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전분 발효, 개량, 진공 건조

 

아믹슨® 공정 반응기에서는 전분 유도체를 다양한 방법으로 혼합하고 열처리할 수 있습니다. 대형 장치에서도 열과 질량 전달이 매우 빠릅니다. 여기에는 두 가지 이유가 있습니다:

  1. amixon®은 혼합 효과가 뛰어나고
  2. 비열 교환 표면이 매우 넓기 때문입니다.


시스템 압력, 온도, 순차적 재료 첨가(건식, 습식 또는 기체) 및 혼합 강도의 공정 파라미터를 조정하여 원하는 재료 변환을 달성할 수 있습니다. 데드 스페이스가 없는 혼합 효과 덕분에 물질의 유변학적인 특성에 관계없이 amixon® 합성 반응기에서 전분 변형을 재현할 수 있습니다. 최종 진공 혼합 건조 공정은 동일한 amixon® 장치에서 쉽게 수행할 수 있습니다. 그런 다음 고성능 진공 접촉식 건조기로 작동합니다.

amixon®은 점성이 높은 제품(팽창제, 구조적 점성 또는 요변성)을 처리하는 데 광범위한 경험을 보유하고 있습니다. amixon® 장비는 신뢰할 수 있는 반응 제어를 의미합니다. 공정(혼합, 반응, 현탁, 응집 제거, 코팅, 컨디셔닝, 진공 접촉 건조)이 소량 또는 대량으로 수행되는지 여부에 관계없이 신뢰할 수 있습니다.

 

전분은 고대부터 페인트와 의약품의 접착제 및 필러로 사용되어 왔습니다.

 

전분 생산은 간단하지만 힘들다. 잘 익은 곡물을 물에 담그고 돌로 펄프로 분쇄합니다. 죽은 깨끗한 물과 혼합됩니다. 휴식 시간이 지나면 떠 다니는 성분이 부어집니다. 밝은 색의 침전물은 주로 전분으로 구성됩니다. 이것은 햇볕에 말립니다. 전분 가루는 고대에 밀에서 얻었습니다.

나중에 우리 조상들은 비슷한 방식으로 감자 전분을 추출했습니다. 유럽에서는 전분 산업이 농업 부업으로 발전했습니다. 가장 단순한 장비가 사용되다가 산업화 과정에서 특수 공정 엔지니어링 기계로 발전했습니다. 이를 통해 순도, 수율 및 생산 비용이 개선되었습니다.

 

대량 생산용 Gyraton® 사일로 믹서

오늘날 전분은 대량 생산품입니다. 맞춤형 전분 파생물은 다양한 산업 분야에서 사용됩니다. 경우에 따라 대량 배치를 균질화해야 하는 경우도 있습니다. 아믹슨은 큰 분말 덩어리를 매우 정밀하게 혼합할 수 있는 특수 사일로 믹서를 제조합니다. 제품이 건조하거나 습하거나 습하거나, 잘 흐르거나 잘 흐르지 않는지 여부는 중요하지 않습니다 ...

Gyraton® 사일로 믹서는 70m³ 배치를 경제적이고 정밀하게 균질화할 수 있습니다.

세 가지 유형의 전분 변형

 

물리적으로:

열처리, 분쇄, 사전 저온 살균, 롤러 건조, 압출 또는 응집. 이 처리는 식품에 대한 신고 대상이 아닙니다. 원하는 저온 용해도에 따라 비용 효율적인 롤러 건조 또는 더 비싼 분무 건조가 사용됩니다. 후자는 전분이 특히 우수한 순간 특성을 갖도록 하기 위해 일반적으로 유동층 응집과 결합됩니다.

 

화학적:

전분을 교반 탱크의 물에 현탁시킨 후 소량의 산 또는 알칼리를 첨가하여 젤라틴화 온도에 도달하지 않도록 조심스럽게 가열합니다. 특정 pH 값을 설정한 후 개량 시약을 첨가합니다. 중화, 세척, 여과, 건조를 거치면 전분의 특성이 완전히 바뀝니다. 전분이 화학적으로 전환, 분해, 탈분해, 탈스트린화, 에스테르화, 에테르화 또는 산화되면 식품에 E 번호가 붙은 첨가물 또는 변성 전분으로 표시됩니다.

