修饰淀粉概述.doc

修飾澱粉使用於食品系統中之功用有：增稠 (thickening)、膠凍 (gelling)、結著 (binding)、黏合 (adhesive)、增量 (bulking)以及形成保護膜 (film forming) 等作用。因此，對於天然澱粉之修飾目標，主要在於改變天然澱粉之下列特性，以利於使用：1. 糊化溫度2. 黏度3. 糊化特性及耐熱性4. 抗酸、熱及機械剪切性5. 老化速度(安定性)6. 水合性一般常用之修飾方式以及其改變之特性如下：(請點選主題看詳細資料)1. 預糊化澱粉 (pregelatinized starch)未修飾或已修飾澱粉可以熱滾筒(hot drum)或噴霧乾燥機(spray dryer)進行加熱糊化乾燥，製成冷水可糊化(膨潤)粉體，即經由物理修飾方式將熱水糊化型澱粉(cookup starch)轉化為預糊化澱粉(冷水糊化型)；故其耐熱、耐酸性、耐剪切、及耐冷/解凍能力等特性與其原有熱水型相同，預糊化只是其附加修飾特性而已。其再水合(rehydration)能力及最終糊狀體之組織(texture)則依製程技術及物理、化學處理方式不同而相異。 特性：a. 冷水可溶b. 黏度稍降c. 較不易膠凍備註：預糊化之榖類澱粉(玉米、小麥)因含較多不飽和油脂，易氧化而產生油耗味未修飾或已修飾澱粉可以熱滾筒(hot drum)或噴霧乾燥機(spray dryer)進行加熱糊化乾燥，製成冷水可糊化(膨潤)粉體，即經由物理修飾方式將熱水糊化型澱粉(cookup starch)轉化為預糊化澱粉(冷水糊化型)；故其耐熱、耐酸性、耐剪切、及耐冷/解凍能力等特性與其原有熱水型相同，預糊化只是其附加修飾特性而已。其再水合(rehydration)能力及最終糊狀體之組織(texture)則依製程技術及物理、化學處理方式不同而相異。 2. 低黏度澱粉 (low viscosity starch)可於高濃度澱粉溶液中進行糊化，提高糊體之固形物含量(solid content)，適用於含水率低之糊體，增加製程操作性。常見之修飾方法如下：a. 酸化修飾澱粉 (acid-modified starch) 特性：a. 熱糊體黏度較低(平均分子量較小)b. 降低分子量，增加糊化程度，放冷卻及靜置時易成膠c. 於熱水中糊化顆粒較小b. 氧化澱粉 (oxidized starch) 特性：a. 延緩老化速度e. 保護膜(film)拉力加強b. 熱糊體黏度降低f. 顆粒較白、含菌量低、減少異味c. 糊化溫度降低，糊化速度增加g. 帶陰電荷 d. 提高透明度c. 酵素化澱粉 (enzymatically modified starch) 降低使用時之糊體黏度，通常酵素化澱粉以糊狀出售可於高濃度澱粉溶液中進行糊化，提高糊體之固形物含量(solid content)，適用於含水率低之糊體，增加製程操作性。常見之修飾方法如下：a. 酸化修飾澱粉 (acid-modified starch) c. 酵素化澱粉 (enzymatically modified starch) 3. 交連澱粉 (crosslinked starch)交連化或稱直鏈抑制化(inhibition)為最重要之化學修飾方式，藉由雙功能基藥劑與澱粉顆粒中兩個分子之羥基(-oh)連結，進而於加熱程序中控制澱粉顆粒之澎潤與破裂。此鍵結方式增加原有氫鍵強度，減緩澱粉顆粒之澎潤速度並減低澎潤顆粒破裂之敏感度。而加熱後之糊狀物黏度較高且厚實、於長時間加熱時較不易裂解、耐酸及耐攪拌(抗剪切)性提高。當交連鍵結量增加時，澱粉顆粒對外界物理、化學干擾之安定性亦增加。但此型修飾澱粉欲達完全糊化、得到最佳黏度所需能量較未修飾前增加，故其糊化溫度亦較未修飾前高。 特性：a. 增加澱粉分子強度及韌性b. 不易糊化c. 糊體具高黏度d. 抗酸、抗熱、耐剪切交連化或稱直鏈抑制化(inhibition)為最重要之化學修飾方式，藉由雙功能基藥劑與澱粉顆粒中兩個分子之羥基(-oh)連結，進而於加熱程序中控制澱粉顆粒之澎潤與破裂。此鍵結方式增加原有氫鍵強度，減緩澱粉顆粒之澎潤速度並減低澎潤顆粒破裂之敏感度。而加熱後之糊狀物黏度較高且厚實、於長時間加熱時較不易裂解、耐酸及耐攪拌(抗剪切)性提高。當交連鍵結量增加時，澱粉顆粒對外界物理、化學干擾之安定性亦增加。但此型修飾澱粉欲達完全糊化、得到最佳黏度所需能量較未修飾前增加，故其糊化溫度亦較未修飾前高。 4. 安定化澱粉 (stabilized starch)一般為磷酸化、酯化、醚化，即於葡萄糖分子接上防老化之分子基團，藉以改變其線性結構，達到在立體結構上阻礙其互相連結的目的，進而穩定澱粉分子在冷凍/藏下之安定架構，降低老化速率。