivelse, for eksempel introducerede Sheng et al. i 2002 den modificerede prægelatiniserede tapioca-stivelse fremstillet ved kemisk modifikation og derefter prægelatiniseret for at opnå modificeret prægelatiniseret tapioca-stivelsesydelse, såsom viskositet, tegningslængde, viskøs modstand osv. mere end Thailand Thai Flower-mærket prægelatiniseret tapioca-stivelse, men også langt bedre end den indenlandske prægelatiniserede tapioca-stivelse.

Den traditionelle produktion af prægelatiniseret stivelse består hovedsageligt i at opvarme den oprindelige stivelse for at gøre stivelsesgranulatet til en pasta og derefter hurtigt tørre, male, sigte og pakke. Specifikt ved hjælp af procesruten: stivelse og vand, en stivelsesemulsion, en pasteurisering, en tørring, en knusning, en emballage. De mest anvendte produktionsmetoder er tromletørringsmetoden og ekstruderingsmetoden, hvoraf tromlemetoden er den mest almindelige. Metoden blev opfundet i 1908 af den europæiske Wulkank Supf, 1920 formelt anvendt til industrialiseret produktion, mens ekstruderingsmetoden generelt gælder for laboratoriet fire.

1, tromletørringsmetode

Tromletørringsmetoden er også kendt som hot drum-metoden. Ifølge tromlen struktur er anderledes, og er opdelt i single-roll og dobbelt-roll to slags. Dobbeltvalsetromle drejer det modsatte, dampen ind i tromleopvarmningen, så tromlens overfladetemperatur op til 150 ℃ ~ 180 ℃, koncentrationen af 40% eller så stivelsesemulsionsfordeling på tromlens overflade, i tromlerotationen for at danne et ensartet tyndt lag. Under opvarmningen begyndte stivelsen at indsætte, tørre, indtil fugtigheden er reduceret til 5%, kan du bruge en skraber til at skrælle stivelseslaget af, efter knusning, sigtning, kan du få præpasteuriseret stivelse.

Driftsprocessen er nøglen til at forberede kvalificeret prægelatiniseret stivelse, såsom stivelsesbelægningstykkelse, tromlehastighed, tromleoverfladetemperatur, produktets endelige fugtighed og andre parametre vil påvirke kvaliteten af prægelatiniseret stivelse. For at forbedre temperaturforskellen mellem indersiden og ydersiden af stivelsesbelægningsfilmen og fremskynde varmeoverførslen kan stivelsesemulsionen også forvarmes med jet eller varmeveksler først og derefter indføres i tromleoverfladen.

2 、 Ekstruderingsmetode med skrue

Med fremme og popularisering af skrueekstruderingsteknologi i fødevareforarbejdning kan prægelatiniseret stivelse også produceres ved ekstruderingsmetode. Stivelsen befugtes først, så dens fugtindhold på ca. 20% indføres i ekstruderen, ekstruderens opvarmningsdel af temperaturen op til 120 ℃ ~ 200 ℃, trykket kan være op til 3-10MPa.

Stivelsen skubbes fremad af skruen i ekstruderen og frigives gennem ekstruderens flere millimeter store hul. På grund af højtryksforskellen mellem ekstruderens indre og den ydre atmosfære bliver stivelsen øjeblikkeligt opsvulmet og tørret for at opnå effekten af prægelatinisering. Processen med skrueekstruderingsmetoden er kendetegnet ved produktionskontinuitet, lavt energiforbrug, lavt input og simpelt udstyr; slutproduktets viskositet er dog lavere end ved rulletørringsmetoden, hvilket skyldes bruddet på glykosidbindingen og andre dele af bindingen i molekylet forårsaget af mekanisk forskydning i ekstruderingsprocessen.

Egenskaber ved prægelatiniseret stivelse

Naturlig stivelse har en mikrokrystallinsk struktur, opløses eller svulmer ikke op i koldt vand og er ufølsom over for amylase. Opvarmning af naturlig stivelse med en vis mængde vand kan gøre det regelmæssige arrangement af kolloidale strukturskader, intermolekylære hydrogenbindingsbrud. Vandmolekyler i dets indre, krystallinske struktur forsvinder, mister dobbeltbrydningsfænomenet og er modtagelige for enzymets virkning, denne proces er stivelsespastaen. Helt indsat stivelse tørres hurtigt og dehydreres ved høj temperatur, og stivelsesgranulatet med brudte hydrogenbindinger, porøs form og intet åbenlyst krystallisationsfænomen opnås, dvs. præpasteuriseret stivelse.

