Yenilenebilir bir kaynak olarak nişasta, endüstri için önemli bir hammadde haline gelmiştir. Çin'in mevcut nişasta üretimi 1,5 milyon tona ulaşmıştır, nişasta ve derin işlenmiş ürünleri gıda, tekstil, kağıt, ilaç, yem, petrol sondajı, döküm, inşaat ve diğer endüstrilerde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Orijinal nişastanın birçok doğal özelliği (soğuk suda çözünmezlik, asitte hamurlaşma, ısı, kesme vb.) nedeniyle, nişasta performansını artırmak, uygulama kapsamını genişletmek için endüstrideki nişasta uygulamaları üzerindeki kısıtlamalar, fiziksel, kimyasal, enzim ve diğer yöntemlerle işlenebilir. modifiye nişasta hazırlamak, nişastanın doğal özelliklerini değiştirmek, işlevselliğini artırmak veya endüstriyel gelişimin ihtiyaçlarını karşılamak için yeni özelliklerin tanıtılması.

Prejelatinize nişasta, α-nişasta olarak da bilinen fiziksel olarak modifiye edilmiş bir nişasta türüdür; nişasta hamurunun dağılmasından ve nişasta moleküllerinin yeniden düzenlenmesi için çok geç kalmasından sonra hızlı dehidrasyon ve kurutma ile elde edilen bir tür gözenekli, görünür olmayan kristal nişasta granülüdür. Prejelatinize nişasta gözenekli, hidrojen bağı kırıcı bir yapıya sahip olduğundan ve soğuk suda çözünme, iyi soğuk su stabilitesi ve güçlü su tutma özelliklerine sahip olduğundan, birçok endüstriyel sektörde kullanılmaktadır.

Prejelatinize nişasta hammaddesi ve hazırlama yöntemi

Prejelatinize nişasta, belirli bir miktarda su veya hidrofilik çözücü varlığında ısıtılan orijinal nişastadır. Moleküller arası hidrojen bağının kırılmasını sağlamak için su veya hidrofilik çözücünün kullanılması, misel yapısının düzenli düzenini yok eder, tamamen yapıştırır ve daha sonra hidrojen bağı kırılması, gözenekli, nişasta partiküllerinin belirgin bir kristalleşmesini elde etmek için yüksek sıcaklıkta hızla kurutur.

Yapıştırma işlemi üç aşamaya ayrılabilir:

(1) Tersinir su emme aşaması.

Nem, nişasta granülünün amorf kısmına girer, hacim hafifçe genişler, bu sırada soğutma ve kurutma, granül geri yüklenebilir ve çift kırılma olgusu değişmez;

(2) Geri döndürülemez su emme aşaması.

Sıcaklıktaki artışla, nişasta mikrokristalin interstisyel içine su, geri dönüşümsüz su emilimi, çift kırılma fenomeni yavaş yavaş bulanıklaşarak kaybolur, kristalleşme "çözünme" olarak da bilinir, nişasta granülleri orijinal hacminin 50 ila 100 katı kadar şişer;

(3) Nişasta granüllerinin son parçalanması, nişasta moleküllerinin tamamı çözelti haline gelir.

Macundan sonra nişasta alfa-kimyasal nişasta olarak da bilinir.

Ön jelatinleştirilmiş nişasta üretimi için hammaddeler arasında patates nişastası, tatlı patates nişastası, maş fasulyesi nişastası, buğday nişastası, tapyoka nişastası, mısır nişastası, mumsu mısır nişastası, yulaf nişastası vb. gibi ham nişastanın yanı sıra tohum mahsulünden elde edilen bitkisel nişasta ve çapraz bağlı nişasta, modifiye yapışkan mısır nişastası vb. gibi kimyasal olarak modifiye edilmiş nişasta bulunur.