효과적인 변형에도 불구하고 전분 과립의 결정 구조를 대부분 유지하려면 전분 분자 그룹을 에틸렌 또는 프로필렌 옥사이드 또는 디카르복실산과 같은 적절한 수산기와 화학적으로 교차 결합하는 방법을 사용할 수 있습니다. 이렇게 하면 전분의 용해도가 감소하고 젤라틴화 온도가 상승하며 가교 정도에 따라 역분해를 억제할 수 있습니다.

 

효소:

효소는 분자 구조를 조직하고 연결하여 분자 사슬과 측쇄를 형성할 수 있습니다. 효소는 전분 분자를 분리할 수도 있습니다: 전분의 효소 가수분해는 전분의 당화를 위한 매우 효율적인 공정입니다. 이를 통해 저렴한 감미료를 생산할 수 있습니다.

전분의 효소 촉매 가수분해는 화학적 분해보다 느립니다. 전환에는 훨씬 적은 에너지가 필요합니다. 전환은 훨씬 낮은 온도에서 이루어집니다. 전분 분해는 언제든지 중단할 수 있습니다.
때때로 이 과정은 산 가수분해로 끝납니다. 이것은 다양한 유형의 전분 시럽을 생산합니다.

예를 들어 곰팡이, 박테리아 또는 소의 췌장에서 효과적인 효소를 얻을 수 있습니다. 이러한 형태의 전분 변형은 신고 대상이 아닙니다.

아믹슨® 발효기/증발기/진공 혼합기 건조기

 

효소는 시장의 요구 사항을 충족하는 데 도움이 됩니다. 효소의 미생물은 전분 제품의 친수성 또는 소수성 특성에 영향을 미칠 수 있습니다.

식품 부문에서 개량 전분은 편의 제품 생산에 사용됩니다. 그들은 요리, 베이킹, 로스팅, 충격 냉동, 해동 등을 선호합니다. 이들은 마이야르 반응 동안 풍미 형성을 가속화합니다.

전분을 정제 덩어리, 조미료 추출물, 제빵 추출물 또는 디저트 제품의 운반체로 사용하려면 활성 성분과 향료가 쉽게 분산될 수 있어야 합니다(건조 또는 액체 여부에 관계없이). 아믹슨 믹서는 이를 안정적으로 수행할 수 있습니다.

열 공정용 AMIXON® 믹서(총 부피 16m³).

중요성 및 전망

 

유럽에서는 대부분의 전분 종류를 서로 바꿔서 사용할 수 있습니다. 감자 전분은 계절에 따라 감자 괴경을 구할 수 있기 때문에 시리얼 전분보다 약간 더 비쌉니다. 특히 밀 글루텐이 부산물로서 중요성이 커지면서 밀 전분의 공급이 증가하고 있습니다. 밀 글루텐/밀 단백질은 베이커리 산업에서 건조된 형태로 사용됩니다. 밀 글루텐은 육류 대체 제품의 중요한 원료입니다. 밀에서 전분을 추출하는 것은 현재 두 배의 경제적 이익이 있습니다.

유럽에서 전분의 총 소비량은 약 1,200만 톤으로 매년 약 2%씩 증가하고 있습니다. 미국에서는 약 4%, 남미에서는 약 4.5%, 아시아에서는 매년 7%씩 증가하고 있습니다. 전 세계적으로 생산되는 전분의 약 10%는 화학 산업에서, 약 30%는 제지 및 골판지 산업에서, 30%는 식품 산업에서 사용되며, 음료 및 제과 산업에서는 거의 같은 양이 변형 또는 당화되어 사용됩니다. 전분 및 전분 유도체에 대한 수요는 모든 산업 분야에서 계속 증가할 것으로 예상됩니다.

아믹슨®: 초순수 조건에서 전분 유도체 건조

 

건조는 기계적 고체-액체 분리로 시작됩니다. 이를 위해 수평으로 회전하는 필러 원심분리기 또는 수직으로 회전하는 분리기가 사용됩니다.

후속 열 건조는 연속 공정에 적합해야 합니다. 대량의 분말이 관련되기 때문입니다. 예를 들어 롤러 건조기가 이에 해당합니다. 그러나 여기에는 링 플로우, 스피닝 및 그라인딩 건조기와 같은 대류 건조기도 포함됩니다. 두 가지 유형의 건조는 모두 대기 조건에서 이루어집니다. 롤러 건조기는 고온에서 작동합니다. 대류식 건조기는 대량의 뜨거운 공기가 필요하므로 먼저 건조하고 세척해야 합니다.