Undersøgelsen af strukturen viste, at der er et stort antal submikrokrystallinske strukturer i den prægelatiniserede stivelse, og disse submikrokrystallinske strukturer dannes gradvist med faldet i den gennemsnitlige afstand mellem stivelsesmolekylarkæderne under tørringsprocessen af stivelsespastaen. På grund af dannelsen af submikrokrystaller viser røntgendiffraktionskurven for den prægelatiniserede stivelse en kombination af en diffus krystallinsk diffraktionstop og en diffus amorf diffraktionstop.

Ændringen af stivelsespasta under tørringsprocessen ved fremstilling af prægelatiniseret stivelse, der manifesteres i røntgendiffraktionskurven, er en dobbelt topdannelse og separationsproces. Blandt dem er den diffuse krystallinske diffraktionstop fra ingen til nogle, fra lille til stor, og toppositionen bevæger sig i retning af faldende diffraktionsvinkel i henhold til loven om krystallinsk diffraktion; mens den diffuse amorfe diffraktionstop er fra stor til lille og til sidst har en tendens til at stabilisere sig, og toppositionen bevæger sig i retning af stigende diffraktionsvinkel i henhold til loven om amorf diffraktion.

Da den prægelatiniserede stivelse har en porøs, hydrogenbindingsbrydende struktur sammenlignet med den oprindelige stivelse, har den egenskaberne høj dispergerbarhed, høj olieabsorption, høj hydratiseringshastighed, høj viskositet og høj hævelse, som kan anvendes til fødevarer. Prægelatiniseret stivelses ydeevne kan måles ved hjælp af viskositet, partikelstørrelse, indsætningsgrad, hvidhed og pH-værdi, gelstyrke og elasticitet. De vigtigste præstationsindekser for prægelatiniseret stivelse, der bruges til fødevarer, er som følger:

1 、 Indsæt grad (α-grad)

Det refererer til andelen af prægelatiniseret stivelse i et bestemt antal produkter, og værdien af α-graden påvirker direkte produktkvaliteten. α-graden bestemmes ved hjælp af dobbeltbrydningsmetoden og enzymanalysemetoden.

2 、 Partikelstørrelse

Partikelstørrelsen af prægelatiniseret stivelse påvirker direkte produktets viskositet, rehydrering og overfladefinish. Generelt set er fin partikelstørrelse, produktet opløst i vand for at danne en pasta med en høj viskositet af kold pasta, lav viskositet af varm pasta, overfladeglansen er også god: men rehydrering er for hurtig, organisationen kan ikke kontaktes med vandet, hvilket resulterer i ujævn spredning, tilbøjelig til agglomerationsfænomen. Grov partikelstørrelse, produktet opløses langsommere i koldt vand, der er en vandoverførselstid er for lang, så det endelige produkt skal være korrekt kontrolleret partikelstørrelse. Partikelstørrelse måles normalt ved hjælp af sigtemetoden.

3 、 Viskositet

Forskellige råmaterialesorter af stivelsespasta på grund af dens forskellige molekylære kædestruktur og har en anden viskositetsværdi; det samme råmateriale med forskellige metoder til produktion af prægelatiniseret stivelse, dets viskositetsværdi er ikke nøjagtig den samme. Under de samme betingelser er kartoffelstivelse som råmateriale til fremstilling af prægelatineret stivelsesviskositet den største og gode stabilitet. Normalt måles viskositeten med Brabender-viskosimeter og En-type viskosimeter.

Anvendelse af prægelatiniseret stivelse i fødevareindustrien

1, i prægelatiniseringsprocessen ødelægger vandmolekylerne stivelsesmolekylernes hydrogenbinding og ødelægger derved den krystallinske struktur af stivelsespartikler, så opløbet opløses i vand og derfor er let at være amylasehandling, der bidrager til menneskelig fordøjelse og absorption. Denne egenskab ved prægelatiniseret stivelse kan bruges til produktion af mad til ældre og spædbørn.

2, prægelatiniseret stivelse i traditionelle fødevarer har visse anvendelsesfordele.

Nogle forskere har fundet ud af, at kartoffelforklistret stivelse har god viskoelasticitet, kan erstatte gluten i mel, til melvægt 8% tilsat hvedestivelse kan produceres bedre dampet brød. Ifølge de amerikanske patentrapporter vil indeholde lige kæde amylose prægelatiniseret stivelse tilsat til dejen, kan forbedre dens morfologiske egenskaber. Derudover kan tilsætning af den rigtige mængde prægelatiniseret stivelse i nudlerne reducere nudelhovedet og kan koges hurtigt, især den bedste effekt af kassava fosfat tværbundet stivelse, mængden af 10%.

