變性澱粉

變性澱粉

改變性質的澱粉
為改善澱粉的性能、擴大其應用範圍,利用物理、化學或酶法處理,在澱粉分子上引入新的官能團或改變澱粉分子大小和澱粉顆粒性質,從而改變澱粉的天然特性( 如: 糊化溫度、熱粘度及其穩定性、凍融穩定性、凝膠力、成膜性、透明性等) ,使其更适合于一定應用的要求。這種經過二次加工,改變性質的澱粉統稱為變性澱粉。
    中文名:變性澱粉 外文名:ModifiedStarch 别名: 變性方式:物理變性,化學變性 生産工藝:幹法,擠壓法、滾筒幹燥法 應用領域:造紙、食品、紡織 作用:适應各種工業應用的要求

簡介

變性澱粉

英文名稱:ModifiedStarch

原澱粉經過某種方法處理後,不同程度地改變其原來的物理或化學特性。

在天然澱粉所具有的固有特性的基礎上,為改善澱粉的性能、擴大其應用範圍,利用物理、化學或酶法處理,在澱粉分子上引入新的官能團或改變澱粉分子大小和澱粉顆粒性質,從而改變澱粉的天然特性(如:糊化溫度、熱粘度及其穩定性、凍融穩定性、凝膠力、成膜性、透明性等),使其更适合于一定應用的要求。這種經過二次加工,改變性質的澱粉統稱為變性澱粉。

制備機理

乙酸酯化系列變性澱粉在葡萄糖單元的C6接入乙酰基團,乙酰基團屬于親水基團,大大提高了澱粉與水的結合能力,因而提高了澱粉顆粒的吸水膨脹度,降低了糊化溫度,提高了峰值粘度、乙酸酯化系列變性澱粉蛋白質,脂肪的含量非常低,所以顔色潔白,具有天然熒光,能有效改善面體的色澤,同時其糊化溫度較面粉中原澱粉的低,在面餅蒸煮工序中先于原澱粉糊化,縮短了蒸煮時間,由于乙酰基的存在及變性澱粉在面條表面的成膜性,能有效地阻隔油與面餅附着,降低了吸油率,變性澱粉的高峰值粘度表明其澱粉顆粒吸水膨脹程度大,這對方便面的複水性有很大的幫助

應用

氧化澱粉

造紙施膠劑、塗布黏合劑、瓦楞紙生産黏合劑;紙箱紙袋黏合劑;代阿拉伯膠生産糖果;漂染精整上漿劑。

酸解澱粉

生産膠凍軟糖、着哩類糖果的助劑、賦型劑;造紙工業啞光機施膠;經紗上漿劑、布料洗滌後整劑;石膏闆黏結。

交聯澱粉

特點是熱黏度穩定,能承受由于PH值變化和機械攪拌時黏度的影響。作湯料罐頭、蚝油酸奶增稠劑,粉絲生産助劑、波紋紙生産黏合劑、乳膠手套隔離劑、麻織物和牛仔布漿料。

陽離子澱粉

造紙濕布施膠劑、增強劑和助留劑,塗布施膠劑;經紗上漿劑;污水淨化添加劑;膠帶紙生産添加劑。

磷脂澱粉

造紙施膠劑;瓦楞紙、紙箱、紙袋生産黏合劑;聚脂纖維經紗上漿劑;鍋爐防垢劑。

醋脂澱粉

紡織上漿劑;食品增稠劑、食品乳化劑。

羧甲基澱粉

洗滌助劑;食品增稠劑、穩定劑和黏合劑;油井泥漿處理劑。

羧烷基澱粉

洗滌用品增強劑;紡織助劑。

行業發展

概述

近十年來,世界變性澱粉的産量迅速增長,目前世界變性澱粉的年産量已接近800多萬噸,其中美國300多萬噸,歐洲200多萬噸,日本60多萬噸,泰國50多萬噸,我國100多萬噸。

