木薯變性澱粉是通過對木薯原澱粉（fěn）進行物理、化學或生（shēng）物方法處理，使其分子結構（gòu）發（fā）生（shēng）改變，從而獲得具有特（tè）定功能特性的澱粉衍生物。其生產工藝多樣，以下是常（cháng）見的幾種主要生產工藝：

一、化學變性工藝

（一）醚化工（gōng）藝

• 原理：通過木薯澱粉與醚化劑（如環氧丙烷、氯乙酸（suān）等）發生醚化反應，引入醚鍵，改（gǎi）變澱（diàn）粉的親水（shuǐ）性和糊化特性。
• 主要步驟（zhòu）：

1.      澱粉預處理：將木薯（shǔ）原澱粉進行洗滌、幹燥（zào），去除雜質（zhì），調整水分含量至適（shì）宜範圍（通常為 10%-15%）。

2.      醚化反應（yīng）：在堿性條件下（如氫氧化（huà）鈉溶液），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（diàn）粉（fěn）的製備中，環氧丙烷與澱粉在（zài）堿（jiǎn）性水溶液中反應，生成羥丙（bǐng）基醚澱粉。

3.      中和與洗滌：反應結束後，用酸（如（rú）鹽酸（suān））中和多餘的堿，然（rán）後通過水洗去除反（fǎn）應副（fù）產物和殘留（liú）的醚化劑。

4.      幹（gàn）燥與粉碎：將洗（xǐ）滌後的澱粉進行幹燥（如氣流幹燥、噴（pēn）霧幹燥），使其水（shuǐ）分含量降（jiàng）至（zhì） 5% 以下，再粉（fěn）碎過篩，得（dé）到成品。

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

（二）酯化工藝

• 原理：澱粉分（fèn）子中的羥基與有機酸或（huò）酸（suān）酐發（fā）生酯化反應，形成酯鍵，改善澱粉的熱穩定（dìng）性、乳化性等。
• 主要步驟：

1.      澱粉預處理：同醚化（huà）工藝。

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

3.      中（zhōng）和（hé）與洗滌：用堿（如碳酸鈉）中和催化劑，水洗去除副產物。

4.      幹燥粉碎：同醚化工藝。

• 應用：醋酸酯澱粉用於速凍食（shí）品防老化；辛烯基琥珀酸澱粉（fěn）酯在飲料中作（zuò）乳化穩定劑。

（三）氧（yǎng）化（huà）工藝

• 原理：利用氧化劑（如次氯酸鈉、過氧化氫）將澱粉分子中的羥（qiǎng）基氧化為（wéi）醛基或羧基，降低澱粉的黏度，提高（gāo）其成膜性和透明度。
• 主要步驟：

1.      澱粉調漿：將木（mù）薯澱粉（fěn）配製成（chéng）一定濃度（dù）的（de）澱粉乳（如 30%-40%）。

2.      氧化反應：在一定溫度（如 20-50℃）和 pH 值條件下，向澱粉乳中加（jiā）入氧化劑（jì），反應數小時。例如，次氯酸鈉氧（yǎng）化澱粉時，在堿性（xìng）條件（jiàn）下氧化澱（diàn）粉分子。

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（gàn）燥粉碎：同（tóng）前。

• 應用：氧化澱粉用於造（zào）紙（zhǐ）施膠、紡織上漿。

二、物理變性工藝

（一）熱變性（xìng）工藝（糊化澱粉（fěn））

• 原（yuán）理：通（tōng）過加熱使木（mù）薯澱粉顆（kē）粒吸水膨脹、糊（hú）化，破壞其結晶結構，形成具有不同（tóng）黏度和流（liú）變特性的澱粉糊。
• 主要步驟（zhòu）：

1.      澱粉乳製備：將木薯澱粉配製成高（gāo）濃度（dù）澱粉乳（如 60%-70%）。

2.      加熱糊化：在高溫（如 100-160℃）下對澱（diàn）粉乳進行加熱，使其糊化。可（kě）采用擠壓加熱（rè）或（huò）蒸煮加熱等方（fāng）式。

