淀粉深加工新技術的發展

李書華 王振麗

摘 要：淀粉及其深加工工業是國民經濟中重要的產業之一，淀粉科學技術和應用近年來發展迅速，工業上由谷類和薯類淀粉農作物生產的淀粉又進一步深加工成新產品，種類多，用途廣。就國內市場對淀粉深加工產品需求以及大力發展相關產業應注意的幾個問題進行了探討。

關鍵詞：淀粉；深加工；新技術；發展

淀粉深加工產品可大致分為變性淀粉和轉化產品兩大類，前者仍為淀粉，但經過二次加工改變其某些性質，使更適于應用的要求，效果更好。轉化產品用淀粉為原料生產的產品，

如通過水解反應生產的葡萄糖、果糖和其他糖品等；通過發酵、化學反應生產的醇、酮、有機酸、氨基酚、微生物多糖和其他化工產品等。

1 變性淀粉

由淀粉農作物玉米、小麥、馬鈴薯、木薯等不同原料生產的淀粉產品統稱為原淀粉，其化學結構和性質基本上與原來存在于原料中時相同，生產工藝是采用物理方法將非淀粉組成分離開，基本上沒引起淀粉發生結構和性質變化。不同品種的原淀粉加用原料名稱進行區別，如玉米淀粉、馬鈴薯淀粉、木薯淀粉等，在性質方面存在些差別。例如，新的食品加工技術常使用高速攪拌和高溫噴射，影響原淀粉糊的粘度降低，應用效果不好。但通過變性處理能提高淀粉糊抗高速攪拌所產生剪力和抗高溫的穩定性，黏度不降低，仍能保證食品的質量。原淀粉糊的冷凍穩定性差，不適用于冷凍食品，冷凍又解凍的過程中，影響食品的膠體組織破壞，但通過變性處理能提高淀粉糊的冷凍穩定性，避免這種缺點。

淀粉的應用普遍是加熱淀粉乳，應用所得淀粉糊，所以糊的性質，特別是糊的C度性質至關重要。變性處理主要是改變糊的性質，如糊化溫度的高低、熱黏度的高低和抗熱與機械剪力穩定性、冷黏度的高低、凝沉性的強弱、形成凝膠性的難易和凝膠強度、冷凍穩定性、

膠黏性、成膜性和膜強度等。不同應用，對于這些性質的要求不同，但通過二次加工進行變性處理，能改變這些性質到適當的程度，符合應用的要求，獲得最佳效果。變性淀粉技術已達到如此高的水平，對于任何應用都能生產出適用的產品，具有符合要求的優良性質，應用效果好。若是一次變性處理達不到要求，還可進行復合變性，即采用二次或二次以上化學反應處理，如氧化與交聯、氧化與醚化等。

2 淀粉糖品

利用淀粉為原料的制糖工業有很久的歷史，產品有葡萄糖和糖漿等，但因為甜度較低，不是重要的甜味料。近年來由于若干重大技術的突破，特別是淀粉的酶水解和葡萄糖轉變成果糖的酶異構化技術，工業上采用生產含有果糖的果葡糖漿，甜度高，其他性質也好，已成為重要的甜味料，促進淀粉制糖在美國、日本等國家大發展。美國現在各種淀粉糖品的年產量已超過700萬噸，糖漿是干基計，已成為該國最重要的糖品，遠超過由甘蔗和甜菜生產的蔗糖，其產量分別約為300萬噸。按人口平均計算，美國消用淀粉糖品量每人每年達約30公斤。

果糖是廣泛存在于各種水果汁中的主要糖分，故得“果糖”之名，它的甜度高，為蔗糖的1.5倍，風味又好，為人們所喜愛。利用酶法液化、糖化淀粉乳得糖化液，葡萄糖含量達95%以上，精制后再經固定化異構酶柱，將其中一部分葡萄糖轉變成果糖，得果糖含量42%的糖漿，葡萄糖含量53%，其余為少量低聚糖。精制后，濃縮到71%濃度，為無色透明、粘稠糖漿，甜度與蔗糖相若，風味更好，其他性質也好，應用于飲料、面包、糕點、罐頭、乳制品中代替蔗糖或與蔗糖混合使用，深受歡迎。受異構化反應乎衡的限制，不能生產果糖含量更高產品。1981年美國建第一家結晶果糖廠，開始由果葡糖漿生產結晶果糖，經用色譜分離法得果糖含量97%糖漿，濃縮到70%濃度，結晶而得，年產量1萬噸，這是淀粉制糖技術的一大進展。

