基本介紹
- 中文名：澱粉磷酸酯
- 套用領域：食品、造紙、紡織
- 別稱：磷酸酯澱粉
理化性質,製備方法,特點,食品工業中的套用,冷凍食品,乳化劑,穩定劑,增稠劑,
理化性質
磷酸酯澱粉是一種陰離子高分子電解質，帶負電荷。白色至淡黃色粉末，幾乎無臭，溶於熱水，不溶於乙醇、丙酮、苯等有機溶劑。由澱粉與各種無機磷酸鹽或有機含磷試劑反應製得。不同的工藝條件，可製成不同取代度的澱粉磷酸酯。經磷酸酯化的澱粉在外形上類似天然澱粉，但有良好的冷水分散性，糊化溫度50～60℃，其糊液的透明性、穩定性較澱粉有明顯提高，陰離子性明顯增加。4%糊液pH值為6，25℃時黏度值為0.05Pa·S。不同取代度的磷酸酯澱粉其性能也不同。
製備方法
磷酸酯化反應通常在液相中進行，在反應過程中溶劑與水形成共沸物，將水分離出體系。由於在液相中澱粉吸水膨脹能力強，不利於脫水，使酯化反應難以向正方向進行，不能實現深度酯化。濕法生產工藝比較成熟，現在國內外大部分工廠都是用濕法工藝生產。但必須消耗大量的水，而且需要對產生的廢水進行處理。濕法工藝的優點是試劑與澱粉混合均勻度好，產品質量好，缺點是收率低，生產流程長，生產過程廢水多，設備投資大等。乾法比較適合工業化生產，反應效率高、速度快、不產生廢水、周期短。但目前國內乾法生產工藝落後，特別是反應器不過關，澱粉和磷酸鹽溶液很難混合均勻，產品質量不穩定。但由於投資少、能耗低、生產周期短等優點，因此具有一定的市場競爭力。乾法生產是指將磷酸酯化試劑和催化劑的混合液與乾澱粉充分混合後，將其水分降低至15%左右，再在100～150℃下反應1～3 h。在乾法製備澱粉磷酸酯過程中，一般分為兩個階段：首先，澱粉在較低溫度下乾燥以除去過多水分；然後在較高溫度下熱反應進行磷酸酯化。
一般是用正磷酸鹽(NaH2PO4/Na2HPO4)、焦磷酸鹽(Na3HP2O7)、偏磷酸鹽(Na4P2O7)、三聚磷酸鈉(Na5P3O10，STP)、三氯氧磷(POCl3，)或有機含磷試劑等與澱粉製備而成。
傳統的澱粉磷酸酯的合成方法是從磷礦石開始，轉化成磷酸，再通過磷酸變成磷酸鹽，最後通過磷酸鹽合成澱粉磷酸酯。這種工藝煩瑣，步驟複雜，造成環境污染。新的合成路線可以通過磷酸直接跟澱粉反應生成澱粉磷酸酯，省去合成磷酸鹽等中問步驟，減少成本，並大大保護環境，建立綠色化工的模式。
特點
澱粉磷酸酯有以下幾點特性：
(2)澱粉磷酸酯可用帶陽離子如亞甲基的染料著色。在顯微鏡下鑑別著色的均勻性來表明變性作用的均勻性。著色強度能表明陰離子化程度。
(3)澱粉磷酸酯的糊液具有較高的透明度和黏度，及較強的膠黏性。糊的穩定性高，凝沉性弱，澱粉磷酸酯分散液具有長的內聚組織及冷凍凍融穩定性。老化穩定性高，具有強抗回生性。提高取代作用會使糊化溫度降低。
(4)澱粉磷酸單酯用鹼滴定時有兩個等量點。第一個為pH=4～5，Pk1=1～2；第二個在pH=7.5～9，pK2=6~7。
(6)用含1%～5%磷的澱粉磷酸酯分散液製成的薄膜具有透明、易彎曲維及水溶性的優良品質。
(7)澱粉磷酸單酯隨含磷量即取代度增加糊化溫度降低，流度下降，高峰黏度增加且出現時間提前。
(8)澱粉磷酸酯對細菌的降解穩定。
食品工業中的套用
冷凍食品
澱粉磷酸酯糊的冷凍和穩定性較高，在低溫長期儲存或重複冷凍融化食物組織結構中保持不變，也無水分析出，特別適用於冷凍食品中套用。
乳化劑
澱粉磷酸酯是良好的乳化穩定劑。製成的布丁具有平滑結構及良好的營養價值，並且能改善味道。澱粉磷酸酯是水包植物油乳液良好的乳化劑。澱粉磷酸酯是瓜爾豆膠與阿二醇混合製得酯與植物油的乳化穩定劑。澱粉磷酸酯能與微量存在的鐵、銅、鎳、鈷等形成複合體，從而可防止這些金屬離子促進油的氧化，有助於棉籽油和大豆油的穩定，適於做油的乳化劑。玉米澱粉磷酸酯是蛋黃醬的有效乳化劑。澱粉磷酸酯肉汁及谷氨酸單鈉的混合物是用來製取一種肉汁滷的基礎。在橙濁(生產橙汁飲料的色素添加劑)生產中作為乳化劑使用代替價高的阿拉伯膠。
穩定劑
澱粉磷酸酯透明性好，凝沉性好，能代替明膠作為穩定劑用於冰激凌生產，不僅能提高質量，而且能降低成本。
增稠劑
8%～10%正磷酸鹽酯化產品能溶於冷水製成薄膜，透明、柔軟且有水溶性。這種產品能代替阿拉伯樹膠類植物膠用於許多種食品中做增稠劑。
作為食品添加劑，套用於凝固型優酪乳的生產時，澱粉磷酸單酯對優酪乳品質的改善效果明顯好於原澱粉。添加2%澱粉磷酸單酯能夠明顯增加麵包體積，改善麵包的感官品質，並提高麵包的保水能力，提高抗老化性能。套用於肉製品可明顯改善成品質地，切面光亮，彈性好，口感細膩，且成品在冷熱溫度變化過程中不易析水回生，顏色變化小，延長了成品貨架期。澱粉磷酸酯在速食麵、米粉、火腿、香腸等方便食品中也有廣泛套用。隨著對澱粉磷酸酯的研究越來越深入，它在食品工業中的套用還會進一步地拓寬。
