L'APPLICATION DE L'AMIDON MODIFIÉ

 
         
La structure de base de l'amidon est un polysaccharide polymère formé d'unités glucose reliées par des liaisons α-1,4-glycosidiques (amylose) et α-1,6-glycosidiques (amylopectine). Ses molécules contiennent une grande quantité de groupes hydroxyles. L'amidon modifié est un dérivé d'amidon obtenu après la modification de l'amidon naturel grâce à l'application complète de méthodes enzymatiques physiques, chimiques et biologiques. Par rapport à l'amidon brut, ses propriétés physico-chimiques (solubilité, viscosité, stabilité, filmogène, etc.) sont considérablement optimisées, de manière à répondre à des besoins industriels ou alimentaires plus complexes. La modification physique de l'amidon fait référence à la modification de l'amidon par des moyens physiques tels que la chaleur, la force mécanique et le champ physique, pour détruire la structure cristalline, la région amorphe, l'arrangement moléculaire ou les liaisons hydrogène intermoléculaires des particules d'amidon et réaliser un remodelage structurel. Les principaux moyens comprennent le fluide hydrothermal, les micro-ondes, les rayonnements ionisants, les ultrasons, le broyage à boulets, l'extrusion, etc. Le traitement par micro-ondes est largement utilisé dans l'industrie alimentaire pour préparer une résine superabsorbante de copolymère greffé d'amidon avec une forte absorption et rétention d'eau.

MODIFICATION DU TRAITEMENT THERMIQUE

En contrôlant la température, l'humidité et le temps, la gélatinisation, la régénération ou le réarrangement moléculaire des particules d'amidon sont régulés, et les méthodes courantes incluent la prégélatinisation, le recuit et le traitement thermique humide.

(1) Amidon prégélatinisé

Processus : L'amidon est dispersé dans de l'eau froide ou chaude, chauffé à une température de gélatinisation (généralement 60-90°C) pour rendre les particules complètement gélatinisées, puis déshydratée et séchée pour obtenir un produit d'amidon non-granulaire, soluble dans l'eau-froide.

Mécanisme : Le chauffage fait absorber l'eau et se dilater aux particules d'amidon, la structure cristalline est détruite, les chaînes moléculaires se déplient et s'entrelacent pour former un réseau tridimensionnel, et la structure du réseau est « fixée » après séchage, et l'eau est rapidement réhydratée pour former une pâte lorsqu'elle est utilisée.

Changements caractéristiques : haute solubilité dans l'eau froide, température de gélatinisation proche de la température ambiante, transparence moyenne de la pâte, mais viscosité et force de gel inférieures à celles de l'amidon brut.

Application : Aliments prêts à servir (tels que les packs d'assaisonnements pour nouilles instantanées, les ingrédients de soupes instantanées), agents d'encollage pour papier, agents d'encollage pour textiles (processus simplifié).

(2) Recuit

Processus : L'amidon est maintenu au chaud dans de l'eau tiède supérieure à la température de transition vitreuse mais inférieure à la température de gélatinisation pendant plusieurs heures à des dizaines d'heures, et la teneur en humidité (30 % - 50 %) est contrôlée.

Mécanisme : À l'état sous-gélatinisé, les molécules d'amylose migrent de la région amorphe vers la zone de cristallisation, favorisant un réarrangement ordonné à courte portée et améliorant la stabilité de la zone de cristallisation.

Changements caractéristiques : la température de départ de gélatinisation augmente, la stabilité thermique de la pâte augmente et la dureté du gel augmente, mais la solubilité diminue légèrement.

Applications : aliments nécessitant un traitement à haute température (par exemple, aliments emballés aseptiquement) ou produits nécessitant une force de gel accrue (gelée, produits carnés).

(3) Traitement Hydrothermal (Ht)

Processus : Ajustez l'amidon séché à plus de 30 % d'humidité, puis chauffez-le à 80-120°C, gardez-le au chaud pendant quelques heures puis séchez-le.

Mécanisme : Sous une humidité élevée, les particules d'amidon absorbent l'eau et se dilatent, détruisent partiellement la structure cristalline, puis les chaînes moléculaires sont réorganisées pendant le séchage pour former des régions amorphes plus denses ou de nouvelles structures cristallines, tout en inhibant l'exposition des sites d'hydrolyse enzymatique.

Changements caractéristiques : la température de gélatinisation augmente, la viscosité de la pâte diminue, la digestibilité s'améliore (un amidon RS3 plus résistant est généré) et la solubilité dépend de l'intensité du traitement (un traitement modéré augmente la solubilité, un traitement excessif diminue).

Applications : aliments à faible IG (par exemple, pain à l'amidon résistant, céréales pour petit-déjeuner), aliments pour animaux (améliore l'utilisation des nutriments), fermentation du bioéthanol (réduit la consommation d'énergie pour l'hydrolyse enzymatique).

