전분 과립 슬러리의 초음파 변형

전분은 감자, 옥수수 또는 옥수수와 같은 기본 소스에서 쉽게 추출 할 수 있습니다. 전분의 수정은 물리적 및 화학적 특성을 개선하는 데 필요하다. Hielscher 초음파 반응기는 식품 및 비 식품 산업에서 사용하기위한 더 나은 기능적 특성으로 이어지는 전분의 물리적, 화학적 및 효소 변형을 촉진합니다.

대부분의 상업적 용도에서 전분은 화학적 또는 물리적으로 변형 시켜서 긍정적 인 특성을 높이거나 결함을 최소화해야합니다. Ultrasonication은 녹말의 물리적, 화학적, 효소 적 변형에 매우 효과적인 수단입니다. Hielscher 초음파 장치는 매우 강한 초음파를 전분 슬러리에 전달합니다. 그 결과 초음파 공동화는 다음을 촉진합니다.

  • 해산 및 분산
  • 기계적 분해 및 파괴
  • 과립 침투 및 부기
  • 물질 이동
  • 라디칼 형성
  • 화학 반응
  • 난방
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슬러리 초음파 처리를위한 UIP1000hdT

전분의 화학적 변성

전분 과립에서 액체 유입을위한 고등 설비와 관련된 과립의 초음파 캐비테이션 파괴는 전분 고분자의 에스테르 화, 에테르 화, 히드 록시 프로필 화 또는 산화 및 산 변성에 대한 반응 동력의 향상을 가져온다. Hielscher 초음파 원자로는 연속 인라인 공정을 위해 설계되었습니다. 반응 속도가 높으면 반응 케틀 용량이 증가합니다.

알칼리 전분 수정

많은 상업용 전분 유도체의 생산을 위해, 반응성 유기 시약은 알칼리도 및 온도를 제어하면서 수성 전분 슬러리에 첨가됩니다. 전분의 에스테르 화는 일반적으로 pH 7 내지 9에서 수행된다. 전분의 에테르 화에 일반적으로 pH 11 내지 12가 사용된다. 일반적인 공정 온도는 약 60 ° C입니다. 초음파 처리없이 상업용 전분의 대체도는 종종 0.2 미만입니다. Ultrasonication은 더 차가운 물에 녹는 전분을 초래하는 대체를 돕습니다.

산성 전분 수정

과립 성 전분 슬러리와 묽은 염산 또는 황산과의 반응은 유동성 전분 또는 박화 전분으로 이어진다. 이러한 부분적으로 해중합 된 전분은 점도가 덜 발생하는 생성물을 생성합니다. 전분 옥 테닐 숙시 네이트는 캡슐화 된 제품의 분무 건조 동안 더 높은 고형분 함량을 사용할 수 있도록 부분적으로 분해된다. 온화한 산 가수 분해 동안의 초음파 처리는 가수 분해 동안 형성되는 나노 입자 응집체를 해리시킬 수 있습니다. 이것은 전분 나노 입자의 수율을 증가시킨다.

Amylopectin은 용해성 다당류이며 식물에서 발견되는 포도당의 고도로 분지 된 고분자입니다. 전분의 두 성분 중 하나이며, 다른 것은 아밀로오스입니다.

아밀로펙틴 분자

슬러리 중화

공정 후, 알칼리 처리 후 염산 또는 황산을 첨가하여 반응 슬러리를 중화시킨다.

전분 세척

하이드로 사이클론에서의 역류 세척과 같은 물 세척은 변형 된 전분 슬러리의 중화를 따른다. 이 단계에서 초음파 처리는 개별 전분 입자의 세척 및 헹굼을 돕습니다. 초음파 캐비테이션은 전분 과립 덩어리를 분산시키고 전분 과립과 수성 상 사이의 경계층에서 물질 전달을 증가시킨다.

전분 여과 및 건조

Hielscher 초음파 장치는 초 여과 또는 나노 여과 공정뿐만 아니라 이후의 분무 건조에도 사용됩니다.

