Datos detallados del almidón modificado
Nombre chino: Almidón modificado mbth: Introducción del almidón modificado: Existen más de 2.000 variedades y especificaciones de almidón modificado Características: buena fluidez y retrogradación débil. Introducción al almidón oxidado, métodos de modificación, modificación física, modificación química, modificación biológica, modificación de compuestos, usos, industria alimentaria, medicina, tratamiento de agua, industria papelera, industria de fundición, materiales de embalaje, estado de desarrollo de la industria del almidón modificado. Y perspectivas, existen Más de 2.000 variedades y especificaciones de almidón modificado, y el almidón generalmente se clasifica según los métodos de procesamiento. Para procesar y refinar el almidón blanco, se deben seleccionar variedades de camote con alto contenido de almidón. Aunque el almidón procesado utiliza materias primas naturales, no puede considerarse natural después de un procesamiento artificial. El almidón modificado específico de un alimento no causará efectos secundarios en el cuerpo. Métodos de modificación Existen muchos métodos de modificación del almidón. Los principales métodos de tratamiento incluyen la modificación física, la modificación química, la modificación biológica y la modificación compuesta. La modificación física del almidón se refiere a la modificación del almidón mediante medios físicos como calor, fuerza mecánica y campos físicos. La modificación física del almidón incluye principalmente tratamiento hidrotermal, tratamiento con microondas, tratamiento con radiación ionizante, tratamiento ultrasónico, molienda de bolas, extrusión, etc. El tratamiento con microondas se utiliza ampliamente en la industria alimentaria y es un método importante para la modificación física del almidón. La resina súper absorbente sintetizada a partir de polímero de injerto de almidón** tiene fuertes propiedades de absorción y retención de agua y se usa ampliamente. En comparación con el método de calentamiento tradicional, el método de radiación por microondas puede acortar significativamente el tiempo de reacción, simplificar el proceso y reducir costos. Tiene ventajas obvias y buenas perspectivas de desarrollo. La modificación física del almidón sólo implica recursos naturales como el agua y el calor y no contaminará el medio ambiente. Además, la seguridad del producto es mayor que la de la modificación química. Puede utilizarse como un recurso importante para la producción limpia y el procesamiento de alimentos ecológicos, y sus perspectivas de aplicación son muy amplias. La microestructura del almidón modificado químicamente es una estructura de anillo de macromolécula de almidón compuesta por grupos de glucosa. Las moléculas de almidón contienen una gran cantidad de grupos hidroxilo alcohólicos, que pueden reaccionar con muchos reactivos químicos para producir varios tipos de almidón modificado. Generalmente, la modificación química del almidón incluye hidrólisis ácida, oxidación, eterificación, esterificación y reticulación. El método químico es el método de modificación del almidón más utilizado. La hidrólisis ácida se utiliza ampliamente en la industria del almidón. Man Jianmin et al. acidolizaron almidón de arroz transgénico con alto contenido de amilosa en condiciones de 2,2 mol/l de HCl. Durante el proceso de hidrólisis ácida, la temperatura de gelatinización disminuye en la etapa inicial, la temperatura de hidrólisis aumenta en las etapas pico y final, el valor endotérmico primero aumenta y luego disminuye con la hidrólisis ácida, y el poder de hinchamiento y la solubilidad del arroz transgénico con alto contenido de amilosa aumento del almidón. La hidroxipropilación del almidón es una forma de eterificación del almidón. La hidroxipropilación del almidón puede reducir la degradación del almidón y cambiar la temperatura de gelatinización y la viscosidad de la pasta del almidón. Olayide S. Lawal et al. encontraron que después de la modificación con hidroxipropilo, el grado de hinchamiento libre y el grado de sustitución molar del almidón aumentaron, y la turbidez, la tasa de sinéresis y la tasa de degradación disminuyeron. La reticulación y la esterificación se utilizan a menudo para modificar el almidón natural, especialmente para producir materiales poco sensibles al agua. La esterificación puede impartir hidrofobicidad a los productos de almidón mediante sustitución de hidroxilo. El propósito del tratamiento de reticulación es aumentar las conexiones intra e intermoleculares en ubicaciones aleatorias en los gránulos de almidón. Al mismo tiempo, el tratamiento de reticulación también se puede utilizar para limitar la absorción de agua porque puede aumentar la densidad de reticulación en la estructura del almidón. Biomodificación La biomodificación se refiere al tratamiento del almidón con diversas enzimas, como ciclodextrina, maltodextrina, amilosa, etc. , todos son almidones modificados obtenidos mediante tratamiento enzimático. Las condiciones de desnaturalización enzimática son suaves, respetuosas con el medio ambiente y libres de contaminación. El almidón modificado obtenido es saludable e higiénico, puede ser fácilmente digerido y absorbido por el cuerpo humano como alimento y tiene funciones fisiológicas especiales.
