外界因素對馬鈴薯淀粉粘度的影響研究
來源： http://www.shuangblog.com/ 類別：實用技術 更新時間：2013-03-20 閱讀次
【本資訊由中國糧油儀器網提供】 近幾年來，馬鈴薯淀粉工業蓬勃發展，馬鈴薯淀粉及其衍生物的用途十分廣泛，對馬鈴薯淀粉的品質的研究也日益得到越來越多的人們的重視，特別是對性能指標的研究，不但能使馬鈴薯淀粉的品質得到一定的提高、改善，而且還能進一步拓寬馬鈴薯淀粉及其衍生物的用途，粘度就是馬鈴薯淀粉眾多性能指標中重要的一項指標，明確其影響因素意義重大。大興安嶺地區地處寒溫帶大陸性季風區域，冬寒夏暖，晝夜溫差大，馬鈴薯的種植與其他地區相比有著得天獨厚的優勢。
由于晝夜溫差的關系致使馬鈴薯中的淀粉形成特有的輪紋結構，具有高粘度、高膨化度、低糊化溫度的特點，這些指標高低直接決定著產品在市場上的占有率。以往由于不了解影響粘度的因素有哪些，在生產加工過程中就會忽略一些問題，人為導致了淀粉粘度降低，這是得不償失的。所以對影響馬鈴薯淀粉粘度的因素的研究迫在眉睫。分別跟蹤抽取麗雪精淀粉公司馬鈴薯加工過程中2009年、2010年、2011年三年馬鈴薯精淀粉樣本做布拉班德粘度檢測。在生產過程中2009年的粘度指標在常規狀態下進行，在2010年、2011年有目的對生產用水、馬鈴薯原料選材、CIP清洗，水處理及干燥工藝的溫度及精制工藝攪拌等各環節進行了控制。對2009年、2010年及2011年三年馬鈴薯淀粉加工過程中的粘度數值進行了比對：在2009年度的生產過程中，連續抽取了9月份40個批次精淀粉測定布拉班德粘度值（BU值），大多數在1250BU以下，其中最低值1110BU，最高值1410BU。10月份連續抽取了26個批次，多數數值在1200BU上下波動，最低值為1060BU，最高值為1400BU。在2010年度生產過程中，連續抽取了9月6日到10月8日的86個批次精淀粉測定布拉班德粘度值（BU值），粘度數值大多數在1300BU-1400bU范圍內波動，有的數值還達到了1500BU，粘度數值較2009年有所提升。2011年連續觀察了8月28到9月28的62個批次，我們明顯的發現，粘度數值有了很大的提高，數值都在1400BU-1500BU波動，有的數值將近達到了1700BU。
分析通過三年來生產過程的現場的觀察、數據的監測發現，影響粘度的因素很多，通過現場觀察、實際運用以及專家理論和實際經驗發現，主要影響因素有以下幾個方面：1生產用水的影響。馬鈴薯淀粉主要是由淀粉和水組成，在我國現行的馬鈴薯淀粉標準《食用馬鈴薯淀粉（GB/T8884-2007）》、《工業薯類淀粉國家標準（QB1840-93）》中，水占到18%-20%之間，生產用水直接影響馬鈴薯淀粉的粘度。不同的水質制備的淀粉所測得的淀粉糊化溫度、峰值粘度溫度、峰值粘度、崩解值、回升值差異較大，自來水的差異要顯著不同于蒸餾水和去離子水。所以水質是馬鈴薯淀粉制備中對淀粉粘度的主要影響因素。在實踐和實驗及理論上證明硬度小或者經過軟化的水能夠大大提高馬鈴薯淀粉的粘度，而沒有軟化的水則使馬鈴薯淀粉的粘度降低很多。2馬鈴薯原料的影響。馬鈴薯淀粉的綸紋結構與晝夜溫差有關,而糊化溫度的高低有綸紋結構決定，光照時間越長，淀粉密度大，分子間聚合緊密，糊化溫度就越高，淀粉的粘度也就越高。這和馬鈴薯的生長環境、馬鈴薯的品種等有關，如果馬鈴薯生長期間光照時間短，陰雨天多的年份，馬鈴薯淀粉的粘度明顯降低。淀粉的粘度與生育期也有一定的關系，晚熟品種的淀粉粘度要高于早熟品種,在生產加工過程中，對作為加工的馬鈴薯要進行控制，盡量種植適合加工的馬鈴薯品種，從而獲得更高的粘度值,另外，外界的環境條件對淀粉的粘度也有一定的影響，如溫度、栽培條件和管理模式等。其中緯度和海拔的因素影響較大，在一定的緯度范圍內也表現出一定的規律性，即高緯度地區的淀粉粘度要高于低緯度地區。