我國變性澱粉的研制起步較晚,始于 20世紀80年代。現已在紡織、造紙、食品、飼料、鑄造、醫藥、建築、石油等多領域中得到應用。我國變性澱粉的應用仍屬于新興業務,無論從變性澱粉的種類、質量,還是應用範圍,都與國外有較大的差别。僅從變性澱粉的種類上來說,國外已開發上市了多達2000餘種的變性澱粉産品,包括氧化澱粉、酸變性澱粉、澱粉酯、澱粉醚、交聯澱粉、陽離子澱粉、接枝澱粉、環糊精、白糊精、預凝膠化澱粉(預糊化澱粉)、雙醛澱粉等等,其中用玉米澱粉生産的變性澱粉已達到200多種,而中國内地以玉米澱粉為原材料生産的變性澱粉的品種隻有十餘種。

如果以我國目前各行業所需用的變性澱粉數量計算,年需求量在100-200萬噸之間。現在變性澱粉的使用前景非常廣闊,如果加大此領域的研究、應用與推廣,變性澱粉生産将會有飛速的發展。

應用領域

變性澱粉作為工業的重要原輔料之一,可被廣泛應用于造紙、食品、紡織、建築、醫藥等行業。生産企業應當積極開發新産品,擴大變性澱粉的應用領域。

1、食品用變性澱粉要從功能性、多樣性、方便性出發。糧食加工要開發新品種,重點開發玉米系列産品,發展薯類澱粉、變性澱粉及衍生物産品;發展方便食品、營養保健食品以及乳化增稠品質改良劑等。因此食品用變性澱粉可以開發功能性變性澱粉、方便食品用變性澱粉及國内供應緊張的烯基琥珀酸酯澱粉等。變性澱粉作為食品添加劑要考慮到我國高血壓、高血脂病人有增多的趨勢,發展脂肪代用品、發展既有能量和營養價值,又不影響血糖的糖代謂代用品,以滿足糖尿病人發病率逐年上升的需要。目前以澱粉為原料的脂肪替代物幾乎可應用于所有需要添加油脂的食品中;開發的抗消化澱粉持水性低、顆粒細小、風味清爽、微晶結構小于普通膳食纖維,也可作為功能性成分用于多種食品。

2、百分之百替代化學漿料PVA的變性澱粉的開發速度也需要加快。紡織漿紗用的變性澱粉,目前主要是酸解澱粉、氧化澱粉、尿素澱粉、磷酸酯澱粉等,還有少量的醋酸酯澱粉和複合變性澱粉。這些品種,都難以百分之百替代化學漿料PVA,尤其是在高枝紗産品的上漿上。PVA由于其不可降解性,人們逐漸在紡織漿料中少用甚至不用,國外已有類似的産品面市,相信在國内變性澱粉行業人士的努力下,是完全可以開發出該産品的。

3、發展造紙工業中的新型表面塗布劑及施膠:利是适應國家造紙工業産品結構的需要。變性澱粉是重要的造紙化學品,我國造紙用變性澱粉用量:為全國變性澱粉總量的1/3,但是品種單一化,層次低檔化。目前國家造紙工業的産品結構要向高檔新聞紙、書刊印刷紙、信息用紙、辦公用紙等中高檔生活用紙方向發展,這就要求發展新型表面塗布劑及施膠劑來适應造紙工業的需要。

4、澱粉基吸水劑用途廣泛。吸水劑可被應用在農林園藝、醫藥衛生、紡織、造紙、石油鑽井、建築、廢水處理、食品加工中。目前有些行業靠大量進口價格昂貴的吸水劑産品來滿足市場需求,且大多進口産品為高分子合成産品。在石油面臨枯竭、環境保護日益受到重視的今天,這類産品市場面臨危機,而用可再生的天然澱粉資源通過化學處理,使其與丙烯酸或丙烯腈發生接枝共聚反應,在澱粉分上接上親水性的大分子來制備生物可降解的吸水劑,替代由石油精煉再合成的吸水劑,是該産品的發展方向。

總而言之,随着我國經濟的增長,工業産品規模的不斷擴大,變性澱粉應用領域的不斷開拓,新産品的不斷開發,新工藝的不斷創新,對變性澱粉的需求量也将不斷增加;加之天然石油量的逐漸減少,用可再生資源生産的變性澱粉又是很多石油化工産品的替代品,為變性澱粉帶來了發展空間,因此,變性澱粉的發展前景将十分廣闊。

