¿Qué es el almidón modificado?

Gelatinización del almidón: los gránulos de almidón se hinchan, se dividen y se forman uniformemente en agua a la temperatura adecuada (los almidones de diversas fuentes requieren diferentes temperaturas, generalmente entre 60 y 80 °C). El efecto de un La solución pastosa se llama gelatinización. La esencia de la gelatinización es que los enlaces de hidrógeno entre las moléculas de almidón ordenadas y desordenadas (cristalinas y amorfas) en los gránulos de almidón se rompen y se dispersan en agua para formar una solución coloidal.

El proceso de gelatinización se puede dividir en tres etapas: (1) Etapa de absorción de agua reversible, el agua entra en la parte amorfa de los gránulos de almidón y el volumen se expande ligeramente. En este momento, las partículas se pueden recuperar después de enfriar y secar, y el fenómeno de birrefringencia permanece sin cambios (2) En la etapa de absorción de agua irreversible, a medida que aumenta la temperatura, el agua ingresa a los espacios entre los microcristales de almidón, absorbiendo irreversiblemente una gran cantidad de; agua y la birrefringencia se difumina gradualmente o incluso desaparece. También llamada "cristalización", los gránulos de almidón se expanden de 50 a 100 veces su volumen original (3) los gránulos de almidón finalmente se desintegran y todas las moléculas de almidón entran en la solución.

El almidón gelatinizado también se llama almidón alfa. La suspensión de almidón gelatinizado recién preparada se deshidrata y se seca para obtener un polvo amorfo que se dispersa y enfría fácilmente en agua fría, a saber, "almidón soluble".

2. Métodos de determinación de la gelatinización del almidón: microscopía óptica, microscopía electrónica, método de propagación de la luz, viscometría, determinación de hinchamiento y solubilidad, análisis enzimático, resonancia magnética nuclear, espera por dispersión láser. La determinación de la viscosidad, el hinchamiento y la solubilidad son métodos comúnmente utilizados en la industria.

2. Almidón modificado con ácido

Por debajo de la temperatura de gelatinización, el almidón se trata con ácido inorgánico para cambiar sus propiedades y el producto se denomina almidón modificado con ácido.

Mecanismo de reacción: en el proceso de tratamiento del almidón con ácido, el ácido actúa sobre los enlaces glicosídicos para hidrolizar las moléculas de almidón, haciendo que las moléculas de almidón sean más pequeñas. Los gránulos de almidón están compuestos de amilosa y amilopectina. El primero tiene enlaces α-1,4, mientras que el segundo tiene una pequeña cantidad de enlaces α-1,6 además de los enlaces α-1,4. Existe una diferencia en la dificultad de la acidólisis de estos dos enlaces glicosídicos. Debido a la influencia de la estructura cristalina de los gránulos de almidón, las moléculas de amilosa se combinan en una estructura cristalina a través de enlaces de hidrógeno, por lo que la penetración del ácido es difícil y sus enlaces α-1, 4 no se hidrolizan fácilmente con el ácido. Los enlaces α-1,4 y α-1,6 de las moléculas de amilopectina en la región amorfa de los gránulos son fácilmente penetrados e hidrolizados por el ácido.

Proceso y principio: por lo general, el almidón modificado con ácido utiliza una suspensión concentrada de almidón con un contenido sólido de aproximadamente 36 % ~ 40 %, que se calienta por debajo de la temperatura de gelatinización (generalmente 40 ~ 60 ℃), y luego se añadió ácido inorgánico, preparado agitando durante 1 hora o varias horas. Cuando se alcanza la acidez o tasa de conversión deseada, en tercer lugar, se oxida el almidón.

Muchos reactivos pueden oxidar el almidón, pero el hipoclorito alcalino es el más utilizado en la producción industrial. El almidón oxidado con hipoclorito se denomina "almidón clorado" (aunque durante el tratamiento no se introduce cloro en las moléculas de almidón).

La oxidación del hipoclorito de la emulsión de almidón se realiza en una solución alcalina de hipoclorito de sodio. En este momento, es necesario controlar el pH, la temperatura y la concentración de hipoclorito, álcali y almidón. Utilice aproximadamente una solución de hidróxido de sodio al 3 % para ajustar el valor del pH a 8 ~ 10 y agregue una solución de hipoclorito del 5 ~ 10 % del cloro disponible dentro del tiempo especificado. El valor del pH se controla añadiendo una solución diluida de hidróxido de sodio para neutralizar las sustancias ácidas producidas durante la reacción. Al variar el tiempo, la temperatura, el pH, el tipo de almidón, la concentración de hipoclorito y la tasa de adición de hipoclorito, se pueden producir muchos productos diferentes. Cuando la reacción de oxidación alcance el nivel deseado, baje el valor del pH a 5 ~ 7 y agregue una solución de bisulfito de sodio o dióxido de azufre gaseoso para eliminar el exceso de cloro y terminar la reacción.

IV.Clasificación del almidón modificado

Actualmente existen más de 2.000 variedades y especificaciones de almidón modificado. La clasificación del almidón modificado se basa generalmente en el método de procesamiento.