以下馬鈴薯淀粉粘度的測量均采用粘度測定儀進行測定，堿對馬鈴薯淀粉粘度的影響：淀粉在強堿作用下，室溫就能糊化。堿達到一定限量，淀粉就糊化，據研究馬鈴薯淀粉糊化所需NaOH的量為0.32毫克當量/克，在日常生活中，煮稀飯加堿，就是因為堿有促使淀粉糊化的性質。在馬鈴薯淀粉生產過程中進行CIP清洗時，堿液的濃度、清洗的徹底程度，都直接影響淀粉的粘度。所以在生產過程中，CIP清洗一定要徹底，管道走清水的時間一定要得到保證，這也是獲得高粘度淀粉所必備的條件之一。酸對馬鈴薯淀粉粘度的影響。在酸性條件下，淀粉糊化溫度高，各點粘度值低，且隨著pH值的降低，糊化溫度升高，各點粘度值下降，說明馬鈴薯淀粉糊粘度的抗酸能力較差。但酸性條件下，淀粉糊黏度的熱穩定性、凝膠性和凝沉性增強，冷穩定性較差；在馬鈴薯生產加工過程中，要想得到高粘度的馬鈴薯淀粉，對二氧化硫的加入量要進行嚴格控制，避免其對淀粉粘度的影響。食鹽對馬鈴薯粘度的影響。食鹽對淀粉糊粘度性質的影響較大。隨著食鹽濃度的增加，淀粉糊化穩定升高，各點粘度值降低，熱穩定性、凝膠性、凝沉性減弱，而冷穩定性逐漸增強。這是由于食鹽是強電解質，在水中解離為Na+和Cl-，這兩種離子的存在影響了體系中水分子與淀粉分子之間的相互作用，抑制淀粉顆粒膨脹，阻礙淀粉的糊化過程；且食鹽濃度越大，淀粉越難糊化。另外，食鹽中的Na可與淀粉分子中的羥基發生作用，也導致淀粉糊粘度性質變化。在生產加工時進行水處理的過程中，如果使用電解食鹽水的方法，加入食鹽的量要嚴格控制。溫度對馬鈴薯淀粉粘度的影響。當溫度較高時，無定型區的分子鏈的凝結解開，部分微晶熔融，他們的水化與潤張對相鄰的微晶施加壓力，從而加速了它們的熔融，溫度小的躍升，將糊化所有的團粒，使糊化溫程縮短。因此在干燥工序，溫度最好控制在45-55度之間，控制好溫度避免淀粉顆粒糊化。攪拌速度對馬鈴薯淀粉粘度的影響。攪拌也是影響粘度的因素，攪拌的速度越高，粘度就會下降。原因就是利用機械的方法，使淀粉糊中膠體質點或分子集聚體解體，減少膠體質點，使粘度降低。當然各種植物淀粉糊年度降低的幅度是各不相同的。在精制工序要避免高速攪拌，做到不能導致淀粉凝沉的速度為宜。
從三年來的監測數據分析，在生產過程中各工序注意一些細節的控制，要提高馬鈴薯淀粉的粘度是可行的，為客觀地研究探討馬鈴薯淀粉的品質提供參考。
由于晝夜溫差的關系致使馬鈴薯中的淀粉形成特有的輪紋結構，具有高粘度、高膨化度、低糊化溫度的特點，這些指標高低直接決定著產品在市場上的占有率。以往由于不了解影響粘度的因素有哪些，在生產加工過程中就會忽略一些問題，人為導致了淀粉粘度降低，這是得不償失的。所以對影響馬鈴薯淀粉粘度的因素的研究迫在眉睫。分別跟蹤抽取麗雪精淀粉公司馬鈴薯加工過程中2009年、2010年、2011年三年馬鈴薯精淀粉樣本做布拉班德粘度檢測。在生產過程中2009年的粘度指標在常規狀態下進行，在2010年、2011年有目的對生產用水、馬鈴薯原料選材、CIP清洗，水處理及干燥工藝的溫度及精制工藝攪拌等各環節進行了控制。對2009年、2010年及2011年三年馬鈴薯淀粉加工過程中的粘度數值進行了比對：在2009年度的生產過程中，連續抽取了9月份40個批次精淀粉測定布拉班德粘度值（BU值），大多數在1250BU以下，其中最低值1110BU，最高值1410BU。10月份連續抽取了26個批次，多數數值在1200BU上下波動，最低值為1060BU，最高值為1400BU。在2010年度生產過程中，連續抽取了9月6日到10月8日的86個批次精淀粉測定布拉班德粘度值（BU值），粘度數值大多數在1300BU-1400bU范圍內波動，有的數值還達到了1500BU，粘度數值較2009年有所提升。2011年連續觀察了8月28到9月28的62個批次，我們明顯的發現，粘度數值有了很大的提高，數值都在1400BU-1500BU波動，有的數值將近達到了1700BU。
