木薯（shǔ）變性（xìng）澱粉是通過對木（mù）薯原澱粉進行物（wù）理、化（huà）學或生物方法處理，使其分子結構發生改變，從而獲得具（jù）有特（tè）定功能（néng）特性的澱粉衍生物（wù）。其生（shēng）產工（gōng）藝多樣，以下是常見的幾種主（zhǔ）要生產工藝：

一、化學變性工藝

（一）醚（mí）化工（gōng）藝

• 原理：通過木薯澱粉與醚化劑（如環氧丙烷（wán）、氯乙酸等（děng））發生醚化反應，引入醚鍵，改變澱粉的親水性和糊化特性。
• 主要步（bù）驟：

1.      澱粉預處理：將木薯原澱粉進行（háng）洗滌、幹燥（zào），去除（chú）雜質，調整水分含（hán）量至（zhì）適宜範圍（通常為 10%-15%）。

2.      醚化（huà）反應：在堿性（xìng）條件下（如氫氧（yǎng）化鈉溶液（yè）），將澱粉與醚化劑混合，在一定溫度（如 30-60℃）和壓力下反應數小時。例如，羥丙基澱粉（fěn）的製備中，環氧丙烷與澱粉在堿性水（shuǐ）溶（róng）液（yè）中（zhōng）反應，生成羥丙基醚澱粉。

3.      中和與洗（xǐ）滌：反應（yīng）結束後，用酸（如鹽酸（suān））中和多餘的堿，然後通過水洗去除反應副產物和殘留的醚化劑（jì）。

4.      幹燥與粉碎：將洗滌後的澱粉進行幹燥（zào）（如氣流幹燥、噴霧幹（gàn）燥），使其水分含量（liàng）降至 5% 以下，再粉碎過篩，得到成品。

• 應用：羥丙基澱粉常用於食品增稠、醫（yī）藥載體；羧甲基澱粉在造紙、紡織中作粘合（hé）劑。

（二）酯化工藝

• 原理：澱（diàn）粉分子中的羥基與（yǔ）有機酸或酸酐發生酯化反（fǎn）應，形成酯鍵，改善澱粉的熱穩定性（xìng）、乳（rǔ）化性等。
• 主要步驟：

1.      澱（diàn）粉預處理：同醚化工藝。

2.      酯化反應：在酸性催化劑（如硫酸）或酶的作（zuò）用下，澱粉與酯化劑（如（rú）醋酸（suān）酐、琥珀酸（suān）酐）在一定溫度（如 80-120℃）下反應（yīng）。例如，醋酸酯澱粉的製備中，醋酸酐（gān）與澱粉在醋酸溶液中反應生成醋酸酯澱粉。

3.      中和與（yǔ）洗滌：用堿（如碳酸鈉）中和催化（huà）劑，水洗去除副產物。

4.      幹燥粉碎（suì）：同醚化工藝。

• 應用：醋酸酯澱粉用於速（sù）凍食（shí）品防老化（huà）；辛烯基琥（hǔ）珀酸澱粉酯在飲料中作乳化穩定（dìng）劑（jì）。

（三）氧化工藝

• 原理：利用氧化劑（jì）（如次氯酸（suān）鈉、過氧化氫）將澱粉分子中的羥基氧化為醛基或羧基，降低澱粉的黏度，提高其成（chéng）膜性和透明度。
• 主要步驟：

1.      澱粉調漿：將木薯澱（diàn）粉配製成一定濃度的澱粉乳（如（rú） 30%-40%）。

2.      氧化反應：在一定溫度（如 20-50℃）和 pH 值條件（jiàn）下，向澱粉乳（rǔ）中加入氧化劑（jì），反（fǎn）應數小時。例（lì）如，次氯酸鈉氧化澱粉時，在堿（jiǎn）性條（tiáo）件下氧（yǎng）化澱粉（fěn）分子。

3.      中和與洗滌：用酸中和多餘的（de）氧化劑和堿，水洗去除氯離子等雜質。

4.      幹燥粉碎：同前。

• 應用：氧化澱粉用（yòng）於造紙施膠、紡織上漿。

二（èr）、物（wù）理變性工藝

（一）熱變性工藝（糊化澱粉）

• 原理：通過加熱使（shǐ）木薯（shǔ）澱粉顆粒吸水（shuǐ）膨脹、糊化，破壞其結晶結構，形成具有不同黏度和（hé）流變特性的（de）澱粉糊（hú）。
• 主要步驟：

1.      澱粉乳製備：將木（mù）薯澱粉配製成高濃度澱粉乳（如 60%-70%）。

2.      加熱糊化：在高溫（如 100-160℃）下對澱粉乳進行加熱，使其糊化。可（kě）采用（yòng）擠壓加熱或（huò）蒸煮加熱等方式。

3.      幹燥成（chéng）型：將糊化後的澱（diàn）粉糊進行噴霧（wù）幹燥或滾筒幹燥（zào），製成粉末狀或顆粒狀的熱變（biàn）性澱（diàn）粉（fěn）。