産業鍊

變性澱粉的上遊主要是澱粉行業,我國澱粉市場上主要供給是玉米澱粉,國内玉米澱粉産量比例在近些年一直保持在近92%左右。其他澱粉中木薯澱粉産量較大,約占國内澱粉産量的5%左右;小麥澱粉、馬鈴薯澱粉占國内澱粉産量比例都在1%左右;幹薯澱粉的産量則更少。預計未來随着玉米澱粉的下遊産品的生産及擴産将進一步加強,我國玉米澱粉深加工的應用更趨廣泛,國内玉米澱粉需求量将不斷擴大,産量也将随之不斷增長。近些年來,我國變性澱粉的下遊市場應用範圍廣闊,在我國有着巨大的市場潛力。

企業競争

一、2012-2016年我國變性澱粉市場競争趨勢

未來變性澱粉的發展不僅決定于生産技術,還決定于其應用技術。變性澱粉生産企業之間的競争,将不僅在生産技術、生産裝備上的競争,變性澱粉産品的質量安全、功能情況以及品牌形象和服務質量方面也逐漸重要,還将在應用技術上的競争。而随着生産變性澱粉的廠商增多,變性澱粉行業間的競争也開始趨于激烈。其次是質量,用戶對産品的質量安全較為關注,變性澱粉産品是否能長時間使用而不發生變質,變性澱粉的質量是否滿足生産的需要,這些對變性澱粉的用戶非常重要,這就要求企業應加強變性澱粉産品的質量把關,提高産品的質量與穩定性,才能更好的赢得客戶的認同。以上兩方面的競争能力,反映了企業的硬件水平和企業管理水平,是決定企業未來發展的主要因素。

二、2012-2016年變性澱粉行業競争格局展望

目前我國變性澱粉行業的生産主要在山東、吉林等地,這些地區的變性澱粉企業衆多,生産能力與技術能力較強,行業間的競争也較為激烈。而近年來廣東、廣西、江蘇、上海、浙江、福建、四川、江西等地區的變性澱粉行業也快速發展,也形成了一定的競争力。随着變性澱粉行業的發展,我國變性澱粉市場的格局将逐漸擴大,但山東、吉林等靠近原料的地區,其競争能力比其他地區較強,變性澱粉的生産在未來一段時間内将仍以這些地區為主。

三、2012-2016年變性澱粉行業競争策略分析

未來在變性澱粉行業的競争中,企業可以采用低成本戰略和差異化戰略來取得市場競争中的一定優勢。

(一)較低成本戰略

面對龐大的市場、消費者衆多,變性澱粉生産企業可考慮采用成本領先戰略去建立競争優勢。此種戰略的要訣是通過規模經濟以減低平均支出,同時借大量生産取得專業化的工作效率,使整體成本下降,産品價格得以定位于較同業低,競争優勢由此産生。

(二)差異化戰略

利用匠心獨具的構思,先進的科學技術和施工程序,新奇奧妙的原料配方,别具一格的服務形式,變性澱粉生産企業可以設計出一種與衆不同的産品,即使産品本身并無稀奇之處,通過廣告及包裝也能樹立産品的獨特品牌形象,達到差異化的效果。差異化戰略可實施于廣闊範圍市場或狹窄範圍市場。

應當指出,雖然采用一般戰略可以幫助企業建立競争優勢,但此種優勢能否有驚無險地長期維持下去,都不是絕對可以如願以償的。原因是唯妙唯肖的模仿能夠打破差異化的優勢,而低成本的優勢也會因技術轉變而煙消雲散。因此,要獲得持續性的競争優勢,企業應密切注視競争對手的一舉一動和産業中的各種變化,結合實際情況,有的放矢。

行業風險

一、市場競争風險

近年來,随着我國變性澱粉市場的規模不斷擴大,吸引了衆多企業及投資者加入到變性澱粉行業中,這增加了原有企業的市場競争風險。而随着國外變性澱粉企業的進入,這些企業在資金與技術上具有相對的優勢,給我國變性澱粉的生産企業帶來更大的壓力,也增大了國内變性澱粉企業的市場競争風險。