전분의 물리적 변형 (기계적)

전분의 물리적 변형은 화학 물질의 사용을 포함하지 않습니다. 그러나 초음파 처리는 전분 분자 구조의 변화를 일으키고 물리 화학적 특성 및 기능성의 변화를 초래합니다. 폭력적인 캐비테이션 전단력은 전분 과립에서 결정질 영역을 변형시킨다. 붕괴되는 미세 기포 근처의 고분자 사슬은 거대 분자 CC 결합의 파손 및 긴 사슬 라디칼의 형성을 유도하는 고 기울기 전단장에서 잡힌다. 초음파 처리 된 전분 과립의 주사 전자 현미경 사진은 균열, 함몰 및 구멍 뚫기와 같은 기계적 손상을 보여줍니다. 이는보다 높은 수분 흡수력,보다 높은 팽창력 및 증가 된 용해도를 초래한다. 이 효과는 더 높은 음파 진폭에 더 좋습니다. 따라서 probe sonication은 bath type sonication보다 전분 개질에 훨씬 더 효과적이다. 강렬한 초음파 처리는 천연 또는 열처리 된 전분과 비교할 때 과립이 더 많이 파괴 된 것을 보여줍니다.

SEM 현미경 사진 : (a) unsonicated, (b) 20 분 sonicated, (c) 40min. 초음파 처리, (d) 초음파 분쇄 과립

SEM 현미경 사진 : (a) unsonicated, (b) 20 분 sonicated, (c) 40min. 초음파 처리, (d) 초음파 분쇄 된 과립의 60 분 초음파 처리 된 과립의 물리 화학적 성질 변화, 마싸 마즈 조비, 사라 헤다 야티

Ultrasonication은 젤라틴 화 온도의 시작을 상당히 낮출 수 있습니다. 초음파 처리 된 전분 과립으로부터 제조 된 전분 겔은 천연 전분과 비교할 때보다 높은 경도 및 더 높은 접착력 및 응집력을 나타낸다. 점착성, 응집력, 탄력성 및 끈적임은 전분의 초음파 변형으로 크게 증가합니다.

Ultrasonication은 기존의 전분 수정 절차보다 훨씬 적은 에너지 투입량과 스트레스 프로세싱 조건을 사용합니다. Hielscher 초음파는 상용 처리를 위해 고출력 초음파 반응기를 공급합니다.

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전분 사용

변형 된 전분은 광범위한 식품 및 비 식품 용도에 사용됩니다. 전분 옥 테닐 숙시 네이트는 수 중유 에멀젼의 중요한 안정제입니다. 제지 양이온 성 전분에서 습식 및 건식 강도를 향상시키고 유화제를 안정화시키고 표면 사이징 제로 작용합니다. 많은 습식 첨가제 시스템은 무기 미립자 (콜로이드 성 실리카, 벤토나이트) 및 변형 된 전분을 갖는 합성 고분자를 포함합니다. 다른 용도로는 전분 라텍스 분산액 또는 고분자 용 충진제 인 과립 성 전분이 있습니다.

Ultrasonically Assisted Starch Modification에 관한 과학 기사

    • S. Manchun, J. Nunthanid, S. Limmatvapirat 및 P.Sriamornsak (2012) : Tapioca Starch의 물리적 특성에 미치는 초음파 처리의 영향, Advanced Materials Research Vol. 506 (2012) pp 294-297. [PDF]
    • (2010 년) : 옥수수 전분의 물리적 성질에 대한 초음파 효과 : 탄수화물 고분자 79 (탄수화물 고분자 79) 2010) 91-100.
    • Herceg IL, Jambrak AR, Suubarić D., Brnčić M., Brnčić SR, Badanjak M., Tripalo B., Ježek D., Novotni D., Herceg Z. (2010) : 초음파 처리 된 옥수수 전분의 질감 및 붙여 넣기 특성, in : Czech J. Food Sci., 28 : 83-93. [PDF]
    • D. Knorr, BIO Ade-Omowaye and V. Heinz (2002) : 비 열처리에 의한 식물성 식품의 영양 개선, : Proceedings of the Nutrition Society (2002), 61, 311-318. [PDF]

천연 전분 소스

전분은 옥수수, 왁시 옥수수, 고 아밀로스 옥수수, 타피오카, 감자, 밀, 쌀, 밀랍 쌀, 완두콩 (완두콩, 주름살 완두콩) 사고, 귀리, 보리, 호밀, 아마란스, 달콤한 등 다양한 출처에서 비롯됩니다. 감자, 귀리, 시리얼, 소 구김, 노아, 렌즈 콩, 해군 콩, 사탕 수수, arrow 뿌리 또는 카사바.