(1) Modificación física: almidón pregelatinizado (α-gelatinizado), rayos gamma, almidón tratado con radiación de frecuencia ultra alta, almidón tratado mediante molienda mecánica, almidón tratado con calor húmedo, etc.

(2) Modificación química: Almidón modificado obtenido mediante tratamiento con diversos reactivos químicos. Hay dos categorías: una es para reducir el peso molecular del almidón, como el almidón por lisis ácida, el almidón oxidado, la dextrina para hornear, etc. El otro es aumentar el peso molecular del almidón, como el almidón reticulado, el almidón esterificado, el almidón eterificado, el almidón injertado, etc.

(3) Desnaturalización enzimática (biomodificación): El almidón se trata con diversas enzimas. Como α, β, γ-ciclodextrina, maltodextrina, amilosa, etc.

(4) Modificación compuesta: Almidón modificado obtenido mediante dos o más métodos de procesamiento. Como almidón oxidado reticulado, almidón esterificado reticulado, etc. El almidón modificado obtenido mediante modificación compuesta tiene las respectivas ventajas de los dos almidones modificados.

Además, el almidón modificado también se puede clasificar según las rutas del proceso de producción, incluido el método seco (como almidón de fosfato, almidón descompuesto con ácido, almidón catiónico, almidón carboximetilo, etc.), método húmedo y método de disolvente orgánico (por ejemplo, el etanol se utiliza generalmente como disolvente para preparar carboxialmidón), método de extrusión y método de secado en tambor (como el uso de almidón natural o almidón modificado para producir almidón pregelatinizado).

Verbo (abreviatura de verbo) Propiedades del almidón modificado

La disponibilidad del almidón natural depende de la estructura de los gránulos de almidón, del contenido de amilosa y amilopectina como materias primas del almidón de diferentes fuentes; Las propiedades son diferentes, por lo que la disponibilidad de almidón de diferentes fuentes también lo es.

La aplicación del almidón natural en la industria moderna es limitada, especialmente en el caso de nuevos procesos, nuevas tecnologías y nuevos equipos. La mayoría de los almidones naturales no tienen buenas propiedades. Según las necesidades, combinar las características de racionalización estructural del almidón para desarrollar tecnología de modificación del almidón para producir almidón modificado con mejor rendimiento, que sea conveniente para la aplicación, cumpla con los requisitos de nuevas operaciones de proceso, abra nuevos usos y amplíe el espacio de mercado.

La función principal de la desnaturalización es cambiar las características de gelatinización y cocción, cambiando principalmente las siguientes propiedades:

(1) Temperatura de gelatinización: la despolimerización reduce la temperatura de gelatinización (GT); Durante el proceso de despolimerización, la temperatura de gelificación aumenta y disminuye. Generalmente, la introducción de grupos hidrófilos en las moléculas de almidón puede mejorar la interacción entre las moléculas de almidón y el agua y reducir el GT. La reticulación desempeña un papel bloqueador, lo que no favorece la entrada de moléculas de agua y aumenta el GT. El almidón con alto contenido de amilosa y la red cristalina se pueden combinar estrechamente y no son fáciles de gelatinizar.

(2) Estabilidad térmica de la pasta de almidón: Generalmente, la estabilidad térmica del almidón de cereal es mayor que la de las papas al injertar o derivatizar algunos grupos, la estabilidad térmica de la pasta de almidón se puede mejorar cambiando la estabilidad térmica de la pasta de almidón. Tamaño de los grupos o puente para aumentar.

(3) Estabilidad en frío de la pasta de almidón: la introducción de grupos hidrófilos en la estructura del almidón crea obstáculos estéricos y dificulta la reorganización de las moléculas. Además, la introducción de grupos hidrofílicos mejora la hidrofilicidad, fortalece la fuerza de unión con el agua y reduce la deshidratación del almidón.

(4) Estabilidad de la resistencia a los ácidos: cambie la estructura del almidón a una estructura de red tanto como sea posible para que el almidón sea resistente a la acidez de pH 3-3,5.

(5) Resistencia al corte: Generalmente, el almidón resistente a los ácidos también es resistente al corte.

(6) Modificación compuesta: tiene múltiples funciones.

Las propiedades del almidón modificado dependen de los siguientes factores. La fuente del almidón (maíz, patata, trigo, arroz, etc.) y la proporción o contenido de procesamiento (hidrólisis ácida o dextrinización, etc.). ), amilosa y amilopectina, rango de distribución de pesos moleculares (viscosidad o fluidez), tipo de derivado (esterificación, eterificación, etc.), naturaleza del sustituyente (acetilo, hidroxipropilo, etc.), grado de sustitución (DS) o grado molar de sustitución y propiedades físicas. En otras palabras, utilizando diferentes métodos de modificación y grados de almidón de diferentes fuentes, se pueden obtener productos de almidón modificado con diferentes propiedades. Las propiedades del almidón modificado se investigan principalmente desde los siguientes aspectos: transparencia, solubilidad, hinchamiento, estabilidad en congelación y descongelación, viscosidad y estabilidad, resistencia a los ácidos, resistencia al corte, adhesión, envejecimiento y emulsificación.