d.s值越大，老化速度越慢。a. 單澱粉基磷酸鹽 (monostarch phosphate)，為酯化之一種 1. d.s 0.07 =冷水可分散；d.s 0.01 0.07 =低糊化溫度2. 糊體黏度提高、透明、不膠凍、長組織3. 帶負電荷；於含鹽溶液中，黏度下降4. 遇含鋁鹽類即沉澱b. 醋酸化澱粉 (acelated starch)，為最普遍之酯化澱粉 1. 延緩老化速度2. d.s值越高=糊化溫度越低3. 透明、長組織、強內聚力4. 澱粉膜(film)透明、平滑、可彎折性佳、脆度低、易溶5. 遇鹼性水合則裂解c. 醚化澱粉 (etherfied starch) 1. 側鍵較長=老化較慢，尤以帶電荷者為佳2. 糊化溫度較低3. 長組織、內聚力強4. 澱粉膜(film)溶解度高、透明、可彎折性佳、平滑、連續性佳5. 可抗生物腐敗6. 抗酸、鹼及弱氧化劑一般為磷酸化、酯化、醚化，即於葡萄糖分子接上防老化之分子基團，藉以改變其線性結構，達到在立體結構上阻礙其互相連結的目的，進而穩定澱粉分子在冷凍/藏下之安定架構，降低老化速率。d.s值越大，老化速度越慢。a. 單澱粉基磷酸鹽 (monostarch phosphate)，為酯化之一種 1. d.s 0.07 =冷水可分散；d.s 0.01 0.07 =低糊化溫度2. 糊體黏度提高、透明、不膠凍、長組織3. 帶負電荷；於含鹽溶液中，黏度下降4. 遇含鋁鹽類即沉澱b. 醋酸化澱粉 (acelated starch)，為最普遍之酯化澱粉 1. 延緩老化速度2. d.s值越高=糊化溫度越低3. 透明、長組織、強內聚力4. 澱粉膜(film)透明、平滑、可彎折性佳、脆度低、易溶5. 遇鹼性水合則裂解c. 醚化澱粉 (etherfied starch) 1. 側鍵較長=老化較慢，尤以帶電荷者為佳2. 糊化溫度較低3. 長組織、內聚力強4. 澱粉膜(film)溶解度高、透明、可彎折性佳、平滑、連續性佳5. 可抗生物腐敗6. 抗酸、鹼及弱氧化劑5. 油脂取代 (lipophilic substitution) 澱粉在澱粉分子的側基接上親油性基團，使其具有乳化能力，外加澱粉本身具有的結構安定性，為一功效不錯之乳化安定劑在澱粉分子的側基接上親油性基團，使其具有乳化能力，外加澱粉本身具有的結構安定性，為一功效不錯之乳化安定劑綜上所述，修飾澱粉為來源最充足且功能種類最多的食品添加物，不論在開發新產品或設計新的製造流程，若能充分的利用修飾澱粉之功能，將產生不少的助益。取代度degree of substitution 常用ds表示。 常用ds表示。 纤维素醚是纤维素分子链上的羟基为醚基取代的产物，平均每个失水葡萄糖单元上被反应试剂取代的羟基数目，称为取代度。 纖維素醚是纖維素分子鏈上的羥基為醚基取代的產物，平均每個失水葡萄糖單元上被反應試劑取代的羥基數目，稱為取代度。 由于纤维素分子链中每个失水葡萄糖单元上只有3个羟基能被取代，所以取代度只能小于或等于3。 由於纖維素分子鏈中每個失水葡萄糖單元上只有3個羥基能被取代，所以取代度只能小於或等於3。 当纤维素醚形成侧向分歧的醚时，平均每个失水葡萄糖单元上所结合的取代醚基总量用摩尔取代度（molar degree of substitution, ms）表示。 當纖維素醚形成側向分歧的醚時，平均每個失水葡萄糖單元上所結合的取代醚基總量用摩爾取代度（molar degree of substitution, ms）表示。 ms的大小与侧链形成的程度有关，理论上ms值可以是无限的。 ms的大小與側鏈形成的程度有關，理論上ms值可以是無限的。 对纤维素烷基、羧烷基和酰基衍生物，ds和ms是相同的；对纤维素羟烷基衍生物，当一个羟烷基被引入纤维素分子链时，就形成一个附加的羟基，这个羟基本身又可被羟烷基化，因而，在纤维素分子链上可形成相当长的侧链，所以通常，ms大于ds，ms大小视侧链形成的程度而定。 對纖維素烷基、羧烷基和酰基衍生物，ds和ms是相同的；對纖維素羥烷基衍生物，當一個羥烷基被引入纖維素分子鏈時，就形成一個附加的羥基，這個羥基本身又可被羥烷基化，因而，在纖維素分子鏈上可形成相當長的側鏈，所以通常，ms大於ds，ms大小視側鏈形成的程度而定。 指淀粉的每个d-葡萄糖单元上的活性羟基被取代的物质的量。 指澱粉的每個d-葡萄糖單元上的活性羥基被取代的物質的量。澱粉衍生物都以取代度（ds）表示取代度程度。 取代度是指每个d吡喃葡萄糖基中被取代基取代的平均羟基