아믹슨 진공 혼합기 건조기는 고순도 또는 온도에 민감한 전분 유도체 건조를 위한 경제적인 대안을 제공합니다. 적용된 진공은 낮은 제품 온도에서 건조를 가속화합니다.

진공 혼합 건조, 냉각, 조제

amixon®은 30개 이상의 테스트 장비를 보유하고 있습니다. 테스트에 여러분을 초대합니다. 기존 제품을 가져오십시오. 40년의 경험은 효율성과 실용적인 관련성을 의미합니다.

향료 및 향료의 운반 물질로서의 전분

 

전분 및 전분 유도체를 액체 향료, 올레오레신, 식용 색소, 제빵 추출물, 오일 및 지방의 운반체로 사용할 때는 “적은 에너지 투입으로 빠르고 균일한 습윤”이라는 한 가지 조건이 충족되어야 합니다. 향료와 향료, 즉석 식품, 수프, 딥, 소스의 생산은 다단계 공정으로 이루어지는 경우가 많습니다. 전체 혼합물이 혼합 공장에서 더 차갑게 나올수록 후속 충전, 보관, 품질 유지 및 신선도 일관성이 향상됩니다.

특정 코팅 효과는 액체 성분을 둘러싸고 보호하도록 설계되었습니다. 여기에는 한편으로는 액체 활성 성분의 최대 로딩과 다른 한편으로는 혼합 분말의 최상의 유동성 사이에 큰 목표가 상충합니다.

여기서도 amixon® 장비는 전 세계적으로 우수한 서비스를 제공합니다. 테스트 장비는 항상 이용 가능합니다.

전분은 다양한 용도로 활용됩니다.

 

전분은 질감(미끈거림)과 탁도, 막 형성, 겔화 및 역화에 영향을 미칩니다. 식품 산업에서 전분을 사용할 때는 풍미가 중립적이어야 하며 소비자의 최종 용도를 개선해야 합니다. 또한 식품의 종류에 따라 식감을 긍정적으로 지원해야 합니다.

 

  • 케이크 스프레드는 차갑게 부풀어 오르고 빠르게 준비할 수 있어야 합니다. 크리미한 풍미가 뒷받침되어야 합니다. 케이크 조각을 자를 때: 탄력과 모양 유지.
  • 분무 건조 이유식은 인스턴트성이 좋아야 합니다. 액체 덩어리는 덩어리가 없어야 하고 식감이 좋아야 합니다.
  • 우유 기반 과일 디저트 또는 요거트: 입안에서 상쾌하고 시원한 느낌을 줍니다. 입안에서 끈적거리거나 뭉툭하지 않아야 합니다. 충전 기계는 고속으로 작동합니다. 그럼에도 불구하고 액체는 주입하기 쉽고 떨어지지 않습니다.
  • 바베큐 소스는 병에서 따르기 쉽습니다. 뜨거운 바베큐 음식에 두껍게 남아 있습니다. 입안에서 향신료 풍미가 자연스럽게 느껴집니다.
  • 빵가루나 반죽이 음식에 골고루 묻어 단단히 밀착되어야 합니다. 요리를 바로 먹든 냉동, 포장 및 보관하든 상관없습니다.
  • 인스턴트 음료 분말은 장기간 보관 후에도 액상에서 덩어리 없이 빠르게 분산되어야 합니다.
  • 다단계 유동층 공정에서 휘발성 또는 산화에 민감한 액체는 전분을 사용하여 미세 캡슐화할 수 있습니다.


일반적으로 역화는 바람직하지 않습니다.

이전에 결합된 물은 지연과 함께 다시 방출됩니다. 젤은 액화될 수 있습니다. 이러한 과정은 특히 조리 후 식히거나 냉동 식품을 해동할 때와 같이 온도 변화와 함께 발생합니다. 개량 전분을 사용하거나 적절한 유화제를 첨가하면 바람직하지 않은 역화를 최소화할 수 있습니다.

[Translate to 한국어:] 제빵 식품 산업은 신고할 필요가 없는 전분 파생 상품 개발의 중요한 이니셔티브입니다.

