Als erneuerbare Ressource ist Stärke zu einem wichtigen Rohstoff für die Industrie geworden. Die derzeitige Stärkeproduktion in China beläuft sich auf 1,5 Millionen Tonnen. Stärke und ihre weiterverarbeiteten Produkte finden breite Anwendung in der Lebensmittel-, Textil-, Papier-, Medizin-, Futtermittel-, Ölbohr-, Guss-, Bau- und anderen Industrien.

Aufgrund der vielen inhärenten Eigenschaften der ursprünglichen Stärke (kaltes Wasser Unlöslichkeit, Paste in Säure, Hitze, Scherung, etc.) Einschränkungen auf Stärke-Anwendungen in der Industrie, um die Stärke Leistung zu verbessern, die Erweiterung des Anwendungsbereichs, kann durch die physikalischen, chemischen, Enzym-und andere Methoden zur Vorbereitung modifizierte Stärke, um die natürlichen Eigenschaften der Stärke zu ändern, um ihre Funktionalität oder die Einführung neuer Funktionen, um den Bedürfnissen der industriellen Entwicklung.

Vorgelatinierte Stärke ist eine Art physikalisch modifizierte Stärke, die auch als α-Stärke bekannt ist. Sie ist eine Art poröses, nicht sichtbares kristallines Stärkekorn, das durch schnelle Dehydratisierung und Trocknung gewonnen wird, nachdem die Stärkepaste dispergiert wurde und die Stärkemoleküle zu spät für eine Neuanordnung sind. Da die vorverkleisterte Stärke eine poröse, wasserstoffbrückenbrechende Struktur aufweist und die Eigenschaften Kaltwasserlöslichkeit, gute Kaltwasserstabilität und starke Wasserbindung besitzt, wird sie in vielen Industriezweigen verwendet.

Rohstoff und Verfahren zur Herstellung von verkleisterter Stärke

Vorgelatinierte Stärke ist die ursprüngliche Stärke, die in Gegenwart einer bestimmten Menge Wasser oder eines hydrophilen Lösungsmittels erhitzt wird. Die Verwendung von Wasser oder hydrophilem Lösungsmittel, um seine intermolekulare Wasserstoffbrückenbindung brechen, zerstören die regelmäßige Anordnung der mizellaren Struktur, vollständig Paste, und dann schnell trocknen bei hoher Temperatur, um Wasserstoffbrückenbindung brechen, porös, keine offensichtliche Kristallisation von Stärketeilchen zu erhalten.

Der Prozess des Einfügens kann in drei Phasen unterteilt werden:

(1) Reversible Wasseraufnahmephase.

Feuchtigkeit dringt in den amorphen Teil des Stärkekorns ein, das Volumen wird leicht ausgedehnt, zu diesem Zeitpunkt wird das Korn gekühlt und getrocknet, und das Phänomen der Doppelbrechung bleibt erhalten;

(2) Irreversible Wasserabsorptionsphase.

Mit dem Anstieg der Temperatur, Wasser in die Stärke mikrokristalline interstitielle, irreversible Wasseraufnahme, Doppelbrechung Phänomen allmählich verschwinden, auch bekannt als Kristallisation "Auflösung", Stärkekörner geschwollen, um das ursprüngliche Volumen von 50 bis 100 mal;

(3) Der endgültige Zerfall der Stärkekörner, die Stärkemoleküle gehen alle in Lösung.

Nach der Paste wird Stärke auch als alpha-chemische Stärke bezeichnet.

Zu den Rohstoffen für die Herstellung von Quellstärke gehören Rohstärke wie Kartoffelstärke, Süßkartoffelstärke, Mungobohnenstärke, Weizenstärke, Tapiokastärke, Maisstärke, Wachsmaisstärke, Haferstärke usw. sowie aus Saatgut extrahierte pflanzliche Stärke und chemisch modifizierte Stärke wie vernetzte Stärke, modifizierte Maisglutininstärke usw.