MODIFICATION DU TRAITEMENT MÉCANIQUE

Par cisaillement mécanique, extrusion ou broyage, la structure des particules d'amidon est détruite et la chaîne moléculaire est raffinée, et les méthodes courantes comprennent l'extrusion et l'extrusion, le broyage et le broyage à billes, ainsi que le traitement mécanique assisté par ultrasons.

(1) Modification de l'extrusion

Processus : Une fois que l'amidon est mélangé avec une petite quantité d'humidité (10 % - 30 %) et d'éventuels additifs, il est traité par une extrudeuse à vis à haute température (120 - 200 °C), haute pression (5 - 20 MPa) et force de cisaillement élevée, et le matériau est pulvérisé depuis la filière pour réduire la pression et se dilater pour former une structure poreuse.

Mécanisme : la force de cisaillement à haute pression détruit la cristallisation et les régions amorphes des particules d'amidon, la chaîne moléculaire se brise et se réoriente, et la température élevée favorise la rupture des liaisons hydrogène intermoléculaires, formant une structure de réseau poreux lâche.

Changements caractéristiques : le taux d'expansion peut atteindre 5-20 fois, la solubilité est considérablement augmentée, la solubilité de l'eau froide est réduite, la température de gélatinisation est réduite, la stabilité thermique est améliorée et la structure poreuse amortit la décomposition thermique, mais le poids moléculaire diminue.

Application : aliments soufflés (tels que des épis de maïs, des craquelins de riz), aliments pour animaux de compagnie, matériaux biodégradables (adsorbant d'amidon poreux).

(2) Broyage à billes

Processus : L'amidon et les billes de broyage sont broyés à basse vitesse dans le broyeur à boulets pendant plusieurs heures jusqu'à des dizaines de petites tailles), et le raffinement est obtenu grâce à la collision et au frottement entre les billes et les particules d'amidon.

Mécanisme : Les forces mécaniques brisent les particules d'amidon en fragments à l'échelle nano/micronique, la structure cristalline est complètement détruite, la chaîne moléculaire se brise et davantage de groupes hydroxyles sont exposés.

Changements caractéristiques : la taille des particules diminue, la surface spécifique augmente, la solubilité est extrêmement élevée (l'amidon nanométrique peut former un hyaglocolloïde), le taux de gélatinisation est accéléré, mais la force du gel diminue.

Applications : Nanocomposites, tels que les nanoparticules d'amidon/polymère, les supports de médicaments, les médicaments à adsorption à surface spécifique élevée, les charges plastiques dégradables.

(3) Ultrasons-Traitement mécanique assisté

Processus : La suspension d'amidon est placée dans un générateur d'ultrasons et l'effet de cavitation des ultrasons aide le cisaillement mécanique à détruire la structure des particules.

Mécanisme : La haute pression locale et la force de cisaillement générées par la rupture des bulles de cavitation accélèrent la dépolymérisation des particules d'amidon et la rupture des chaînes moléculaires, tandis que l'effet thermique des ultrasons favorise le mouvement moléculaire.

Modifications caractéristiques : raccourcissement du temps de gélatinisation (effet de cavitation détruisant la zone de cristallisation), amélioration de la stabilité de la pâte (chaîne moléculaire plus courte, difficile à régénérer) et augmentation de la solubilité.

Applications : gélatinisation rapide de l'amidon (par exemple, adhésif d'étiquetage instantané), production de biodiesel (améliorant l'efficacité de la conversion de l'amidon en glucose).

MODIFICATION DU TRAITEMENT PHYSIQUE

Utilisant des ondes électromagnétiques, des rayonnements et d’autres énergies de champ physique pour induire des changements dans la structure des molécules d’amidon, les méthodes courantes incluent le traitement par micro-ondes et le traitement par irradiation (rayons γ, faisceaux d’électrons).

(1) Traitement par micro-ondes

Processus : Mélangez l'amidon avec de l'eau (humidité 20 % - 50 %), chauffez-le au four à micro-ondes pendant plusieurs minutes à des dizaines de minutes, gélatinisez l'amidon et remodelez la structure grâce à l'effet de chauffage interne du micro-ondes.

Mécanisme : Les micro-ondes pénètrent dans les particules d'amidon, provoquant la vibration des molécules polaires (eau, groupes hydroxyles) et la génération de chaleur à haute fréquence, et le chauffage interne rapide entraîne une expansion instantanée des particules, la destruction de la structure cristalline et la rupture des chaînes moléculaires.

Changements caractéristiques : temps de gélatinisation très court (minutes contre dizaines de minutes de chauffage conventionnel), faible viscosité de la pâte (rupture de chaîne moléculaire) et stabilité thermique améliorée (un chauffage uniforme par micro-ondes réduit la dégradation locale de la surchauffe).

Application : production industrielle rapide d'amidon prégélatinisé, traitement des eaux usées (adsorption d'amidon modifié par micro-ondes d'ions de métaux lourds).

(2) Traitement par irradiation

Processus : L'amidon sec est irradié sous des rayons γ ou des faisceaux d'électrons pour rompre les liaisons moléculaires par rayonnement ionisant.