El uso de amilasa y glucoamilasa a temperatura media para hidrolizar el almidón de plátano puede retener el almidón resistente en el almidón de plátano y modificar el almidón no resistente, haciendo que los gránulos de almidón modificado sean porosos, de forma más suave, de tamaño de partícula más pequeño y mejor distribuidos. Sakina Khatoon y otros trataron el almidón con beta-amilasa para obtener un hidrolizado de almidón con un bajo valor de glucosa. Hay oligosacáridos con una amplia distribución de pesos moleculares en el almidón parcialmente hidrolizado, que pueden proporcionar las propiedades funcionales necesarias para los sustitutos de las grasas. El almidón modificado compuesto modificado se refiere al almidón modificado obtenido mediante dos o más métodos de procesamiento, que tiene las ventajas de dos o más almidones modificados. Las películas de almidón se utilizan ampliamente en el envasado de alimentos. La modificación del almidón original únicamente mediante reticulación o esterificación puede mejorar la fragilidad y la escasa resistencia mecánica de la película de almidón original, pero a menudo no puede cumplir con el rendimiento que necesitamos para la película de almidón en algunas ocasiones específicas. La modificación compuesta combina las ventajas de los dos métodos de modificación, equilibra la aplicabilidad de la película modificada y amplía la aplicación de películas de almidón en envases de alimentos. El zinc es un mineral indispensable para el cuerpo humano. Muchos derivados del zinc tienen bajas tasas de absorción y pueden provocar náuseas. Por ello, en los últimos años muchos estudios han comenzado a centrarse en la síntesis de complejos de almidón-zinc. Se pueden utilizar métodos enzimáticos y químicos para preparar complejos de almidón-zinc. Los estudios han demostrado [19] que, en las condiciones de hidrólisis de la -amilasa y la glucoamilasa, el almidón de yuca reacciona con el acetato de zinc para formar un complejo de almidón-zinc, que no causará reacciones adversas en el cuerpo humano y también puede lograr el propósito de la suplementación con zinc. . Usos en la industria alimentaria El almidón modificado tiene las propiedades texturales de muchos productos y se utiliza ampliamente como espesante, estabilizador, agente gelificante, adhesivo, etc. en la industria alimentaria. Los cereales son el medio de vida más básico y el almidón modificado ocupa una posición importante en la industria alimentaria. Las necesidades de las personas en cuanto a tipos de alimentos, nutrición y salud han aumentado significativamente. En la industria alimentaria, el almidón modificado se está desarrollando hacia múltiples variedades, especificaciones completas, seguridad, salud, nutrición, bajo contenido de grasa y ecología. La gente presta cada vez más atención a las dietas bajas en grasas y aumenta la ingesta de carbohidratos complejos. La investigación de Hyun-Jung Chung y otros encontró que la digestibilidad in vitro y el índice glucémico cambiarán, el contenido de almidón resistente aumentará significativamente, el contenido de almidón de digestión lenta disminuirá significativamente y el contenido de almidón de digestión rápida disminuirá significativamente, lo que puede reducir la tasa de aumento del azúcar en sangre humana. Los fideos instantáneos tienen una gran demanda en el mercado, pero los productos elaborados con almidón crudo carecen de estabilidad, la fritura y el alto contenido de grasa afectan la calidad de los alimentos y nuestra salud. Las investigaciones han descubierto que el almidón de patata acetilado no sólo mejora la dureza de los fideos instantáneos, sino que tampoco tiene un impacto significativo en el valor de cohesión. Puede reemplazar parcialmente la harina de trigo baja en proteínas en la producción de fideos instantáneos y reducir la ingesta de grasas. El almidón modificado con enzimas se puede utilizar en la industria alimentaria y el almidón carboximetilo modificado con enzimas se puede utilizar en salchichas. Se descubrió que el carboximetil almidón aumenta la retención de agua y la estabilidad de la emulsión de las salchichas, lo que lo convierte en un sustituto ideal de la grasa de las salchichas. El almidón modificado también se utiliza bien en el pan, lo que puede reducir la tasa de deterioro del pan, mejorar el sabor y producir recetas de pan con propiedades específicas. Los estudios han aplicado adipato de dialmidón acetilado de almidón modificado y fosfato de dialmidón hidroxipropilo al pan sin gluten y han descubierto que su volumen y elasticidad son obvios, lo que permite que los productos horneados permanezcan suaves y esponjosos. El almidón modificado es muy importante para la estabilidad, la viscosidad y la capacidad de reducir la tensión superficial del sistema de emulsión. La investigación realizada por Krystyna Prochaska y otros ha demostrado que la modificación del almidón puede afectar la actividad superficial y puede usarse como espesante en sistemas de emulsificación. También encontraron que el almidón octenilsuccinato de sodio tiene el efecto de reducir eficientemente la tensión superficial y puede usarse bien en el. industria alimentaria. El almidón medicinal tiene buenas aplicaciones en medicina, pero su aplicación a menudo se ve afectada por la hinchazón, la solubilidad, la gelificación, las propiedades reológicas, las propiedades mecánicas y las propiedades de digestión enzimática del almidón. La modificación puede mejorar las deficiencias del almidón original. Cuando se utilizan gotas para los ojos para tratar enfermedades oculares, el epitelio corneal tiene una baja tasa de absorción del fármaco debido a su baja permeabilidad al aire y el líquido residual puede provocar efectos secundarios. A.P. Vieira y otros modificaron el almidón con metacrilato de 2-isocianato para obtener un polímero que contiene enlaces de uretano y dobles enlaces carbono-carbono, lo que puede reducir la pérdida de fármaco y permitir a los pacientes encontrar un nuevo fármaco que pueda controlarse durante mucho tiempo. La curcumina tiene efectos antioxidantes, antiinflamatorios y anticancerígenos, pero su solubilidad en agua y biodisponibilidad son muy bajas y se degradará y excretará rápidamente en el cuerpo.