Im Vergleich zu anderen Quellstärken besitzt Kartoffelstärke eine starke Haftung und gute filmbildende Eigenschaften. Tapiokastärke ist auch weit verbreitet in der Herstellung von vorgelatinierter Stärke, zum Beispiel im Jahr 2002, Sheng et al. eingeführt, die modifizierte vorgelatinierte Tapiokastärke durch chemische Modifikation hergestellt und dann vorgelatiniert, um modifizierte vorgelatinierte Tapiokastärke Leistung, wie Viskosität, Zeichnung Länge, viskosen Widerstand, etc. mehr als die Thailand Thai Flower Marke vorgelatinierte Tapiokastärke, sondern auch weit besser als die inländischen vorgelatinierten Tapiokastärke zu erhalten.

Bei der traditionellen Herstellung von vorverkleisterter Stärke wird die ursprüngliche Stärke hauptsächlich erhitzt, um das Stärkegranulat zu einem Brei zu verarbeiten, und dann schnell getrocknet, gemahlen, gesiebt und verpackt. Konkret bedeutet das: Stärke und Wasser, eine Stärkeemulsion, Pasteurisierung, Trocknung, Zerkleinerung und Verpackung. Die am häufigsten verwendeten Produktionsmethoden sind die Trommeltrocknung und die Extrusion, wobei die Trommelmethode die häufigste ist. Die Methode wurde 1908 von dem Europäer Wulkank Supf erfunden und 1920 offiziell auf die industrielle Produktion angewandt, während die Extrusionsmethode im Allgemeinen für das Labor vier anwendbar ist.

1, Trommeltrocknungsverfahren

Das Trommeltrocknungsverfahren ist auch als Heißtrommelverfahren bekannt. Nach der Trommel Struktur ist anders, und ist in Einzel-Rolle und Doppel-Rolle zwei Arten unterteilt. Doppel-Walze Trommel drehen das Gegenteil, der Dampf in die Trommel Heizung, so dass die Oberflächentemperatur der Trommel bis zu 150 ℃ ~ 180 ℃, die Konzentration von 40% oder so Stärke-Emulsion-Verteilung auf der Oberfläche der Trommel, in der Trommel Rotation eine einheitliche dünne Schicht bilden. Unter der Heizung, begann die Stärke zu kleistern, Trocknen, bis die Feuchtigkeit auf 5% reduziert wird, können Sie einen Schaber verwenden, um die Stärkeschicht abzuschälen, nach dem Zerkleinern, Sieben, können Sie vorpasteurisierte Stärke erhalten.

Der Betriebsprozess ist der Schlüssel zur Herstellung qualifizierter vorgelatinierter Stärke. Stärkebeschichtungsdicke, Trommeldrehzahl, Trommeloberflächentemperatur, Endfeuchtigkeit des Produkts und andere Parameter beeinflussen die Qualität der vorgelatinierten Stärke. Um den Temperaturunterschied zwischen der Innen- und Außenseite des Stärkebeschichtungsfilms zu verbessern und die Wärmeübertragung zu beschleunigen, kann die Stärkeemulsion auch zunächst mit einer Düse oder einem Wärmetauscher vorgewärmt und dann in die Trommeloberfläche eingeführt werden.

2、Schneckenextrusionsverfahren

Mit der Förderung und Popularisierung der Schneckenextrusion Technologie in der Lebensmittelverarbeitung, vorgelatinierte Stärke kann auch durch Extrusion Methode hergestellt werden. Die Stärke wird zunächst benetzt werden, so dass sein Feuchtigkeitsgehalt von etwa 20%, in den Extruder eingeführt, der Extruder Heizung Teil der Temperatur bis zu 120 ℃ ~ 200 ℃, kann der Druck bis zu 3-10MPa sein.

Die Stärke wird von der Schnecke im Extruder nach vorne gedrückt und durch die mehrere Millimeter große Düsenöffnung des Extruders freigegeben. Aufgrund des hohen Druckunterschieds zwischen dem Inneren des Extruders und der Außenatmosphäre wird die Stärke sofort gequollen und getrocknet, um den Effekt der Vorgelatinierung zu erzielen. Der Prozess der Schneckenextrusion zeichnet sich durch Produktionskontinuität, geringen Energieverbrauch, geringen Aufwand und einfache Ausrüstung aus; allerdings ist die Viskosität des Endprodukts niedriger als bei der Walzentrocknung, was auf das Aufbrechen der glykosidischen Bindung und anderer Teile der Bindung innerhalb des Moleküls durch die mechanische Scherung im Extrusionsprozess zurückzuführen ist.