果葡糖漿是年產量最大的一種淀粉糖品，另外還有結晶葡萄糖和淀粉糖漿，美國現年產量各約為50萬噸和200萬噸。淀粉糖漿是糖粉經不完全水解而得的產品，糖分組成為葡萄糖、麥芽糖、低聚糖和糊精，采用酸法、酸酶法、酶法或不同的酶法工藝，水解到不同程度，能變更這些糖分的組成比例，使其具有不同的甜度和其他性質，符合不同應用的要求，產品的種類多。

與蔗糖生產比較，淀粉糖生產具有若干優點。能用任何種淀粉農作物為原料，生產不受地區和季節限制，工廠全年開工，設備利用率高，規模又能很大。酶法工藝需要的設備較簡單，建廠投資的費用省，生產條件溫和，耗能低，自動化程度高，用人工少，生產成本低，產品種類多，具有不同甜度和其他性質，符合不同應用的要求。隨著食品科學技術的發展，對于糖品性質的要求越來越高，不只是利用其甜味道，其他性質如溶解度、黏度、增稠性、膠黏性、滲透壓力、冰點降低、化學穩定性、焦化性、發酵性、吸潮性、保潮性、結晶性等都至關重要，在有的應用中這些性質的一種或幾種起到重要作用，比較甜度還重要。淀粉制糖的產品種類多，具有不同的這些性質，符合不同食品的應用，效果好，這是優點。

淀粉制糖技術雖已達到很高水平，進行中的基礎理論和工藝技術的研究很多，特別是酶制劑和酶法工藝方面，這些工作的成果將會推進生產技術水平不斷提高。例如，工業上新近采用脫枝酶與糖化酶合并糖化，促進糖化速度和提高糖化率；新型異構酶？ Sweetzyme？T每公斤的生產能力達約10噸，較先前的？Sweetzyme？ Q提高約5倍。美國最近研究成功聲音振動新干燥技術，能將果葡糖漿于燥成粉末產品，工業上很快將要生產。果葡糖漿的干燥問題解決了，又是一個重大技術進展，將會促進應用的發展。

3 有機化工產品

微生物低聚糖環狀糊精和多糖黃原膠及普魯藍等都是新發展的產品，用途多。環狀糊精為6、7或8葡萄糖單位組成環狀低聚糖，環外具有親水性，環內具有疏水性，對于許多種物質具有包接作用，低濃度的黏度高，抗酸、堿、鹽和熱影響的穩定性高，并能抗生物酶降解，與其他化學物質的共容性好，為好的增稠劑、乳化劑和懸浮劑，在食品、醫藥、化工、石油等工業用途多。普魯藍為多聚麥芽三糖，能制成薄膜、纖維、塑料等，具有優良性質。

普通淀粉是由鏈淀粉和支淀粉兩種高分子多糖組成，有幾種方法能分離開來。20世紀60年代工業上曾有鏈淀粉生產，為直鏈高分子，能制成薄膜、纖維、塑料，可能用途多，但因價格高，未能發展。美國培育成功高鏈玉米品種，其中鏈淀粉含量高達約70%，已大量種植，并加工成高鏈玉米淀粉，這是很大優點。乙烯或氯乙烯薄膜不能被霉菌降解，需要人工取出，費工，又難處理，只能燒掉，又會導致空氣污染，這是一個長期未能解決的問題。淀粉填加量約為40%，能使薄膜具有適當的霉菌降解速度，又能降低成本。

聚醚的制備是用環氧丙烷與多元醇起反應而得，來自淀粉的甲基萄葡糖甙和山梨醇，以及蔗糖早已應用。一種新發展的多元醇為乙二醇葡萄糖甙是淀粉直接與乙二醇起反應而得，工藝簡單，成本便宜，性質好。一種利用乙二醇葡萄糖甙制備熱固塑料方法，先用聚醚與二異氰酸酯起反應生成預聚體，再與淀粉混合熱壓，所得產品具有高強度，能代替鋼材制作機械部件或代替木材作為工程材料。淀粉起了填充作用，也起了交聯作用，增加強度和抗磨損性。因為加入大量價格便宜的淀粉，聚醚也是來自淀粉，成本便宜。

4 結語

淀粉為農作物經光合作用天然合成，每年更生，為無限的再生資源，隨著深加工技術的快速發展，將會提供更多的產品，性質好，用途廣，前景誘人。

作者簡介：李書華（1981-），女，碩士研究生，中級講師。研究方向：食品科學與工程。