二、原材料壓力風險分析

變性澱粉的主要上遊原材料是澱粉。主要有綠豆澱粉、木薯澱粉、甘薯澱粉、紅薯澱粉、馬鈴薯澱粉、麥類澱粉、角澱粉、澱粉、玉米澱粉等。在國内,由于玉米澱粉占絕大部分比例,因此變性澱粉主要是由玉米澱粉加工而成。

近年來,受到國際環境及國内環境的影響,國内玉米價格的波動幅度增大,而玉米澱粉的價格在變性澱粉成本中占大部分,這造成了變性澱粉行業原材料成本的上漲,這使企業将面臨更大的原材料壓力風險。

三、技術風險分析

目前國内變性澱粉産業中多數企業的生産裝置,相對落後,特别是控制手段,多數企業是以人工控制為主,企業的技術研發不夠積極,而随着變性澱粉行業的發展,技術更新要求越來越快,對技術的研發要求也越來越高,這給國内企業帶來一定的技術風險。

四、政策和體制風險

近年來,國家制定一些政策與法規來規範變性澱粉行業的發展,約束企業生産變性澱粉的質量保證,這對我國變性澱粉行業的良性發展奠定了基礎。但随着國家對産業結構的調整以及環保要求的不斷提高,這給變性澱粉行業帶來了一定的不确定性和風險。

五、外資進入現狀及對未來市場的威脅

随着我國變性澱粉市場規模的不斷擴大,也吸引了一些外資變性澱粉生産企業進入到中國市場當中,如法國羅蓋特公司、美國玉米制品國際有限公司等,這些企業的技術研發與資金實力較為雄厚,其市場的競争能力較強,相對國内企業具有一定的優勢,給國内企業帶來一定能夠的市場威脅。