También se puede utilizar como coadyuvante de retención para suspensiones sintéticas para mantener la suspensión sobre las fibras y lograr un buen efecto de apresto, especialmente cuando se utilizan suspensiones alcalinas, dímeros de alquilceteno y anhídridos alquenilsuccínicos junto con almidón catiónico. Coadyuvante y estabilizador de emulsión. El almidón y el anhídrido octenil succínico se esterifican en condiciones alcalinas para preparar succinato de octenil almidón de sodio, que tiene usos importantes en la industria papelera. Puede mejorar la capacidad de desencolado y darle al papel una fuerte resistencia al agua. El agente oxidante peróxido de hidrógeno se utiliza para degradar oxidativamente el almidón, que luego se estabiliza mediante esterificación de acetilo y reticulación con ácido adípico. Este almidón modificado se puede usar como aglutinante en el encolado de superficies de papel y también se puede usar como aglutinante para lechadas de recubrimiento y tintes, por lo que el papel tiene las desventajas de resistencia al polvo, formación de pelusas y formación de ampollas. El almidón fosfato se puede preparar mediante esterificación del almidón con algunas sales de fosfato. Se puede utilizar para dimensionar la superficie del papel para mejorar la suavidad y las propiedades de formación de película del papel. Los aglutinantes utilizados en la industria de la fundición se pueden dividir en dos categorías: inorgánicos y orgánicos. Existen graves deficiencias en la aplicación de algunos aglutinantes orgánicos e inorgánicos en la industria de la fundición, como la resina de furano, que no es ideal como aglutinante de fundición debido a su alto costo, baja ductilidad y grave contaminación ambiental. El almidón es un adhesivo no contaminante y de bajo coste. El almidón o la dextrina a partir de almidón se utilizan a menudo directamente como material auxiliar para la arena de núcleo o como aglutinante de revestimiento en la industria de la fundición. Sin embargo, cuando se usa almidón directamente como aglutinante, la adhesividad es baja. Cuando se agrega una gran cantidad de dextrina, la arena central se adhiere fácilmente al molde y absorbe seriamente la humedad. Por tanto, el almidón debe modificarse adecuadamente para mejorar su cohesividad e higroscopicidad. El uso de almidón de carboximetilo como aglutinante y la adición de una pequeña cantidad de sustancias para sintetizar arena central tiene un costo menor que el uso de resina de furano, y la pieza fundida tiene una mejor calidad de superficie interna y no contamina. Las patatas son ampliamente obtenidas y renovables y también se pueden utilizar como adhesivo polimérico natural soluble en agua. El aglutinante de almidón de patata modificado desarrollado por Yu et al. tiene buena resistencia a la tracción en seco, resistencia al colapso y resistencia higroscópica. Es adecuado para diversas piezas fundidas, como hierro fundido, acero fundido, metales no ferrosos, etc., y puede reemplazar parte del aceite. Arena, arena de vidrio soluble y El núcleo está hecho de arena de resina autoendurecible y se puede utilizar normalmente en condiciones normales de humedad. En comparación con los aglutinantes inorgánicos tradicionales y algunos aglutinantes orgánicos, los aglutinantes de almidón modificado tienen las ventajas de precio bajo, fuente amplia, baja contaminación ambiental, gran ductilidad, fuerza de unión fuerte y baja higroscopicidad, y pueden mejorar Las desventajas del aglutinante de almidón crudo son que es un aglutinante con amplias perspectivas de desarrollo en la industria de la fundición. Una gran cantidad de productos de embalaje de plástico y materiales de embalaje desechados han causado el problema de la "contaminación blanca" debido a su no degradabilidad. El almidón tiene una amplia gama de fuentes, muchas variedades, bajo costo, puede degradarse completamente en el medio ambiente natural y no causa ninguna contaminación al medio ambiente. Por lo tanto, los plásticos degradables a base de almidón se pueden utilizar mejor en materiales de embalaje. Los plásticos biodegradables a base de almidón se pueden dividir en plásticos biodegradables y plásticos completamente biodegradables. El primero se refiere principalmente a la mezcla de almidón y resina no degradable, mientras que el segundo incluye mezclas de plásticos termoplásticos de almidón, polímeros degradables de almidón y polímeros naturales de almidón. Las películas originales a base de almidón son sensibles a la humedad ambiental, mientras que