• 應用：用於食品增稠（如（rú）布丁、罐頭）、飼料加工（gōng）。

（二）輻射變性（xìng）工藝

• 原理：利用（yòng） γ 射線、電（diàn）子束等輻射源對木薯澱粉進行照射，使澱粉分子（zǐ）鏈斷裂或（huò）交聯，改變其理化性質。
• 主要（yào）步（bù）驟（zhòu）：

1.      澱粉（fěn）預處理（lǐ）：幹燥至低水分含量（如 5% 以下），以提高輻射效果。

2.      輻射處理：將澱粉（fěn）置於輻射源下，控製輻射劑量（通常為 1-100kGy）進行（háng）照射。

3.      後處理：根據（jù）需求進行粉碎、篩分等處理。

• 特點：工藝環保，但設備（bèi）成本（běn）高，目前多用於科（kē）研和特殊用途。
• 應用：改性澱粉用於生物降解材料、高（gāo）吸水性樹脂。

三、生物變性工藝（酶解工藝）

• 原理：利用澱粉酶（如 α- 澱（diàn）粉酶、β- 澱（diàn）粉酶）對木薯澱粉進行水解，控（kòng）製水解程度，得到具有特定分子量（liàng）和功能（néng）的低聚糖（táng）或改性（xìng）澱粉。
• 主要（yào）步驟：

1.      澱粉調漿與液化：將木薯（shǔ）澱粉配成（chéng）澱粉乳，加熱至（zhì）糊化溫度，加入 α- 澱粉酶，在適宜 pH 值和溫度（如 60-90℃）下進（jìn）行液化反應，使澱粉大分子水解為小分子糊精。

2.      糖化反應：向液化液中加入 β- 澱粉酶或糖（táng）化酶（méi），進一步水解為麥芽糖（táng）或葡萄糖，根據需求控製水解時間和（hé）程度（dù），得到不同 DE 值（葡萄糖當（dāng）量）的酶解（jiě）澱粉。

3.      過濾與精製：通過過濾去（qù）除不（bú）溶（róng）性雜質，用離子交換樹脂或活性炭進行脫色、脫鹽處理。

4.      濃（nóng）縮與幹燥：將精製（zhì）後的酶解液濃（nóng）縮，然後噴霧幹燥得到成品。

• 應用：酶解澱粉用（yòng）於食品甜味劑（如麥芽糊精）、發酵原（yuán）料。

四、複合變性工藝

• 原理：結合兩種或多種（zhǒng）變性方法（如化學 + 物理、化學 + 生（shēng）物），使木薯澱粉獲得更優異的綜合性能（néng）。
• 示例：
• 交聯 - 酯化（huà）複合變性：先通過交聯劑（如三偏磷（lín）酸鈉）使澱粉分子交（jiāo）聯，提高其熱穩定性和抗剪切性，再進（jìn）行酯（zhǐ）化反應，增（zēng）強乳化性。該工藝（yì）可用於製備（bèi）耐酸、耐鹽的食品添加劑。
• 氧化 - 醚化複合變性：先（xiān）氧化（huà）澱粉以降低黏度，再進行醚化改性（xìng），改善其溶解性（xìng）和穩定性，適用於造（zào）紙塗布膠粘劑。
• 特點：工藝複雜，但產品性能更優，可滿足高（gāo）端領域（yù）需（xū）求。

五、生產工藝關鍵（jiàn）控製（zhì）點

• 原（yuán）料（liào）質量：木薯澱粉的純度（dù）、水分、蛋白質含量等直接影響（xiǎng）變性效果，需嚴格篩選（xuǎn）優質原料。
• 反應條件：溫度（dù）、pH 值（zhí）、反應時（shí）間、試劑用量等需精確控製，例如醚化反應中堿濃度過高會導致（zhì）澱粉降解，過低則反應不（bú）完全（quán）。
• 後處理效率（lǜ）：洗滌是否徹底（dǐ）影響產品純（chún）度，幹燥溫度和時間影響澱粉的理化性質（如糊化溫（wēn）度、黏度）。

六、應用領域（yù）

木薯變性澱粉因工藝不同，性能各異，廣泛應用於（yú）食品（增稠、穩定（dìng））、造紙（施膠、塗布）、紡織（上漿、印花）、醫（yī）藥（片劑黏合劑）、建築（膩子粉、塗料）等行業。不（bú）同（tóng）工（gōng）藝生產的（de）變性澱粉可根據具體應用場景調整性能參數，以（yǐ）滿足多樣化需求。