3. Prægelatiniseret stivelse har en stærk vandbindingsevne og kan bruges til at forbedre kvaliteten af bagværk.

Når man laver kage og tilsætter en vis mængde prægelatiniseret stivelse, er det let at danne dej, når man blander pulver, og fordi prægelatiniseret stivelse øger vandabsorptionen og forbedrer gasproduktionskapaciteten, får det kagen til at have god volumen og øger friskheden og den strukturelle homogenitet af det færdige produkt, hvilket gør produktet luftigt og har god tekstur.

4. Prægelatiniseret stivelse har god frysestabilitet og kan bruges til at stabilisere den indre struktur i frosne fødevarer.

Ved at tilsætte en passende mængde prægelatiniseret stivelse i frosne fødevarer kan man undgå, at produktet revner under nedfrysningen, og forbedre udbyttet og dermed reducere produktionsomkostningerne.

Derudover har prægelatiniseret stivelse god viskoelasticitet og formfasthed, hvilket kan forbedre dumplings elasticitet, holde formen på dumplings og hjælpe med at undgå, at dumplings kollapser.

5 、 Forklistret stivelse er et godt råmateriale til fritidsfødevarer som riskiks og tynde kiks, hvilket er bedre end almindelig stivelse.

Årsagen er lavet af præ-gelatiniserede stivelsesblandinger, når en del af stivelsen har absorberet vand, bagning, vandet fra stivelsespartiklerne til at undslippe, hvilket resulterer i ekspansion. Desuden vil man nogle gange også bruge denatureringen over den prægelatinerede stivelse for at opnå bedre resultater.

6, præ-gelatiniseret stivelse kan opløses i koldt vand, dannelsen af en vis viskositet pasta spredning er god, og har en fortykkelse og stabiliserende effekt, let at bruge, så det er meget udbredt i en række bekvemmelighed fødevarer. I forbruget af madlavning og opvarmning og har også effekten af fortykkelse, forbedrer smagen; og i en række næringsrige pastaer anvendes øjeblikkelige supper, syltetøj og æbletærtefyldstof.

For eksempel kan brugen af prægelatineret stivelse formuleret øjeblikkelig korn, mandelpasta, kylling essens osv. med varmt vand tages til at spise, generelt i marmelade og sød tærtefyldning dosering af 5% til 10%. Prægelatiniseret stivelsesgel har en vis styrke, i stedet for buddinggel, i Europa og USA, prægelatiniseret stivelse som basismateriale, tilsæt en vis mængde stivelsessukker, næringsstofforstærkere, smagsstoffer osv. lavet af øjeblikkeligt buddingpulver er en meget bedst sælgende bekvemmelighedsfødevare.

7, præ-gelatiniseret stivelse er meget absorberende, pasta og viskoelasticitet er højere, kan også bruges til surimi serie produkter, skinke, pølse og andre fødevarer til at forbedre elasticiteten, forbedre støbning egenskaber, og forhindre vandtab. Hvis du tilføjer en vis procentdel af prægelatiniseret stivelse, når du laver fiskeboller, kan den bruges som klæbemiddel og forhindre vedhæftning mellem fiskeboller, og strukturen af fiskeboller, farve, smag og tekstur forbedres kraftigt, så produktet er fuldt og glat: men mængden af tilsætningsstof er passende for 10% til 40%, og det er let at ældes, hvis det er for meget.

Prægelatiniseret stivelse med koldt vandopløselighed, høj viskositet og høje ekspansionsegenskaber, så dens anvendelse er ekstremt bred, fremmede lande er blevet brugt i vid udstrækning i fødevarer, medicin, kemisk industri, foder, støbning, olieboring, tekstil, papir og andre industrier. Kinas prægelatinerede stivelsesindustri udvikler sig hurtigt, den nuværende årlige produktionskapacitet har nået omkring 200.000 tons, men på grund af produktionen af råvarer, udstyr og teknologi har kvaliteten af Kinas produktion af prægelatineret stivelse været bagud i forhold til det internationale avancerede niveau, både med hensyn til produktkvalitet eller produktion, er ude af stand til at imødekomme efterspørgslen på Kinas marked.

Valg af prægelatiniseret stivelsesråmateriale, indsætningsmetoder og -betingelser, andre ingredienser i maden vil påvirke stivelsesindsætningseffekten, og forskellige fødevarer har forskellige krav til arten af den prægelatiniserede stivelse, såsom viskositet, transmittans, frysning og optøning osv. fremragende prægelatiniseret stivelse bør kombineres med de specifikke krav til forberedelsen. Hvordan man kan forbedre produktionsteknologien for prægelatineret stivelse, forbedre kvaliteten af prægelatineret stivelse og yderligere fremme dens anvendelse i fødevareindustrien, er af stor betydning for udviklingen af Kinas stivelsesindustri.