第２８卷 第２期２０１４年 ５月齐 鲁 工 业 大 学 学 报ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＱＩＬＵＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＶｏｌ．２８ Ｎｏ．２Ｍａｙ． ２０１４收稿日期：２０１３－１１－０９基金项目：济南市科技计划项目（２０１１０２０３７）；山东省高等学校科技计划项目（Ｊ１１ＬＣ１２）作者简介：张静静（１９８８－），女，山东省高密市人，齐鲁工业大学在读硕士研究生，研究方向：食品资源开发．倡通讯作者：崔波，男，教授，博士，研究方向：食品工程．Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｕｉｂｏｐａｐｅｒ＠１６３．ｃｏｍ．文章编号：１００４－４２８０（２０１４）０２－００１１－０４变性淀粉在食品中的应用研究进展张静静１，梁 艳１，宫丽华２，崔 波１倡（１．齐鲁工业大学山东省轻工助剂重点实验室，山东济南２５０３５３；２．齐鲁工业大学校医院，山东济南２５０３５３）摘要：淀粉作为一种可再生的天然资源，已成为重要的工业原料。
由于原淀粉的许多固有性质（冷水不溶性，糊液在酸、热、剪切作用下不稳定）限定了淀粉的工业应用，人们根据淀粉的结构和理化性质开发了淀粉的变性技术，即变性淀粉。
随着变性淀粉诸多优良性质的显现，其在国内外食品行业的应用也越来越广泛。
本文介绍了变性淀粉的制备方法及应用领域，并对变性淀粉的发展做了展望。
关键词：变性淀粉；食品工业；应用；应用机理中图分类号：ＴＳ２３６．９ 文献标识码：ＡＡｄｖａｎｃｅｉｎｒｅｓｅａｒｃｈｅｓｏｎｃｈｅｍｉｃａｌｌｙｍｏｄｉｆｉｅｄｓｔａｒｃｈｕｓｅｄｉｎｆｏｏｄＺＨＡＮＧＪｉｎｇ－ｊｉｎｇ１，ＬＩＡＮＧＹａｎ１，ＧＯＮＧＬｉ－ｈｕａ２，ＣＵＩＢｏ１倡（１．ＳｈａｎｄｏｎｇＰｒｏｖｉｎｃｉａｌＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＦｉｎｅＣｈｅｍｉｃａｌｓ，ＱｉｌｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｊｉｎａｎ２５０３５３，Ｃｈｉｎａ；２．ＱｉｌｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＨｏｓｐｉｔａｌ，Ｊｉｎａｎ２５０３５３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｔａｒｃｈｈａｓｂｅｃｏｍｅａｋｉｎｄｏｆｉｍｐｏｒｔａｎｔｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｒａｗｍａｔｅｒｉａｌａｓｒｅｎｅｗａｂｌｅｎａｔｕｒａｌｒｅｓｏｕｒｃｅｓ．Ｂｅｃａｕｓｅｍａｎｙｉｎｈｅｒｅｎｔｑｕａｌｉｔｉｅｓｏｆｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌｓｔａｒｃｈ（ｉｎｆｕｓｉｂｉｌｉｔｙｉｎｃｏｌｄｗａｔｅｒ，ｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｐａｓｔｅｌｉｑｕｉｄｉｎａｃｉｄ，ｈｅａｔａｎｄｓｈｅａｒｉｎｇａｃｔｉｏｎ）ｌｉｍｉｔｉｔｓｉｎｄｕｓｔｒｉａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．Ｓｏｐｅｏｐｌｅｄｅｖｅｌｏｐｅｄｍｏｄｉｆｉｅｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｓｔａｒｃｈｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｐｈｙｓｉｃａｌａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ｎａｍｅｄｍｏｄｉｆｉｅｄｓｔａｒｃｈ．