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羟丙基变性淀粉的性质及用途
发布时间:2024-4-1 游览量:33
羟丙基淀粉是环氧丙烷在碱性条件下与淀粉起醚化反应而制得的一类非离子型变性淀粉。由于醚化淀粉取代醚键的稳定性高,羟丙基具有亲水性,能减弱淀粉颗粒结构的内部氢键强度,使其易于膨胀,糊化容易,糊液透明,流动性好,凝沉性弱,稳定性高。
羟丙基淀粉在加热蒸煮过程中,糊的成膜性好,膜透明、柔软、平滑、耐折性好。
羟丙基变性淀粉在食品工业中可作为增稠剂、悬浮剂和涂料等,作为增稠剂特别适用于冷冻食品和方便食品,使食品在低温储存时具有良好的保水性。因与其他物料的相容性好,能与其他增稠剂共用,如与果胶、卡拉胶共用于乳制品中,与黄原胶共用于色拉油中。此外,因其对电解质影响的稳定性高,更适合于含盐量高的食品应用中。作为悬浮剂加于浓缩橙汁或酱油中,流动性好,放置不分层和沉淀,用作食品涂料和包装薄膜的高直链羟丙基淀粉能溶于水,形成透明并可食用的薄膜,氧气不能渗入,在常温和不同相对湿度时都是如此,适于做食品涂料和包装用。
  羟丙基变性淀粉取代醚键的稳定性高,在水解、氧化、交联等化学反应过程中取代基不会脱落,这种性质利于复合变性,复合变性后应用于食品中具有更好的应用效果。通过复合变性,淀粉能够耐受高温、机械剪切、酸性环境,提供良好的黏结效果和维持体态均一,用作肉汁、沙司、果汁馅、布丁的增稠剂,使之口感平滑、浓稠透明、清晰而无颗粒感。又如:羟丙基复合变性淀粉应用于酸奶中作为增稠剂,能与牛乳组分形成网络连接,其中的负电荷基团如羟基聚集在界面上,同牛乳组分发生化学反应,增大这些组分的水合作用程度,并稳定网络中的蛋白质分子,网络则阻滞了水的自由移动,达到固水和增稠双效。羟丙基醚化再经乙酰化的复合变性淀粉产品为口香糖的好基料,体现较好的弹性和口嚼性。应用于酱油中的羟丙基复合变性淀粉具有更好的悬浮稳定效果。
性质及用途
羟丙基淀粉已在传统食品及新的方便食品中获得了进一步发展。羟丙基淀粉的应用使食品延长了在货架上的存放时间,改善了冻结、溶化稳定性,冷贮藏稳定性,冷水膨胀及对已配制产品的再构成性质。这些产品的最大的特性是在羟丙基取代、交联(在使用时)及原淀粉的固的性质之间得到最适宜的平衡。一般说来,化学变性是小心地调节或增强原淀粉早在一定程度上具有的性质。
羟丙基本质上是亲水的,被引到淀粉颗粒中时,削弱或扭曲了保持颗粒在一起的内部结构,这种结合强度的减弱反映在淀粉糊化温度上。羟丙基取代作用越高,糊化温度越低,直到产品变成在冷水中膨胀,取代作用对内部结合强度的影响也引人注目地表现在这些产品制备浆液时。
原淀粉浆在水中形成时需要加热(烧煮)。浆冷却时,淀粉链(特别是直链淀粉)退减形成一种不透明的稠硬的浆。这种退减作用是由于在浆液中的淀粉链紧密排成一列,形成了三度空间的网状或凝胶结构而引起的。然而,这些链的化学取代作用会阻止紧密排列,结果形成一种较易流动的浆液,并改善了透明度。虽然冷却时这种取代过的淀粉浆仍会增稠,但再加热将恢复到它原有的热粘度及透明度。