Diğer prejelatinize nişastalarla karşılaştırıldığında, patates prejelatinize nişastası güçlü yapışma ve iyi film oluşturma özelliklerine sahiptir. Tapyoka nişastası da prejelatinize nişasta üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır, örneğin 2002 yılında Sheng ve ark. kimyasal modifikasyonla hazırlanan modifiye prejelatinize tapyoka nişastasını tanıtmış ve daha sonra viskozite, çekme uzunluğu, viskoz direnç vb. gibi modifiye prejelatinize tapyoka nişastası performansı elde etmek için prejelatinize edilmiştir. Tayland Thai Flower marka prejelatinize tapyoka nişastasından daha fazla, aynı zamanda yerli prejelatinize tapyoka nişastasından çok daha iyi.

Geleneksel önceden jelatinleştirilmiş nişasta üretimi, nişasta granüllerini macun haline getirmek için esas olarak orijinal nişastayı ısıtmak ve ardından hızlı kurutma, öğütme, eleme ve paketlemedir. Özellikle işlem rotasını kullanarak: nişasta ve su, bir nişasta emülsiyonu, bir pastörizasyon, bir kurutma, bir ezme, bir paketleme. Tambur kurutma yöntemi ve ekstrüzyon yöntemi için en yaygın kullanılan üretim yöntemleri olup, bunlardan en yaygın olanı tambur yöntemidir. Bu yöntem 1908 yılında Avrupalı Wulkank Supf tarafından icat edilmiş olup, 1920 yılında resmi olarak sanayileşmiş üretime uygulanmıştır, ekstrüzyon yöntemi ise genellikle dört laboratuvar için geçerlidir.

1, tamburlu kurutma yöntemi

Tamburlu kurutma yöntemi sıcak tambur yöntemi olarak da bilinir. Tambur yapısına göre farklıdır ve tek silindirli ve çift silindirli iki türe ayrılır. Çift silindirli tambur tersine döner, buhar tambur ısıtmasına girer, böylece tamburun yüzey sıcaklığı 150 ℃ ~ 180 ℃'ye kadar çıkar, tambur yüzeyinde 40% veya daha fazla nişasta emülsiyonu dağılımı konsantrasyonu, tambur dönüşünde düzgün bir ince tabaka oluşturur. Isıtma altında nişasta, nem 5%'ye düşene kadar hamurlaşmaya, kurumaya başladı, nişasta tabakasını soymak için bir kazıyıcı kullanabilirsiniz, ezdikten, eledikten sonra önceden pastörize edilmiş nişasta elde edebilirsiniz.

Operasyon süreci, nişasta kaplama kalınlığı, tambur hızı, tambur yüzey sıcaklığı, ürün nihai nemi ve diğer parametreler gibi nitelikli ön jelatinleştirilmiş nişasta hazırlamanın anahtarıdır ve ön jelatinleştirilmiş nişastanın kalitesini etkileyecektir. Nişasta kaplama filminin içi ve dışı arasındaki sıcaklık farkını iyileştirmek ve ısı transferini hızlandırmak için, nişasta emülsiyonu önce jet veya ısı eşanjörü ile önceden ısıtılabilir ve ardından tambur yüzeyine sokulabilir.

2、Vida ekstrüzyon yöntemi

Gıda işlemede vidalı ekstrüzyon teknolojisinin teşvik edilmesi ve yaygınlaştırılmasıyla, önceden jelatinleştirilmiş nişasta da ekstrüzyon yöntemiyle üretilebilir. Nişasta önce ıslatılır, böylece yaklaşık 20% nem içeriği ekstrüdere verilir, ekstrüder ısıtma kısmı 120 ℃ ~ 200 ℃ sıcaklığa kadar çıkar, basınç 3-10MPa'ya kadar çıkabilir.

Nişasta, ekstrüderdeki vida tarafından ileri doğru itilir ve ekstrüderin birkaç milimetrelik kalıp deliğinden serbest bırakılır. Ekstrüderin içi ile dış atmosfer arasındaki yüksek basınç farkı nedeniyle, nişasta anında şişer ve ön jelatinleşme etkisini elde etmek için kurutulur. Vidalı ekstrüzyon yöntemi, üretim sürekliliği, düşük enerji tüketimi, düşük girdi ve basit ekipman ile karakterize edilir; ancak, nihai ürünün viskozitesi, ekstrüzyon işleminde mekanik kesmenin neden olduğu glikozidik bağın ve molekül içindeki bağın diğer kısmının kırılmasından dolayı silindir kurutma yönteminden daha düşüktür.