食品應用

食品工業中使用變性澱粉主要是作為增稠劑、膠凝劑、黏結劑、乳化劑和穩定劑等。可以替代昂貴的原料,降低食品制造成本,提高食品質量同時提高經濟效益。

米面制品

在米面制品中主要利用變性澱粉良好的增稠性、成膜性、穩定性、糊化特性。主要使用的變性澱粉有酯化澱粉和羟丙基澱粉

1).添加變性澱粉的油炸方便面具有酥脆的結構和較低的吸油量,産品的品質和儲存穩定性較好

2)。在即食面中可以改善面條的複水性、咀嚼性和彈性,減少煮制時間

3).在面食點心中添加變性澱粉可以降低吸油量,改善面食的酥脆性,延長制品的儲存時間

4).在米粉生産中作為組織成型劑和粘和劑,可以增加制品的透明度和滑爽度,減少粘性,改善口感

乳制品

在乳制品中主要作為膠凝劑、穩定劑、增稠劑使用,常用的變性澱粉主要有交聯澱粉和羟丙基澱粉

1).在乳酪制品中作為膠凝劑,使制品具有良好的膠凝性能,在一定程度上可以減少酪朊酸鹽的用量,降低産品成本

2).在冷凍甜品中作為品質改良劑,賦予産品粘性、奶油感及短絲性組織,增加制品的儲存穩定性

3).在高溫殺菌布丁産品中可用做膠凝劑,提高制品的加工黏度,制得的産品具有良好的穩定性和口感

4).在酸奶中可以作為穩定劑和增稠劑,增加制品的稠度和口感,減少乳清分離

肉及魚類制品

在該類産品中主要作為保水劑、黏結劑和組織賦形劑,常用的變性澱粉主要有酯化澱粉和交聯澱粉

1).在中國臘腸中添加變性澱粉作為黏結劑和組織賦形劑,可以改善産品的多汁性

2).在點心餡料中作為保水劑,可堅固組織,改善産品凍融穩定性

3).在火腿和熱狗中作保水劑和組織賦形劑,可以減少皺折,改善制品的凍融穩定性和保水性

4).在肉丸和魚丸中做凝膠劑,使制得的産品具有良好的彈性、咬勁和穩定性

5)。具有高凝膠性和穩定性的變性澱粉可在魚漿中用做保水劑和穩定劑,大大減少魚漿的汁液流失

烘烤食品

主要利用變性澱粉良好的成膜性、高溫膨脹性和穩定性

1).在蛋糕、糖衣生産中用作酥油替代品,提供良好的容量與結構,降低人體油脂攝入量

2).在焙烤食品中做釉光劑,可形成良好、清晰與光亮的薄膜,代替昂貴的蛋白和天然膠

3).在水果餅、餡餅、餡料中作為穩定劑和增稠劑,提供産品滑爽、短絲結構,防止分層和爆餡

飲料

主要利用變性澱粉的穩定性,吸附性和乳化性:

1).在飲料中作穩定劑,改善口感與體态,遮蓋幹澀味道

2).在乳化飲料中作乳化香精的穩定劑,部分渠道昂貴的阿拉伯膠

在奈精粉和椰漿粉等微膠囊化産品中作為包埋劑

糖果

主要利用變性澱粉良好的膠凝性、成膜性和粘性,常用的變性澱粉有氧化澱粉

1).在硬膠和軟膠糖果中作為凝膠劑,提供産品凝膠結構,采用适當的變性澱粉可以替代阿拉伯膠,制品具有良好的口感和透明度

2).利用變性澱粉良好的成膜性和黏結性,用作糖果的抛光劑,形成的膜有光澤,透明并能降低産品的破裂性

粉末食品

主要利用變性澱粉良好的黏結性、分散性和水溶性,常用的變性澱粉有預糊化澱粉、交聯澱粉和複合變性澱粉

1)在裹粉中,可以使粉體具有良好的黏結及内聚力,可防止裹粉脫落;在制作脆皮時容易形成脆與堅固的外塗層,改善烘焙與微波處理食品的組織

2).在谷片飲品中添加變性澱粉可提供冷熱飲品所需的黏度,懸浮飲品中 微小質體,使其均勻且口感良好

3).在烹煮式粉末食品中添加變性澱粉,可改善制品低溫蒸煮時的黏度,使制品清晰、滑爽,具有短絲結構

4)作為幹果類食品的糖粉劑,一以減少幹果類食品表面的粘性

5)在即食湯、醬與汁中添加适量變性澱粉可賦予湯汁适宜的年度,使産品沖出來的湯汁液濃厚、潤滑

冷凍食品

利用變性澱粉良好的稠度和低溫穩定性,提高制品的抗凍融能力。

1).添加變性澱粉的甜品具有良好的稠度和凍融穩定性,制品口感爽滑,具有奶油狀組織

2).在果醬中添加适當的變性澱粉,可以控制制品的結構和黏度,使制品具有光澤,而且耐熱和冷凍加工

3).作為脂肪代用品,将其添加于冰淇淋等冷飲甜品,可部分替代乳固體和昂貴的穩定劑,降低熱量,産品具有良好的抗融化性和儲存穩定性

4).在開胃醬、汁中添加變性澱粉可以提供黏度和穩定性,使制品具有好的透明度和口味,而且具有極好的耐多次微波處理的性能

5).适當的變性澱粉具有良好的增稠與穩定作用,糊透明度好,凍融穩定性好而且能常溫加工,以此澱粉添加到表面裝飾料中,可賦予制品良好的性能

休閑食品

主要利用變性澱粉良好的黏結性、膨脹型、脆性能和蓬松的結構,常用的變性澱粉有預糊化澱粉、醚化澱粉和複合變性澱粉

1).在擠壓膨化食品中,變性澱粉可以使制品具有良好的膨化度和結構,産品的強度和脆性也得到改善,制品組織均勻,産出率高,同時可增加功能性纖維成分

2).在微波膨化食品中,變性澱粉可以控制制品的體積和結構,使制品孔隙均勻

3).在脆皮花生中,變性澱粉可以改善脆皮組織,賦予脆皮輕、酥、脆而且蓬松的結構

4).在其他食品中,變性澱粉也可以起到很好的作用

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