变性淀粉的这种优良性质也在改善冻结/熔化或冷贮藏稳定性中显现出来,在这里当经受到冻结/熔化循环时,羟丙基的新水性质能保持淀粉浆中的水分,不致分离或脱水收缩。交联的羟丙基淀粉能给出浆液粘度稳定性及一个所希望的短流状结构的性质。膨胀但又是完整的淀粉颗粒在大多数食品应用中常常是十分希望的,以保持流变性质。一般说来,烧煮条件越激烈,需要更多的交联。不过对每一种应用,在羟丙基取代作用及交联作用之间有一个最适宜的水平及平衡。小心控制这些阶段,使淀粉产品可能象“缝制品”那样方便,以满足非常特殊的应用条件。
用途
羟丙基淀粉应用范围很广,从血浆补充剂到咖啡增白剂,这些产品正在试验、应用。最大的一个应用领域是在许多食品中可作为增稠剂。淀粉的突出的贮藏稳定性及冻结/熔化性质使它在食品工业中独占鳌头。
羟丙基淀粉也可以用于非食品中,但是不象用于食品中那样普及。在许多非食品的应用中,这类淀粉的涂复性及成膜性是最重要的,例如在纺织品及纸张的上浆中,希望由羟丙基淀粉形成清晰、易弯的水溶性涂层。在其它的使用中,如建筑材料中的粘结剂,或为了凝胶化而用于香水或有机液体中,都是利用淀粉的粘附性及溶剂可溶性。这些淀粉还有许多其它用途。
性能和应用
羟丙基淀粉属非离子淀粉醚,取代醚键的稳定性高。在水解、氧化、糊精化、交联等化学反应过程中,醚键不会断裂,取代基团不会脱落并受电解抽和PH的影响小,能在较宽的PH条件下使用。
羟丙基淀粉具有亲水性,减弱了淀粉颗粒结构的内部氢键强度。随着取代度的增高,糊化温度下降,并最终能在冷水中膨胀。更高取代度的产品能溶于甲醇或乙醇。羟丙基淀粉糊化容易,糊液透明度高,流动性好,凝沉性弱,稳定性高,可在低温存放或冷冻再融化,重复多次,仍能保持原有胶体结构。另外,糊的成膜好,膜透明、柔韧和平滑,耐折性好,且由于没有微孔,因此改善了抗油脂性。
它是理想的表面施胶剂和涂布粘合剂,能有效地改善纸张的物理性能,如耐磨损性能、手感及纸张平滑度,能解决纸张掉毛、掉粉等难题,能抑制印刷时油墨的浸透,使印刷纸油墨鲜明、均匀、胶膜平滑,减少油墨消耗。由于羟丙基淀粉的非离子性,与纤维的结合不如阳离子与阴离子淀粉,故很少用作浆内添加剂,另外羟丙基淀粉的保水性和成膜性好,在纸袋、纸盒、标签、信封等胶粘方面十分有用,有的制品还可作为瓦楞纸及壁纸的胶粘剂。
在纺织工业中,低取代度的羟丙基淀粉可用于纤维经纱上浆,单独或与聚乙烯醇混合使用均可,一般可使浆纱成本降低35%左右,也用于织物整理,特别是永久抗皱整理。
食品工业也是羟丙基淀粉的重要应用领域,尤其是羟丙基淀粉,广泛用作食品增稠剂。它突出的贮藏稳定性及冻结、熔化性能使它在食品工业独占鳌头。加至肉汁、沙司、果汁馅、布丁中,可使之平滑,浓稠透明、清晰,无颗粒结构,具有良好的冻融稳定性及耐煮性,且口感好,另外,羟丙基淀粉也是良好的悬浮剂,如加于浓缩橙汁中,流动性好,放置也不分层或沉淀。
在医药工业中,羟丙基淀粉可用作片剂的崩解剂,较高取代度的羟丙基淀粉可用作人造红血球的抗冷凝剂和血浆增稠剂,替代血浆,注射到血液中不会引起过敏反应。
在石油钻井行业中,可代替羟丙基纤维素,是一种新发展起来的钻井液添加剂,具有降失水、稳定井壁、改善井眼条件,防蹋,絮凝钻屑等作用,能够显著地降低饱和盐水泥浆失水的能力,并具有较好的抗温能力。
另外,羟丙基淀粉在日用化工和化妆品中用作粘合剂、悬浮剂和增稠剂。在洗涤剂中加入少量能提高污物悬浮性,防止再沉淀于衣服上,洗涤效果好。
此外,羟丙基淀粉还可用作建筑材料的粘合剂,涂料或广告画涂料的凝胶剂等。
应用加量0.5-1/1000