Prejelatinize nişastanın özellikleri

Doğal nişasta mikrokristalin bir yapıya sahiptir, soğuk suda çözünmez veya şişmez ve amilaza karşı duyarsızdır. Doğal nişastanın belirli bir miktar su ile ısıtılması, kolloidal yapının düzenli düzeninin zarar görmesine, moleküller arası hidrojen bağının kırılmasına neden olabilir. İçindeki su molekülleri, kristal yapı kaybolur, çift kırılma fenomenini kaybeder ve enzimin etkisine duyarlıdır, bu işlem nişasta hamurudur. Tamamen yapıştırılmış nişasta hızla kurutulur ve yüksek sıcaklıkta dehidre edilir ve hidrojen bağları kırılmış, gözenekli şekle sahip ve belirgin bir kristalleşme olgusu olmayan nişasta granülleri, yani önceden pastörize edilmiş nişasta elde edilir.

Yapı çalışması, önceden jelatinize edilmiş nişastada çok sayıda submikrokristalin yapı olduğunu ve bu submikrokristalin yapıların, nişasta hamurunun kurutma işlemi sırasında nişasta moleküler zincirleri arasındaki ortalama mesafenin azalmasıyla kademeli olarak oluştuğunu ortaya koymuştur. Submikrokristallerin oluşumu nedeniyle, önceden jelatinize edilmiş nişastanın X-ışını kırınım eğrisi, dağınık kristalin kırınım piki ile dağınık amorf kırınım pikinin bir kombinasyonunu gösterir.

Önceden jelatinleştirilmiş nişasta hazırlama kurutma işlemi sırasında nişasta hamurunun değişimi, x-ışını kırınım eğrisinde ortaya çıkan, çift pik oluşumu ve ayırma işlemidir. Bunlar arasında, dağınık kristalin kırınım piki hiç yoktan bazılarına, küçükten büyüğe doğrudur ve pik konumu kristalin kırınım yasasına göre azalan kırınım açısı yönüne doğru hareket eder; dağınık amorf kırınım piki ise büyükten küçüğe doğrudur ve sonunda stabilize olma eğilimindedir ve pik konumu amorf kırınım yasasına göre artan kırınım açısı yönüne doğru hareket eder.

Prejelatinize nişasta, orijinal nişastaya kıyasla gözenekli, hidrojen bağı kırıcı bir yapıya sahip olduğundan, gıda maddelerine uygulanabilen yüksek dağılabilirlik, yüksek yağ emilimi, yüksek hidrasyon oranı, yüksek viskozite ve yüksek şişme özelliklerine sahiptir. Prejelatinize nişastanın performansı viskozite, partikül boyutu, yapıştırma derecesi, beyazlık ve pH değeri, jel gücü ve elastikiyet ile ölçülebilir. Gıda için kullanılan prejelatinize nişastanın ana performans indeksleri aşağıdaki gibidir:

1、Yapıştırma derecesi (α derecesi)

Belirli sayıda üründeki prejelatinize nişasta oranını ifade eder ve α-derecesinin değeri ürün kalitesini doğrudan etkiler. α-derecesi çift kırılma yöntemi ve enzim analizi yöntemi ile belirlenir.

2、Parçacık boyutu

Önceden jelatinize edilmiş nişastanın partikül boyutu, ürünün viskozitesini, rehidrasyonunu ve yüzey kalitesini doğrudan etkiler. Genel olarak, ince partikül boyutu, ürün yüksek viskoziteli soğuk macun, düşük viskoziteli sıcak macun oluşturmak için suda çözülür, yüzey parlaklığı da iyidir: ancak rehidrasyon çok hızlıdır, organizasyon su ile temas ettirilemez, bu da düzensiz dağılımla sonuçlanır, aglomerasyon fenomenine eğilimlidir. Kaba partikül boyutu, ürün soğuk suda daha yavaş çözünür, su transfer süresi çok uzundur, bu nedenle nihai ürün uygun şekilde partikül boyutu kontrol edilmelidir. Partikül boyutu genellikle eleme yöntemi ile ölçülür.