分析通過三年來生產過程的現場的觀察、數據的監測發現，影響粘度的因素很多，通過現場觀察、實際運用以及專家理論和實際經驗發現，主要影響因素有以下幾個方面：1生產用水的影響。馬鈴薯淀粉主要是由淀粉和水組成，在我國現行的馬鈴薯淀粉標準《食用馬鈴薯淀粉（GB/T8884-2007）》、《工業薯類淀粉國家標準（QB1840-93）》中，水占到18%-20%之間，生產用水直接影響馬鈴薯淀粉的粘度。不同的水質制備的淀粉所測得的淀粉糊化溫度、峰值粘度溫度、峰值粘度、崩解值、回升值差異較大，自來水的差異要顯著不同于蒸餾水和去離子水。所以水質是馬鈴薯淀粉制備中對淀粉粘度的主要影響因素。在實踐和實驗及理論上證明硬度小或者經過軟化的水能夠大大提高馬鈴薯淀粉的粘度，而沒有軟化的水則使馬鈴薯淀粉的粘度降低很多。2馬鈴薯原料的影響。馬鈴薯淀粉的綸紋結構與晝夜溫差有關,而糊化溫度的高低有綸紋結構決定，光照時間越長，淀粉密度大，分子間聚合緊密，糊化溫度就越高，淀粉的粘度也就越高。這和馬鈴薯的生長環境、馬鈴薯的品種等有關，如果馬鈴薯生長期間光照時間短，陰雨天多的年份，馬鈴薯淀粉的粘度明顯降低。淀粉的粘度與生育期也有一定的關系，晚熟品種的淀粉粘度要高于早熟品種,在生產加工過程中，對作為加工的馬鈴薯要進行控制，盡量種植適合加工的馬鈴薯品種，從而獲得更高的粘度值,另外，外界的環境條件對淀粉的粘度也有一定的影響，如溫度、栽培條件和管理模式等。其中緯度和海拔的因素影響較大，在一定的緯度范圍內也表現出一定的規律性，即高緯度地區的淀粉粘度要高于低緯度地區。
以下馬鈴薯淀粉粘度的測量均采用粘度測定儀進行測定，堿對馬鈴薯淀粉粘度的影響：淀粉在強堿作用下，室溫就能糊化。堿達到一定限量，淀粉就糊化，據研究馬鈴薯淀粉糊化所需NaOH的量為0.32毫克當量/克，在日常生活中，煮稀飯加堿，就是因為堿有促使淀粉糊化的性質。在馬鈴薯淀粉生產過程中進行CIP清洗時，堿液的濃度、清洗的徹底程度，都直接影響淀粉的粘度。所以在生產過程中，CIP清洗一定要徹底，管道走清水的時間一定要得到保證，這也是獲得高粘度淀粉所必備的條件之一。酸對馬鈴薯淀粉粘度的影響。在酸性條件下，淀粉糊化溫度高，各點粘度值低，且隨著pH值的降低，糊化溫度升高，各點粘度值下降，說明馬鈴薯淀粉糊粘度的抗酸能力較差。但酸性條件下，淀粉糊黏度的熱穩定性、凝膠性和凝沉性增強，冷穩定性較差；在馬鈴薯生產加工過程中，要想得到高粘度的馬鈴薯淀粉，對二氧化硫的加入量要進行嚴格控制，避免其對淀粉粘度的影響。食鹽對馬鈴薯粘度的影響。食鹽對淀粉糊粘度性質的影響較大。隨著食鹽濃度的增加，淀粉糊化穩定升高，各點粘度值降低，熱穩定性、凝膠性、凝沉性減弱，而冷穩定性逐漸增強。這是由于食鹽是強電解質，在水中解離為Na+和Cl-，這兩種離子的存在影響了體系中水分子與淀粉分子之間的相互作用，抑制淀粉顆粒膨脹，阻礙淀粉的糊化過程；且食鹽濃度越大，淀粉越難糊化。另外，食鹽中的Na可與淀粉分子中的羥基發生作用，也導致淀粉糊粘度性質變化。在生產加工時進行水處理的過程中，如果使用電解食鹽水的方法，加入食鹽的量要嚴格控制。溫度對馬鈴薯淀粉粘度的影響。當溫度較高時，無定型區的分子鏈的凝結解開，部分微晶熔融，他們的水化與潤張對相鄰的微晶施加壓力，從而加速了它們的熔融，溫度小的躍升，將糊化所有的團粒，使糊化溫程縮短。因此在干燥工序，溫度最好控制在45-55度之間，控制好溫度避免淀粉顆粒糊化。攪拌速度對馬鈴薯淀粉粘度的影響。攪拌也是影響粘度的因素，攪拌的速度越高，粘度就會下降。原因就是利用機械的方法，使淀粉糊中膠體質點或分子集聚體解體，減少膠體質點，使粘度降低。當然各種植物淀粉糊年度降低的幅度是各不相同的。在精制工序要避免高速攪拌，做到不能導致淀粉凝沉的速度為宜。
從三年來的監測數據分析，在生產過程中各工序注意一些細節的控制，要提高馬鈴薯淀粉的粘度是可行的，為客觀地研究探討馬鈴薯淀粉的品質提供參考。
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