Eigenschaften von vorverkleisterter Stärke

Natürliche Stärke hat eine mikrokristalline Struktur, löst sich in kaltem Wasser nicht auf und ist unempfindlich gegenüber Amylase. Das Erhitzen von natürlicher Stärke mit einer bestimmten Menge Wasser kann die regelmäßige Anordnung der kolloidalen Struktur beschädigen und die intermolekulare Wasserstoffbrückenbindung brechen. Wassermoleküle in die innere, kristalline Struktur verschwindet, verlieren Doppelbrechung Phänomen, und anfällig für die Wirkung des Enzyms, ist dieser Prozess die Stärke Paste. Vollständig eingekleisterte Stärke wird schnell getrocknet und bei hoher Temperatur dehydriert, und man erhält Stärkekörner mit gebrochenen Wasserstoffbrücken, poröser Form und ohne offensichtliche Kristallisationserscheinungen, d. h. vorpasteurisierte Stärke.

Die Untersuchung der Struktur ergab, dass in der vorverkleisterten Stärke eine große Anzahl submikrokristalliner Strukturen vorhanden ist, die sich mit der Verringerung des durchschnittlichen Abstands zwischen den Stärkemolekülketten während des Trocknungsprozesses der Stärkepaste allmählich bilden. Aufgrund der Bildung von Submikrokristallen zeigt die Röntgenbeugungskurve der vorverkleisterten Stärke eine Kombination aus einem diffusen kristallinen Beugungspeak und einem diffusen amorphen Beugungspeak.

Die Veränderung der Stärkepaste während des Trocknungsprozesses bei der Herstellung von Quellstärke, die sich in der Röntgenbeugungskurve zeigt, ist ein Prozess der Doppelpeakbildung und -trennung. Der diffuse kristalline Beugungspeak geht von keinem zu einigen, von klein zu groß, und die Peakposition bewegt sich in Richtung des abnehmenden Beugungswinkels gemäß dem Gesetz der kristallinen Beugung; während der diffuse amorphe Beugungspeak von groß zu klein geht und schließlich dazu neigt, sich zu stabilisieren, und die Peakposition bewegt sich in Richtung des zunehmenden Beugungswinkels gemäß dem Gesetz der amorphen Beugung.

Da die vorgelatinierte Stärke eine poröse, wasserstoffbrückenbrechende Struktur aufweist, hat sie im Vergleich zur ursprünglichen Stärke die Eigenschaften einer hohen Dispergierbarkeit, einer hohen Ölabsorption, einer hohen Hydratationsrate, einer hohen Viskosität und einer hohen Quellung, die in Lebensmitteln eingesetzt werden können. Die Leistung von Quellstärke kann anhand von Viskosität, Partikelgröße, Kleistergrad, Weißgrad und pH-Wert, Gelstärke und Elastizität gemessen werden. Die wichtigsten Leistungsindizes von verkleisterter Stärke, die für Lebensmittel verwendet wird, sind folgende:

1、Grad der Einfügung (α-Grad)

Er bezieht sich auf den Anteil an vorverkleisterter Stärke in einer bestimmten Anzahl von Produkten, und der Wert des α-Grads wirkt sich direkt auf die Produktqualität aus. Der α-Grad wird mit der Doppelbrechungsmethode und der Enzymanalyse bestimmt.

2、Teilchengröße

Die Partikelgröße von Quellstärke wirkt sich direkt auf die Viskosität, die Rehydratation und die Oberflächenbeschaffenheit des Produkts aus. Im Allgemeinen, feine Partikelgröße, das Produkt in Wasser gelöst, um eine Paste mit einer hohen Viskosität der kalten Paste, niedrige Viskosität der heißen Paste zu bilden, ist der Oberflächenglanz auch gut: aber Rehydratation ist zu schnell, kann die Organisation nicht mit dem Wasser in Kontakt gebracht werden, was zu ungleichmäßigen Dispersion, anfällig für Agglomeration Phänomen. Grobe Partikelgröße, löst sich das Produkt in kaltem Wasser langsamer, gibt es eine Wasser-Transfer-Zeit ist zu lang, so dass das Endprodukt sollte ordnungsgemäß kontrolliert werden Partikelgröße. Die Partikelgröße wird in der Regel durch Siebung gemessen.