3、Viskozite

Farklı moleküler zincir yapısı nedeniyle nişasta hamurunun farklı hammadde çeşitleri ve farklı bir viskozite değerine sahiptir; önceden jelatinleştirilmiş nişasta üretiminin farklı yöntemleri ile aynı hammadde, viskozite değeri tam olarak aynı değildir. Aynı koşullar altında, önceden jelatinleştirilmiş nişasta viskozitesi üretmek için hammadde olarak patates nişastası en büyük ve iyi stabilitedir. Viskozite genellikle Brabender viskozimetre ve En tipi viskozimetre ile ölçülür.

Ön jelatinleştirilmiş nişastanın gıda endüstrisindeki uygulamaları

1, ön jelatinleştirme işleminde, su molekülleri nişasta moleküllerinin hidrojen bağını yok eder, böylece nişasta parçacıklarının kristal yapısını yok eder, böylece akıntı suda çözülür ve bu nedenle insan sindirimine ve emilimine elverişli amilaz etkisi olması kolaydır. Önceden jelatinleştirilmiş nişastanın bu özelliği, yaşlılar ve bebekler için gıda üretiminde kullanılabilir.

2, geleneksel gıdalarda önceden jelatinleştirilmiş nişastanın belirli uygulama avantajları vardır.

Bazı araştırmacılar, patates ön jelatinleştirilmiş nişastanın iyi viskoelastisiteye sahip olduğunu, undaki glütenin yerini alabileceğini, buğday nişastasına eklenen 8% un ağırlığının daha iyi buharda pişirilmiş ekmek üretilebileceğini bulmuşlardır. ABD patent raporlarına göre, hamura eklenen düz zincirli amiloz ön jelatinize nişasta içerecek, morfolojik özelliklerini geliştirebilir. Buna ek olarak, eriştelere doğru miktarda önceden jelatinleştirilmiş nişasta eklemek, erişte kafasını azaltabilir ve hızlı bir şekilde pişirilebilir, özellikle manyok fosfat çapraz bağlı nişastanın en iyi etkisi, 10% miktarı.

3、Önceden jelatinleştirilmiş nişasta güçlü su tutma özelliğine sahiptir ve unlu mamullerin kalitesini artırmak için kullanılabilir.

Kek yaparken, belirli miktarda önceden jelatinleştirilmiş nişasta ekleyerek, tozu karıştırırken hamur oluşturmak kolaydır ve önceden jelatinleştirilmiş nişasta su emilimini artırdığı ve gaz üretim kapasitesini artırdığı için, kekin iyi bir hacme sahip olmasını sağlar ve bitmiş ürünün tazeliğini ve yapısal homojenliğini artırır, bu da ürünü kabarık ve iyi bir dokuya sahip yapar.

4、Önceden jelatinleştirilmiş nişasta iyi bir donma stabilitesine sahiptir ve dondurulmuş gıdaların iç yapısını stabilize etmek için kullanılabilir.

Dondurulmuş gıdalara uygun miktarda ön jelatinleştirilmiş nişasta eklenmesi, dondurma sürecinde ürünün çatlamasını önleyebilir ve verimi artırarak üretim maliyetini düşürebilir.

Buna ek olarak, önceden jelatinleştirilmiş nişasta, köftenin elastikiyetini artırabilen, köftenin şeklini koruyabilen ve köftenin çökmesini önlemeye yardımcı olan iyi viskoelastisiteye ve şekil tutma özelliğine sahiptir.

5、Önceden jelatinleştirilmiş nişasta, pirinç krakerleri ve ince krakerler gibi boş zaman yiyecekleri için iyi bir hammaddedir ve normal nişastadan daha iyidir.