젤라틴화 및 젤 형성

 

전분을 수성 현탁액 형태로 가열하면 전분 과립이 특정 온도 이상에서 파괴됩니다. 팽창이 더 증가하고 곡물에서 아밀로스가 방출됩니다. 이 과정을 젤라틴화라고 합니다. 점도는 전분-물 혼합물의 투명도와 전기 전도도와 마찬가지로 증가합니다. 이것은 구조적으로 점성이 있는 용액입니다. 용액을 더 많이 교반하거나 전단할수록 점도는 더 많이 감소합니다. 냉각되면 용액이 더 투명해지고 포도당 사슬이 평행하게 정렬되어 새로운 수소 결합을 형성합니다. 전분의 종류에 따라 다소 안정적인 젤이 형성됩니다.

이러한 구조적으로 점성이 있는 거동은 초기 상태와 정반대입니다. “물 현탁액 속의 전분”은 팽창성입니다. 전단 응력이 높을수록 점도가 더 많이 증가합니다.

개량 전분의 응용 사례

 

식품 및 고급 식품

  • 인스턴트 식품의 첨가물
  • 식품 보충제 정제용 필러
  • 인스턴트 음료의 점도 조절제 및 클라우딩 에이전트로서
  • 디저트 생산에서 크림성을 높이기 위해
  • 냉동 즉석 식품의 컨디셔닝 소스용
  • 향료 및 향신료 정제에서 올레오레신의 기초로서
  • 소시지 및 육류 가공에서 수분 결합력을 높이기 위해
  • 식당 주방 및 식당의 결합제로서
  • 풍미 강화제의 충전제로서
  • 입자를 지방으로 코팅하기 위한 설탕 첨가제
  • 베이킹 에이전트 및 바로 구울 수 있는 밀가루의 첨가제
  • 빵가루의 컨디셔닝 에이전트로서

 
제약

  • 의료용 장갑의 윤활유로
  • 정제를 관리 가능한 크기로 만들기 위한 필러로서
  • 정제의 코팅 및 붕해제로서
  • 약용 분말 및 탈취제의 기초로 사용
  • 의료용 활성 성분의 결합제로서
  • 화장품 블러셔 스트레칭 용
  • 정제 프레스의 문제없는 작동을위한 이형제 및 윤활제로서
  • 끈적끈적한 입자를 서로 영구적으로 분리하는 분말화제로서
  • 크림, 에멀젼, 연고 및 에어로졸의 점도 조절제로서

 
야금, 광업, 제지 산업, 화학, 가정 용품:

  • 수처리용 응집제 및 소포제 생산에서
  • 터널링 및 지구 시추용 냉각 윤활제 생산용
  • 콘크리트 펌프용 콘크리트 유동성 조절용
  • 주조 산업에서 몰딩 샌드 컨디셔닝용
  • 섬유 생산에서 면사를 마모 없이 직조할 수 있도록 면사를 매끄럽게 하기 위한 용도
  • 우표 및 골판지 용 접착제로서
  • 목재 접착제 생산용
  • 제지 생산의 스무딩 및 컨디셔닝 에이전트로서

전분은 종종 운반 물질로 사용됩니다. 그런 다음 올레오레신을 응집체 없이 분말로 혼합할 수 있습니다.

전분 용해도

 

전분은 찬물에 녹지 않지만 전분 과립은 쉽게 가역적으로 부풀어 오를 수 있습니다. 이렇게 하면 부피가 최대 28%까지 증가합니다. 전분에서 수분을 제거하면 부피가 줄어듭니다.

천연 전분은 물이나 촉촉한 제품을 잘 결합할 수 있습니다. 온도 변화에 따라 결합력이 감소합니다. 개량 전분은 액체를 더 오랜 시간 동안 응고시킬 수 있습니다. 젤을 안정화시킬 수 있습니다.

“점도계” 또는 “급속 점도 분석기”는 다양한 전분 용액의 젤화 특성을 비교하기 위한 명확한 측정 기술을 제공합니다. 전분-물 현탁액을 계속 저으면서 가열 및 냉각합니다. 교반 저항은 시간에 대한 그래프로 표시됩니다.