3、Viskosität

Verschiedene Rohstoffsorten von Stärkepaste aufgrund ihrer unterschiedlichen molekularen Kettenstruktur und hat eine unterschiedliche Viskosität Wert, den gleichen Rohstoff mit verschiedenen Methoden der Produktion von vorverkleisterte Stärke, ist die Viskosität Wert nicht genau das gleiche. Unter den gleichen Bedingungen ist die Viskosität von Kartoffelstärke als Rohstoff zur Herstellung von verkleisterter Stärke am höchsten und die Stabilität am besten. In der Regel wird die Viskosität von Brabender Viskosimeter und En-Typ Viskosimeter gemessen.

Verwendung von Quellstärke in der Lebensmittelindustrie

1, in der Pre-Gelatinierung Prozess, der Wassermoleküle zerstören die Stärke-Moleküle Wasserstoff-Bindung, wodurch die kristalline Struktur der Stärke-Teilchen, so dass die Run-up in Wasser gelöst, und daher leicht zu Amylase Aktion, förderlich für die menschliche Verdauung und Absorption. Diese Eigenschaft von vorverkleisterter Stärke kann bei der Herstellung von Lebensmitteln für ältere Menschen und Kleinkinder genutzt werden.

2, vorgelatinierte Stärke in traditionellen Lebensmitteln hat bestimmte Anwendungsvorteile.

Einige Wissenschaftler haben festgestellt, dass Kartoffel vorverkleisterte Stärke hat eine gute Viskoelastizität, kann das Gluten in Mehl zu ersetzen, um Mehl Gewicht 8% hinzugefügt, um Weizenstärke kann besser gedämpft Brot hergestellt werden. Nach dem US-Patent berichtet, wird geradkettige Amylose vorverkleisterte Stärke enthalten, um den Teig hinzugefügt, kann seine morphologischen Eigenschaften zu verbessern. Darüber hinaus fügen Sie die richtige Menge an vorverkleisterte Stärke in den Nudeln, kann die Nudel Kopf zu reduzieren, und kann schnell gekocht werden, vor allem die beste Wirkung von Maniok Phosphat vernetzte Stärke, die Menge der 10%.

3、Vorgelatinierte Stärke hat eine starke Wasserbindung und kann zur Verbesserung der Qualität von Backwaren verwendet werden.

Bei der Herstellung von Kuchen lässt sich durch die Zugabe einer bestimmten Menge an Quellstärke beim Mischen des Pulvers leicht ein Teig bilden, und da die Quellstärke die Wasseraufnahme erhöht und die Gasproduktionskapazität verbessert, sorgt sie für ein gutes Volumen des Kuchens und erhöht die Frische und strukturelle Homogenität des Endprodukts, wodurch das Produkt fluffig wird und eine gute Textur erhält.

4、Vorgelatinierte Stärke hat eine gute Gefrierstabilität und kann zur Stabilisierung der inneren Struktur von Tiefkühlkost verwendet werden.

Durch die Zugabe einer angemessenen Menge an verkleisterter Stärke in Tiefkühlkost können Risse im Produkt während des Gefrierprozesses vermieden und die Ausbeute verbessert werden, wodurch die Produktionskosten gesenkt werden.

Darüber hinaus hat vorverkleisterte Stärke eine gute Viskoelastizität und Formbeständigkeit, was die Elastizität der Knödel erhöht, die Form der Knödel erhält und das Zusammenfallen der Knödel verhindert.

5、Vorgelatinierte Stärke ist ein guter Rohstoff für Freizeitnahrung wie Reiscracker und dünne Cracker, der besser ist als herkömmliche Stärke.