Ｗｉｔｈｍａｎｙｇｏｏｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｍｏｄｉｆｉｅｄｓｔａｒｃｈ，ｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｆｏｏｄｉｎｄｕｓｔｒｙｉｓｂｅｃｏｍｉｎｇｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｗｉｄｅｌｙａｔｈｏｍｅａｎｄａｂｒｏａｄ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｏｆｍｏｄｉｆｉｅｄｓｔａｒｃｈ，ｄｏｍａｉｎ，ａｎｄｐｒｏｓｐｅｃｔｓｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｍｏｄｉｆｉｅｄｓｔａｒｃｈ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｍｏｄｉｆｉｅｄｓｔａｒｃｈ；ｆｏｏｄｉｎｄｕｓｔｒｙ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍ０ 引言在植物中，淀粉在组织发育良好的颗粒中以储备碳水化合物的形式存在，但它不溶于冷水（维尔茨１９８６）。
淀粉在工业中已经应用了很多年，食品工业用淀粉来控制粘度，而医药行业使用淀粉作为填料和载体材料等［１］。
淀粉、纤维素、甲壳素等多糖，在自然界中极为丰富，每年可新生，世界各国都十分重视对这些再生资源的开发、利用、研究［２－４］。
淀粉极容易被酸或酶部分或全部水解成低聚糖或单糖，这些水解产物又可进一步衍生成更多的有机化合物。
因此，比之纤维素等多糖，淀粉作为化工原料，更加受到人们的重视。
我国淀粉年产量已达２００万吨，但淀粉的深加工工业还较落后，主要生产各类淀粉糖，产量仅３６万吨。
而因淀粉自身特性的 齐 鲁 工 业 大 学 学 报第２８卷缺陷，故原淀粉很难在食品工业中广泛应用。
为改善淀粉的性能、扩大其应用范围，利用物理、化学或酶法处理，在淀粉分子上引入新的官能团或改变淀粉分子大小和淀粉颗粒性质，从而改变淀粉的天然特性（如：糊化温度、热粘度及其稳定性、冻融稳定性、凝胶力、成膜性、透明性等），使其更适合于一定应用的要求。
这种经过二次加工，改变性质的淀粉统称为变性淀粉。
本文综述了各类变性淀粉的制备过程和机理，同时简述了应用领域，并结合现状展望了变性淀粉的美好未来。
１ 制备变性淀粉的机理分析及在食品中的应用 淀粉是由葡萄糖分子失水缩合而成的，其化学性质集中表现在没有发生反应的羟基（—ＯＨ）和失水缩合而成的葡萄糖苷键上，所有变性反应都与这两种基团中的一种或两种有关，羟基（—ＯＨ）易发生取代反应和氧化反应，而糖苷键在一定条件下则易断裂形成淀粉分解产物，包括各种酸解、酶解、氧化、高温降解的产物，如各种糊精、ａ－淀粉和氧化淀粉等［５］。
淀粉的变性方法主要有物理变性、化学变性、酶法变性和复合变性四种。
用各种化学试剂处理得到的变性淀粉。
其中有两大类：一类是使淀粉分子量下降，如酸解淀粉、氧化淀粉、焙烤糊精等；另一类是使淀粉分子量增加，如交联淀粉、酯化淀粉、醚化淀粉、接枝淀粉等。
这是最主要的变性方法，它是利用淀粉分子中众多数目的羟基，通过与酯化剂（如酸酐）进行酯化反应，或者与醚化剂（如环氧丙烷）进行醚化反应来实现的。
醚化反应即取代反应，淀粉取代物分低取代度（Ｄ．Ｓ＜０．２）和高取代度（Ｄ．Ｓ＞０．２）两类，工业上应用的多为低取代度产品［６］。
这种低取代度产品即使Ｄ．Ｓ在０．０１～０．２范围内，就能造成产品性能的显著变化。
化学变性的产品制备过程易控制，简便可行性高，目前应用最为广泛。
１．１ 变性淀粉在油炸面制品中的应用［７］１．１．１ 选用淀粉类别：乙酸酯化淀粉１．１．２ 主要作用（１）提高方便面的复水性而不糊汤，缩短冲泡时间；（２）提高面条的弹性、筋力强度和表面光洁度，断条率下降；（３）降低面饼的吸油率以至能降低油炸方便面油耗２％～４％；（４）缩短蒸煮工序中面饼完全糊化的时间。
１．１．３ 作用机理乙酸酯化系列变性淀粉在葡萄糖单元的Ｃ６接入乙酰基团［８］，乙酰基团属于亲水基团，大大提高了淀粉与水的结合能力，因而提高了淀粉颗粒的吸水膨胀度，降低了糊化温度，提高了峰值粘度。