아밀로스 함량 및 입자 크기

 

전분 알갱이의 크기는 전분의 종류에 따라 다릅니다. 전분 입자의 지름은 감자의 경우 100µm 이상, 밀의 경우 2~35µm, 옥수수의 경우 5~25µm, 아마란스의 경우 0.5~3µm에 불과합니다. 밀 전분은 전분 과립이 이중으로 분포되어 있습니다. 이는 한편으로는 고순도 A 밀 전분(20~35 µm)을, 다른 한편으로는 불순물이 많은 소립자 B 밀 전분(2~10 µm)을 생산하는 데 활용됩니다.  

원산지에 따라 전분은 일반적으로 아밀로스 함량이 14%~27%, 아밀로펙틴 함량이 73%~86%입니다. 그러나 특수 식물 품종에서는 아밀로펙틴 함량이 최대 99% 또는 아밀로스 함량이 최대 85%인 전분을 공급하기도 합니다.

다양한 작물의 전분 및 아밀로스 함량

글리코시드로 교차 연결된 전분 분자.

무정형 또는 결정질 구조의 전분 입자

인스턴트 음료, 향신료 제제, 과일 제제, 아이스크림 등의 말토덱스트린은 이러한 방식으로 효율적으로 얻을 수 있습니다. 전분을 알파 아밀라아제와 함께 천천히 저으면서 물에 현탁하고 천천히 가열합니다. 가능한 가장 완전한 효소 분해를 달성하기 위해 다양한 온도에서 정의된 교반 및 체류 시간을 유지합니다. 그런 다음 현탁액을 여러 번 세척하고 원심분리한 후 열 건조합니다.

편광으로 전분 과립을 현미경으로 검사하면 천연 전분의 무결성을 쉽게 확인할 수 있습니다. 복굴절로 인해 천연 전분 알갱이는 어두운 십자 모양으로 무지개 빛깔을 띠는 반면, 처리된 전분 알갱이는 결정 구조가 파괴되어 십자 모양이 없는 단색으로 보입니다.

대략적인 전분 및 아밀로스 함량으로 식물을 자르세요.

 

유럽에서 전분 생산의 원료는 감자, 밀, 옥수수이며, 유럽 외 지역에서는 타피오카, 쌀 등 작물에서도 전분을 얻습니다. 오늘날 상업용 전분(C6H10O5)n에는 최대 3%의 이물질이 포함될 수 있습니다. 국제적으로 다음과 같은 규정이 제정되어 있습니다: 전분의 건조 물질에 허용되는 최대 단백질 함량은 제한되어 있습니다. 시리얼 전분의 경우 0.58%, 감자 전분의 경우 0.13%입니다.

저단백 밀 전분은식이 식품 (예 : 체강 질병)을 위해 얻습니다. 국제식품규격(Codex alimentarius)에서는 단백질 함량(글루텐)이 20 mg/kg 미만인 전분을 글루텐 프리 전분으로 정의하고 있습니다. 오늘날의 분석 방법은 5mg/kg 미만의 잔류 단백질 수치를 검출할 수 있습니다.

전분의 다양한 특성은 인류 역사에서 아주 일찍부터 활용되었습니다.

셀룰로오스와 전분의 분자 구조의 유사성: 당 A의 이성질체 OH기가 α(=아래) 또는 β(=위) 위치에 있는지에 따라 α-글리코시드 또는 β-글리코시드 결합이 형성됩니다. 숫자 1,4와 1,6은 포도당 분자의 해당 C 원자를 나타냅니다.

셀룰로오스와 전분의 기본 화학 구조는 매우 유사합니다.

 

에너지원인 전분은 광합성을 통해 생성되며 모든 식물의 괴경과 씨앗에 저장되어 있습니다. 수천 개의 포도당 분자가 나선형으로 교차 결합하여 전분 분자를 형성하고, 이 전분 분자는 전분 과립에 통합됩니다.

효소는 전분 과립의 구성과 구조를 결정합니다. 효소는 포도당 분자를 연결하여 긴 배당체 가닥을 형성할 수 있습니다. 이 구조를 아밀로스라고 합니다. 가닥에 곁사슬이 붙어 있으면 아밀로펙틴이라고 합니다.

전분과 셀룰로오스 분자의 분자적 유사성은 흥미롭습니다. 전분은 식물의 에너지 저장소이고 셀룰로오스는 식물의 세포 구조를 형성하며, 나무나 4미터 높이의 대마 줄기 및 단단한 나무를 생각하면 강도와 탄성이 매우 뛰어납니다.

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