Der Grund dafür ist der vorgelatinierte Stärke Mischung Rohlinge, wenn ein Teil der Stärke hat Wasser absorbiert, Backen, das Wasser aus der Stärke Teilchen zu entkommen, was zu Expansion. Darüber hinaus manchmal, um bessere Ergebnisse zu erzielen, wird auch die Denaturierung über die vorgelatinierte Stärke zu verwenden.

6, vorverkleisterte Stärke kann in kaltem Wasser aufgelöst werden, die Bildung einer bestimmten Viskosität Paste Dispersion ist gut, und hat eine Verdickung und stabilisierende Wirkung, einfach zu bedienen, so ist es weit verbreitet in einer Vielzahl von Convenience Foods verwendet. Beim Kochen und Erhitzen und hat auch die Wirkung der Verdickung, verbessern den Geschmack, und in einer Vielzahl von nahrhaften Pasten, Instant-Suppen, Marmeladen und Apfelkuchen Füllung angewendet werden.

Zum Beispiel die Verwendung von vorgelatinierter Stärke formuliert Instant-Getreide, Mandelpaste, Huhn Essenz, etc., mit warmem Wasser genommen werden kann, zu essen, in der Regel in der Marmelade und süßen Kuchen Füllung Dosierung von 5% bis 10%. Pregelatinized Stärke Gel hat eine gewisse Stärke, anstelle von Pudding-Gel, in Europa und den Vereinigten Staaten, pregelatinized Stärke als Ausgangsmaterial, fügen Sie eine bestimmte Menge an Stärke Zucker, Nährstoffverstärker, Aromastoffe, etc. aus Instant-Pudding-Pulver ist ein sehr meistverkauften Convenience Food.

7, vorgelatinierte Stärke ist sehr saugfähig, Paste und Viskoelastizität sind höher, kann auch für Surimi-Serie Produkte, Schinken, Wurst und andere Lebensmittel verwendet werden, um die Elastizität zu erhöhen, verbessern die Formeigenschaften, und verhindern Wasserverlust. Wenn man bei der Herstellung von Fischbällchen einen bestimmten Prozentsatz an vorgelatinierter Stärke hinzufügt, kann sie als Klebstoff verwendet werden und die Haftung zwischen den Fischbällchen verhindern, und die Struktur der Fischbällchen, die Farbe, der Geschmack und die Textur werden stark verbessert, so dass das Produkt voll und glatt ist: aber die Menge des Zusatzstoffs ist für 10% bis 40% geeignet, und es ist leicht zu altern, wenn es zu viel ist.

Vorverkleisterte Stärke mit Kaltwasserlöslichkeit, hoher Viskosität und hohen Expansionsmerkmalen, so dass ihre Verwendung extrem breit ist, wurde im Ausland weithin in der Lebensmittel-, Medizin-, Chemie-, Futtermittel-, Guss-, Ölbohr-, Textil-, Papier- und anderen Industrien verwendet. Chinas vorverkleisterte Stärkeindustrie entwickelt sich rasant, die derzeitige jährliche Produktionskapazität hat etwa 200.000 Tonnen erreicht, aber aufgrund der Produktion von Rohstoffen, Ausrüstung und Technologie, die Qualität der chinesischen Produktion von vorverkleisterter Stärke wurde hinter dem internationalen fortgeschrittenen Niveau, sowohl in Bezug auf die Produktqualität oder Produktion, sind nicht in der Lage, die Nachfrage des chinesischen Marktes zu erfüllen.

Die Auswahl des Rohmaterials für die Quellstärke, die Verarbeitungsmethoden und -bedingungen sowie die anderen Bestandteile des Lebensmittels wirken sich auf den Klebeeffekt der Stärke aus, und die verschiedenen Lebensmittel stellen unterschiedliche Anforderungen an die Quellstärke, z. B. in Bezug auf Viskosität, Durchlässigkeit, Einfrieren und Auftauen usw.; eine ausgezeichnete Quellstärke sollte mit den spezifischen Anforderungen an die Zubereitung kombiniert werden. Für die Entwicklung der chinesischen Stärkeindustrie ist es von großer Bedeutung, die Produktionstechnologie für Quellstärke zu verbessern, die Qualität der Quellstärke zu erhöhen und ihre Anwendung in der Lebensmittelindustrie weiter zu fördern.