las películas de almidón acetilado tienen buenas propiedades mecánicas y de barrera al vapor de agua. Agregarlos a películas originales a base de almidón puede mejorar significativamente el rendimiento de termosellado de la película, pero el precio de dichas películas es relativamente alto. La investigación realizada por Olivia V. López y otros muestra que las películas hechas de almidón de maíz crudo y almidón de maíz acetilado no solo pueden reducir el precio, sino también mejorar significativamente el rendimiento de termosellado de la película y mejorar el rendimiento de la aplicación de la película en el embalaje. Almidón-alcohol polivinílico* * *La película plástica híbrida tiene poca resistencia al agua y propiedades mecánicas, lo que afecta en cierta medida su aplicación en materiales de embalaje. Korean Xiong et al. agregaron nano-SiO2_2 a la película plástica mixta de almidón y alcohol polivinílico * * * La tasa de absorción de agua de la película disminuyó en un 70%, las propiedades mecánicas, la transmitancia de luz y la resistencia al agua mejoraron significativamente y la biodegradabilidad. Cumplió con los requisitos de ISO148551999. El problema de la contaminación ambiental causado por los plásticos biodegradables destructivos aún no se ha erradicado, pero todos los plásticos biodegradables pueden degradarse rápidamente y los productos también cumplen con los requisitos básicos de rendimiento mecánico. Sin embargo, su estabilidad en ambientes húmedos es pobre, su tiempo de degradación es difícil de controlar y su proceso de producción es complejo y costoso, lo que dificulta promover su uso en grandes áreas [45]. Por lo tanto, cómo desarrollar plásticos biodegradables a base de almidón con menor costo y menor contaminación ambiental es un tema muy importante.
Estado y perspectivas de desarrollo de la industria del almidón modificado El almidón modificado se basa en las propiedades originales del almidón, cambiando las propiedades naturales del almidón de diferentes maneras según las necesidades, agregando algunas propiedades funcionales o introduciendo nuevas propiedades, aumentando así en gran medida el alcance de aplicación del almidón y haciendo Es ampliamente utilizado Ocupa una posición importante en aplicaciones industriales en la industria alimentaria, medicina, tratamiento de agua, industria papelera, industria de fundición, materiales de embalaje y otros campos. El desarrollo de recursos de almidón y la producción de almidón modificado multipropósito se han convertido en una parte importante de la industria de mi país. La industria del almidón modificado se ha desarrollado durante más de 160 años desde mediados del siglo XIX. En los últimos 30 años, los tipos de almidones modificados han seguido aumentando y sus aplicaciones se han ampliado. La producción anual de almidón modificado es de casi 6 millones de toneladas, principalmente en países desarrollados como Europa y Estados Unidos. China tiene un vasto territorio y una amplia variedad de cultivos de almidón, lo que la convierte en un importante productor de almidón. El almidón modificado se ha desarrollado rápidamente en mi país y ha alcanzado cierta escala. Sin embargo, existe una gran brecha entre China y los países desarrollados en términos de producción, variedad, calidad y ámbito de aplicación. La tecnología de modificación del almidón de mi país se está quedando atrás. Por un lado, hay un excedente de productos de almidón nacionales y malas ventas; por otro, es necesario importar almidón modificado de alta calidad del extranjero. Este fenómeno ha atraído gran atención por parte de los trabajadores de la ciencia y la tecnología del almidón en mi país. Debemos mejorar la tecnología de modificación del almidón, enriquecer los tipos de almidón modificado, mejorar la calidad y función del almidón modificado, reducir los costos de producción y la contaminación y, en general, mejorar el nivel de almidón modificado en nuestro país, reduciendo así la brecha con el nivel avanzado del mundo. . La futura tendencia de desarrollo del almidón modificado tenderá hacia la producción de polialmidones injertados altamente absorbentes de líquidos, sustitutos de grasas a base de almidón, el desarrollo de plásticos biodegradables y el desarrollo de adhesivos de almidón. Al mismo tiempo, también se favorecerán los almidones modificados con diversas variedades y funciones complejas, los almidones anfóteros y los almidones multimodificados que tienen mejor rendimiento que los productos modificados individualmente.