变性淀粉的应用

    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。
    变性的目的：一是为了适应各种工业应用的要求。如：高温技术（罐头杀菌）要求淀粉高温粘度稳定性好，冷冻食品要求淀粉冻融稳定性好，果冻食品要求透明性好、成膜性好等。二是为了开辟淀粉的新用途，扩大应用范围。如：纺织上使用淀粉；羟乙基淀粉、羟丙基淀粉代替血浆；高交联淀粉代替外科手套用滑石粉等。

    变性淀粉在造纸工业中的应用

    纸制品的基本成分是纤维素，纸张的生产过程中，含有较多水的纤维浆液经压榨去水，使纤维素紧密相连以达到最佳结合。为此，必须将纤维素精磨成微纤维，增大交织面积，但过分精磨会失去固有的特性，如透气性、柔韧性和白度。  如果在纤维浆液中加入某种变性淀粉，不仅可以保持纸张固有的特性，还可给纸张增添一些特殊性能，如增加纸张的抗拉强度，增加纸的光泽度，改善耐油墨性能和印刷性能，减少磨损和掉毛。造纸工业用变性淀粉主要有次氯酸盐氧化淀粉、酸解淀粉、阳离子淀粉、淀粉磷酸酯、淀粉醋酸酯。其中应用最多的是阳离子淀粉，因为阳离子淀粉和带有负电荷的纤维素相互作用，在纤维素之间起到有效的点焊连接，对纸的质量具有明显的改善作用。美国约有80%左右的造纸厂使用阳离子淀粉。从国内各行业对纸张质量要求的不断提高来看，我国造纸业对变性淀粉，特别是阳离子淀粉的需求潜力巨大。
    变性淀粉应用于造纸工业的主要作用如下：
    1、 用于湿部添加 在造纸之前，加入一定量经糊化的变性淀粉糊液，使其与纤维作用，起到增强、助滤、助留等作用。变性淀粉的加入能提高细小纤维、填料的留着，提高成纸的灰分、白度和不透明度，同时还可节约能耗，减少湿部断头，减轻纸厂三废污染等。
    2、 用于层间喷涂 层间结合强度与纸页相互结合时的表面特性、纤维结构、配比、打浆度、纸页水分等有关。改善纸板间结合强度最广泛的是使用变性淀粉颗粒来喷涂，用专用喷嘴，均匀地喷在纸层上，经过烘缸，将淀粉颗粒糊化，起到粘结作用。
    3、 用于纸张的表面施胶 能改善施胶效果，节约施胶剂用量，尤其可作为中性抄纸的配套助剂。 
    4、 用于涂布加工纸 用于涂布印刷纸中作胶粘剂，代替价格昂贵的合成树脂，干酪素，能明显降低涂布加工纸的生产成本。

    变性淀粉在食品工业中的应用

    在许多食品中都添加淀粉或食用胶作为增稠剂、胶凝剂、粘结剂或稳定剂等，随着食品科学技术的不断发展，食品加工工艺有很大的改变，对淀粉性质的要求越来越高。例如：采用高温加热杀菌、激烈的机械搅拌、酸性食品，特别是处于加热条件下或低温冷冻等，都会使淀粉粘度降低和胶体性被破坏。天然淀粉不能适应这些工艺条件，而各种植物胶虽具有较好的性能但价格昂贵，有的还依赖进口。为了满足一些特殊食品的加工产品的要求，通过选择淀粉的类型或改性方法可以得到满足各种特殊用途需要的淀粉制品。这些制品可以代替昂贵的原料，降低食品制造的成本，提高经济效益。
    淀粉工业在食品中被广泛用于糖果、饮料、冷食、面制品以及调味品的生产中。在欧美一些发达国家，几乎所有的谷物快餐食品和肉制品中都添加变性淀粉。变性淀粉作为食品添加剂并不是基于它们的营养价值，而是它们方便于食品加工的功能性质和提供食品体系某些所要求的性质，例如：形状或"口味"、增稠性、胶凝性、粘合性和稳定性等。常用的食品加工用变性淀粉有预糊化淀粉、糊精、酸解淀粉、羧甲基淀粉、交联淀粉、羟丙基淀粉等。
    (1) 酸解淀粉 酸变性淀粉具有较低的热糊粘度，大大提高了淀粉的凝胶性，可用于果冻，夹心饼，软糖的生产。
    (2) 羟丙基淀粉 淀粉经羟丙基化后，其冻融稳定性、透光率均有明显提高。他最广泛的应用是在食品中用作增稠剂。它良好的冻融稳定性使它在食品工业中独占熬头。羟丙基淀粉在肉汁、沙司、果肉布丁中用作增稠剂，可使之平滑、浓稠透明、无颗粒结构，并具有良好的冻融稳定性和耐煮性，口感好。羟丙基也是良好的悬浮剂，如用于浓缩橙汁中，流动性好，静置也不分层或沉淀。
    (3) 淀粉磷酸酯 淀粉磷酸酯的水溶性较好，并具有较高的糊粘度、透明度和稳定性，在食品工业可用作增稠剂、稳定剂、乳化剂。经实验，淀粉磷酸酯可以在橙浊生产中作乳化剂，代替价格较高的阿拉伯胶。在面条加工中，淀粉磷酸酯作为增稠剂，由于其具有良好的粘附性能，当加入面粉中和面时，能使面筋与淀粉颗粒、淀粉颗粒与淀粉颗粒以及它们与破碎的面筋片段能很好的粘合起来，形成具有良好粘弹性和延伸性的面团。在蛋糕中添加≤4%的量可提高蛋糕的比容，延长蛋糕的货架寿命，延缓蛋糕的老化，对蛋白发泡体系的持泡性能也有显著改善。
    (4) 羧甲基淀粉 羧甲基淀粉可直接溶于冷水，溶液粘度高、粘着力大，乳化性、稳定性和透明性好，外观比羧甲基纤维素均匀细腻。在食品工业中，被广泛用作增稠剂、稳定剂、悬浮剂、乳化剂和抗老化剂。羧甲基淀粉用于冰淇淋生产中代替明胶，不但能生产出组织软滑、粘度适中、稳定性良好的产品；用于面食和糕点生产中，可起到调节面团弹性、增加柔韧性、改善成型性、保持水分、分散脂肪等作用。