3.      幹（gàn）燥成型：將糊化後的澱粉糊進行（háng）噴霧幹燥（zào）或滾筒（tǒng）幹燥，製成粉末狀或顆粒狀的熱變性澱粉。

• 應用：用於食品增（zēng）稠（如布丁、罐頭）、飼料加工。

（二）輻射變性（xìng）工藝

• 原理：利用 γ 射線、電子束等輻（fú）射源對木薯澱粉進行照射，使澱粉（fěn）分子鏈斷（duàn）裂或交聯，改變其理化性質。
• 主要步驟：

1.      澱粉預處理：幹燥至低水分含量（如 5% 以下），以提（tí）高輻射（shè）效果。

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

3.      後處理：根（gēn）據（jù）需求進行粉碎、篩分等處理。

• 特點：工藝環保，但設備成本高，目前多用於科研和特殊用途。
• 應用：改性澱粉用（yòng）於生物降解材料、高吸水性樹脂。

三、生物變性工（gōng）藝（酶解工（gōng）藝）

• 原理：利用澱粉酶（如 α- 澱粉酶、β- 澱粉酶）對木薯（shǔ）澱粉進行（háng）水解，控製水解程度，得到具有特定分（fèn）子量和功能的低聚糖或改性澱粉。
• 主要步驟：

1.      澱粉調（diào）漿與液化：將木薯澱粉配成澱粉乳，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℃）下進行液化反應（yīng），使澱粉大分子水（shuǐ）解為小分子糊精。

2.      糖化反應：向（xiàng）液（yè）化液中加入 β- 澱（diàn）粉酶或（huò）糖化酶，進一步水解為麥芽糖或葡萄糖，根據需求（qiú）控製水解時間和程度，得（dé）到不同（tóng） DE 值（葡萄糖當量）的酶解澱粉。

3.      過濾與精製：通過過濾去除不溶性雜質（zhì），用離子交換樹（shù）脂或活性炭進行脫色、脫鹽（yán）處理。

4.      濃（nóng）縮與幹燥：將精製後的酶解液濃縮，然後噴霧幹燥得到成（chéng）品。

• 應用：酶解澱粉（fěn）用於食品甜味劑（如麥芽糊精）、發酵原料。

四（sì）、複合變性工藝

• 原理：結合兩（liǎng）種或多種變性方法（如化學 + 物理、化（huà）學 + 生物），使木薯澱粉獲得更優異的綜合性能。
• 示例：
• 交聯 - 酯化複合變性：先通過交聯劑（如三偏磷酸鈉）使澱粉分子交聯，提（tí）高其熱穩定性和抗（kàng）剪（jiǎn）切（qiē）性，再進行酯化反應（yīng），增強乳化（huà）性。該工藝可（kě）用於製備耐（nài）酸、耐鹽的食（shí）品添加劑。
• 氧化 - 醚（mí）化複合變性：先氧（yǎng）化澱粉以降低黏度，再進行（háng）醚化改（gǎi）性，改善其溶（róng）解（jiě）性和穩定性，適用於造紙塗布膠粘劑。
• 特點：工藝複雜，但產品性能更優，可滿足高端領域需（xū）求。

五、生產工藝關鍵控製點

• 原料質量：木薯澱粉的純度、水分、蛋白（bái）質含量等直接影響變性效果，需嚴格篩選優質（zhì）原料。
• 反應（yīng）條件：溫度、pH 值、反應時間、試劑用量等需精確控製，例如醚化反應（yīng）中堿濃度過高會導致澱粉降解，過低（dī）則反應（yīng）不完全。
• 後處理效率：洗滌是否徹底（dǐ）影響（xiǎng）產品純度，幹燥溫度和時間影響澱粉的理化（huà）性質（如糊化溫度、黏度）。

六、應用領域

木薯變性澱粉（fěn）因工藝不同，性能各異，廣泛應用於食品（增稠、穩定）、造紙（施膠（jiāo）、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。不同工藝生產的變性（xìng）澱粉可根（gēn）據具體應用場景調整性能參數，以滿足多樣化需求。