Bunun nedeni, nişastanın bir kısmı suyu emdiğinde önceden jelatinleştirilmiş nişasta karışımı boşluklarından yapılır, pişirme, nişasta parçacıklarından kaçmak için su, genişleme ile sonuçlanır. Ayrıca, bazen, daha iyi sonuçlar elde etmek için, önceden jelatinleştirilmiş nişasta üzerinde denatürasyon da kullanılır.

6, önceden jelatinleştirilmiş nişasta soğuk suda çözülebilir, belirli bir viskozite macunu dispersiyonunun oluşumu iyidir ve kalınlaştırıcı ve stabilize edici bir etkiye sahiptir, kullanımı kolaydır, bu nedenle çeşitli hazır gıdalarda yaygın olarak kullanılır. Pişirme ve ısıtma tüketiminde ve ayrıca koyulaştırma etkisine sahiptir, tadı iyileştirir; ve çeşitli besleyici macunlarda, hazır çorbalarda, reçellerde ve elmalı turta dolgusunda uygulanır.

Örneğin, önceden jelatinleştirilmiş nişasta formüle edilmiş hazır tahıl, badem ezmesi, tavuk özü, vb. kullanımı, ılık su ile, genellikle 5% ila 10% reçel ve tatlı turta dolum dozajında yemek için alınabilir. Önceden jelatinleştirilmiş nişasta jeli, Avrupa ve Amerika Birleşik Devletleri'nde puding jeli yerine belirli bir güce sahiptir, temel malzeme olarak önceden jelatinleştirilmiş nişasta, belirli miktarda nişasta şekeri, besin arttırıcılar, tatlandırıcı maddeler vb. eklenir. hazır puding tozu çok satan bir hazır gıdadır.

7, önceden jelatinize edilmiş nişasta oldukça emicidir, macun ve viskoelastisite daha yüksektir, elastikiyeti arttırmak, kalıplama özelliklerini geliştirmek ve su kaybını önlemek için surimi serisi ürünler, jambon, sosis ve diğer gıda ürünleri için de kullanılabilir. Balık köftesi yaparken belirli bir oranda önceden jelatinleştirilmiş nişasta eklerseniz, yapıştırıcı olarak kullanılabilir ve balık köftesi arasındaki yapışmayı önleyebilir ve balık köftelerinin yapısı, rengi, tadı ve dokusu büyük ölçüde iyileştirilir, böylece ürün tam ve pürüzsüz olur: ancak katkı maddesi miktarı 10% ila 40% için uygundur ve çok fazla ise yaşlanması kolaydır.

Soğuk suda çözünürlük, yüksek viskozite ve yüksek genleşme özelliklerine sahip önceden jelatinleştirilmiş nişasta, böylece kullanımı son derece geniştir, yabancı ülkeler gıda, ilaç, kimya endüstrisi, yem, döküm, petrol sondajı, tekstil, kağıt ve diğer endüstrilerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Çin'in önceden jelatinize edilmiş nişasta endüstrisi hızla gelişmektedir, mevcut yıllık üretim kapasitesi yaklaşık 200.000 tona ulaşmıştır, ancak hammadde, ekipman ve teknoloji üretimi nedeniyle, Çin'in önceden jelatinize edilmiş nişasta üretiminin kalitesi, hem ürün kalitesi hem de üretim açısından uluslararası ileri seviyenin gerisinde kalmaktadır, Çin pazarının talebini karşılayamamaktadır.

Prejelatinize nişasta hammadde seçimi, yapıştırma yöntemleri ve koşulları, gıdadaki diğer bileşenler nişasta yapıştırma etkisini etkileyecektir ve farklı gıdaların viskozite, geçirgenlik, donma ve çözülme gibi prejelatinize nişastanın doğası üzerinde farklı gereksinimleri vardır; mükemmel prejelatinize nişasta, hazırlık için özel gereksinimlerle birleştirilmelidir. Prejelatinize nişasta üretim teknolojisinin nasıl geliştirileceği, prejelatinize nişastanın kalitesinin nasıl artırılacağı ve gıda endüstrisindeki uygulamasının nasıl daha fazla teşvik edileceği, Çin'in nişasta endüstrisinin gelişimi için büyük önem taşımaktadır.