乙酸酯化系列变性淀粉蛋白质、脂肪的含量非常低，所以颜色洁白，具有天然荧光，能有效改善面体的色泽。
同时其糊化温度较面粉中原淀粉的低，在面饼蒸煮工序中先于原淀粉糊化，缩短了蒸煮时间。
由于乙酰基的存在及变性淀粉在面条表面的成膜性，能有效地阻隔油与面饼附着，降低了吸油率。
变性淀粉的高峰值粘度表明其淀粉颗粒吸水膨胀程度大［９］，这对方便面的复水性有很大的帮助。
１．２ 变性淀粉在速冻面皮中的应用［１０－１１］１．２．１ 选用淀粉类别：醋酸酯化淀粉、醚化淀粉和磷酸酯化淀粉１．２．２ 主要作用（１）增加了面皮的稠度，改善了面皮的质构，并且使面皮抗老化；（２）提高制品光泽度，防止粘机现象；（３）提高面团的吸水量和吸水均匀性；（４）煮制水饺不混汤；（５）提高煮制面皮的透明度，改善口感。
１．２．３ 作用机理（１）酯化变性淀粉由于羰基的存在具有较强的吸水性和保水性，能有效溶解在面皮中的游离水并使其均匀分散，降低流体物质的表面张力，抑制流体的聚集，使流体物质冷冻过程中形成冰晶的温度区间较窄，从而把冰晶形成过程中对面皮组织的破坏降到最低。
（２）由于酯化变性淀粉具有较低的糊化温度和良好的成膜性，在速冻面皮煮制过程中，变性淀粉先于其它淀粉糊化，并利用其成膜性［１２］包裹住其它淀粉阻碍其溶出，避免了混汤现象的发生。
（３）同样乙酸酯化系列变性淀粉蛋白质、脂肪的含量非常低，所以可使面皮表面颜色洁白，成膜性好，使面皮光滑。
所以加入变性淀粉的面皮洁白光滑。
（４）由于此类变性淀粉具有适度的粘韧性和良好的透明度，所以相对于原淀粉，可赋予面皮爽滑的口感，提高面皮的透明度。
１．３ 变性淀粉在调味品中的应用１．３．１ 适合产品：鸡精，耗油，各种调味酱等。
１．３．２ 选用淀粉类别：化学变性淀粉中的交联酯化淀粉和交联羟丙基淀粉。
２１第２期张静静，等：变性淀粉在食品中的应用研究进展１．３．３ 主要作用（１）赋予产品细腻均匀的体态，将颗粒感降到最低；（２）增加稠度，并长时间保持稳定的较高稠度［１３］；（３）良好的耐酸碱性，抗剪切性及热稳定性；。
（４）保水性能优良，可减少调味品中添加的其它胶类的用量，从而降低了成本。
１．３．４ 作用机理（１）交联淀粉通过化学键［１４］的作用，使淀粉链之间相互连接，使淀粉的分子量大幅度增大，从而提高了淀粉的稳定性。
此稳定性主要表现为：耐高温、耐冻融、耐酸和耐剪切搅拌。
（２）由于经过变性后，淀粉结构增强，降低了淀粉颗粒遇水受热后的松散程度，从而阻碍了淀粉颗粒间的相互黏结，淀粉糊由长糊变成短糊，倾倒性好，降低了颗粒感。
（３）通过变性引入了乙酰基团、羟丙基基团等亲水性基团，提高了淀粉的保水性能，避免制品出现分层、析水、结块等不良现象。
１．４ 变性淀粉在果酱类产品中的应用１．４．１ 适合产品：烘焙果酱，涂抹果酱等。
１．４．２ 选用淀粉类别：化学变性淀粉中的交联酯化淀粉和交联羟丙基淀粉。
１．４．３ 作用性能（１）增强黏度，抗剪切性；（２）良好的热稳定性，耐高温焙烤；（３）保水性能优良；（４）透明度、光亮度高；（５）赋予制品细腻的体态。
１．４．４ 作用机理（１）此类变性淀粉属于双重变性淀粉，淀粉经过交联变性后淀粉糊丝变短、体态变细腻。
乙酰基和羟丙基基团的作用使淀粉亲水力增大，糊体透明。
（２）普通淀粉在高温条件下，受热分子热振动［１５］的破坏，淀粉链会部分断裂，从而使制品出现脱水、变稀等不良情况。
交联类变性淀粉经过变性后，淀粉键之间通过化学键相互连结，淀粉的分子量增大，增强了淀粉结构的稳定性，从而提高了制品的热稳定性。
１．５ 变性淀粉在乳制品中的应用１．５．１ 适用产品：搅拌型或凝固型酸奶，发酵型或调配型乳酸饮料。
１．５．２ 选用淀粉类别：交联酯化淀粉、交联淀粉和交联羟丙基淀粉。
１．５．３ 作用性能（１）增强产品实体感、厚实感，防止乳清析出和凝块塌陷；（２）耐机械搅拌及高压均质，耐酸；（３）提供爽滑口感，掩盖产品中尖酸或其他辅料带来的不悦味道，改善风味释放，使产品风味更饱满、圆润；（４）使用变性淀粉替代明胶，可以满足素食主义者、伊斯兰教和犹太教所严格规定的食品标签要求；（５）有助于保持组织形态，降低其在运输、冷藏贮藏中的缩水收缩作用。