    变性淀粉在医药工业中的应用

    现代的医药工业几乎有一半需要淀粉。抗菌素多以葡萄糖为碳源，也有直接以淀粉为原料。片剂生产大部分采用淀粉，淀粉无毒性、资源丰富和价廉，是很好的辅料。变性淀粉在医药工业主要作为片剂的赋形剂、外科手套的润滑剂及医用撒粉辅料、代血浆、药物载体、淀粉微球，另外在湿布药用基材的增粘剂、治疗尿毒症、降低血液中胆固醇和防止动脉硬化等产品中也用到变性淀粉。

     塑料工业用变性淀粉

    随着塑料工业的迅速发展，世界塑料年产量已超过1亿吨，我国则高达100万吨。随着地球生态环境日益恶化，降解塑料已成为世界各国研究开发的热点。利用淀粉的变性淀粉生产可降解塑料不仅是淀粉深加工所面临的前所未有的机遇，而且是治理"白色污染"、保护环境和生态平衡的有效途径之一，具有巨大的经济效益、社会效益和生态效益。现在有报道主要从两方面入手。一是用淀粉和其他聚合物，尤其是生物降解材料，制成塑料薄膜或注塑料成各种制品；二是合成含热塑性侧链的淀粉，进行制膜和注塑成各种制品。

    石油工业用变性淀粉

    淀粉具有增稠、凝胶、粘结与成膜等性能，通过改变淀粉的特性，可人为提高或抑制原有的某些性能，或赋予它以新的特性，因而是具有多种功能的水溶性聚合物之一。又因原料来源丰富、且价格便宜，在石油工业应用中占有油田化学剂中水溶性聚合物的一定比例。它一般被作为降失水剂、料浆流变改性、滤失控制等功能。主要用到的变性淀粉有预糊化淀粉、醚化淀粉和接枝共聚淀粉等。

    纺织工业用变性淀粉

    织物的纱线是由许多纤维捻合而成的，在捻合过程中，由于纤维长度参差不齐，每根纤维的头尾均有可能露在纱线表面，形成起毛的外观。织布时，承受不了开口、投梭、打纬时的伸拉、弯曲和摩擦，引起部分纤维断裂，使得纱条更加毛糙。使用淀粉经纱上浆后，单线纤维间粘结力增强，毛头伏帖，从而提高了纱线的强度。 
    从国内生产使用情况来看，变性淀粉浆料主要有酸解、氧化、酯化、醚化、交联及复合变性淀粉等。
    （1） 酸解淀粉 浆液粘度低、流动性好，适于制成高浓低粘的浆液。容易形成均匀的浆膜，浆膜脆硬，强度虽有所下降，但并不十分明显。
    （2） 氧化淀粉 浆液有较好的流动性，尤其是在低温时，基本没有凝冻现象，粘度低且稳定，能在高浓度下应用。随着氧化度的增加，羧基含量增加，与合成纤维的亲和性增加。
    （3） 淀粉醋酸酯 低取代度的醋酸酯，其外观和形状与原淀粉相同。在水中分散性很好，糊化温度降低。浆液粘度在高温下较天然淀粉稳定，且不易凝冻，易被碱解离。浆膜柔韧，耐弯曲，有良好的溶解性，易退浆。
    （4） 交联淀粉 交联淀粉粘度稳定性好，耐温，耐机械剪切。浆膜刚性大，强度高，伸长小。