Mécanisme : L'énergie du rayonnement excite les électrons dans les molécules d'amidon et produit des radicaux libres (tels que · OH、· H), qui initient des ruptures de chaînes moléculaires (liaisons glycosidiques, liaisons C-C) et l'oxydation des hydroxyles, tout en inhibant la croissance microbienne.

Changements caractéristiques : poids moléculaire réduit (température de gélatinisation réduite), solubilité accrue, clarté accrue de la pâte, une irradiation à faible dose peut retarder la régénération (prolonger la durée de conservation des aliments), une dose élevée entraîne une dégradation excessive.

Applications : Conservation des aliments (amidon modifié irradié comme enrobage, inhibant la migration de l'eau), pansement médical (film d'amidon irradié, antibactérien et dégradable).

MODIFICATION CHIMIQUE DE L'AMIDON

La modification chimique de l'amidon comprend l'hydrolyse acide, l'oxydation, l'éthérification, l'estérification et la réticulation, qui est la méthode de modification de l'amidon la plus largement utilisée.

HYDROLYSE ACIDE AMIDON

Dans le processus d'hydrolyse acide, la température de gélatinisation diminue au stade initial, la température d'hydrolyse augmente au pic de l'hydrolyse et au stade final, et la valeur endothermique augmente d'abord puis diminue avec l'hydrolyse acide, et la force de gonflement et la solubilité augmentent. La modification chimique de l'amidon par hydrolyse acide est le processus de dégradation de l'amidon de haut poids moléculaire en produits de faible poids moléculaire (tels que la dextrine, les oligosaccharides ou les monosaccharides) en brisant les liaisons glycosidiques des molécules d'amidon par les acides. En réduisant le poids moléculaire et en polymérisant l'amidon, ses propriétés physico-chimiques sont modifiées de manière significative, de manière à obtenir des fonctions spécifiques (par exemple, faible viscosité, haute solubilité, bonne transparence, etc.).

MÉCANISME DE RÉACTION DE MODIFICATION DE L’HYDROLYSE ACIDE

L'amidon est un polysaccharide polymère formé d'unités glucose reliées par des liaisons α-1,4-glycosidiques (squelette amylose) et α-1,6-liaisons glycosidiques (points de ramification de l'amylopectine), et le cœur de l'hydrolyse acide est la rupture catalytique des liaisons glycosidiques par les acides, le processus spécifique est le suivant :

Protonation : L'acide fournit H⁺, qui se lie aux atomes d'oxygène de la molécule d'amidon (oxygène ou hydroxyoxygène avec des liaisons glycosidiques), la protonant et affaiblissant la stabilité des liaisons glycosidiques.

Rupture de la liaison glycosidique : la liaison glycosidique protonée est hétéro-clivée pour former un intermédiaire ionique oxygallium, qui est ensuite hydrolysé en dextrine, maltose ou glucose de faible poids moléculaire.

Différences d'hydrolyse de l'amylopectine : L'énergie de liaison des liaisons α-1,6-glycosidiques est supérieure à celle des liaisons α-1,4-glycosidiques, de sorte que les points de ramification de l'amylopectine se brisent plus lentement pendant l'hydrolyse acide et que le produit final peut conserver certaines structures à chaîne ramifiée courte.

CHANGEMENTS DANS LES PROPRIÉTÉS DE L'ACIDE-AMIDON HYDROLYSÉ

Par rapport à l'amidon brut, les propriétés physiques et chimiques de l'amidon hydrolysé acide sont considérablement modifiées en raison de la diminution du poids moléculaire, se manifestant principalement par :

1. 
   Poids moléculaire réduit et polymérisation
   La rupture des liaisons glycosidiques a fait passer les molécules d'amidon de chaînes longues à chaînes courtes, réduisant le degré de polymérisation de 50 % - 90 %.
2. 
   La viscosité diminue considérablement
   Les chaînes moléculaires sont devenues plus courtes, l'enroulement intermoléculaire et les liaisons hydrogène ont été affaiblis, la viscosité initiale de la pâte a été considérablement réduite et la stabilité de la viscosité a été améliorée à haute température.
3. 
   Solubilité améliorée
   Les produits de faible poids moléculaire réduisent l'agrégation intermoléculaire, augmentent la solubilité de l'eau froide et améliorent la clarté de la pâte.
4. 
   La température de gélatinisation est réduite
   La structure cristalline des particules d'amidon est détruite par l'acide (en particulier la structure ordonnée de l'amidon amylose), l'énergie requise pour la gélatinisation est réduite et la température de gélatinisation est réduite.
   (La température de gélatinisation de l'amidon de maïs brut est de 62-72 °C, et elle peut être réduite à 55-65 °C après hydrolyse).
5. 
   Formation du film et ajustement de l’adhésion
   L'amidon légèrement hydrolysé conserve encore un certain degré de cohésion, ce qui convient à l'encollage papetier ou à l'encollage textile ; L'hydrolyse profonde réduit l'adhérence mais forme un film plus uniforme (par exemple pour le revêtement des aliments).
6. 
   Digestion améliorée
   Avec une diminution du poids moléculaire, l'amidon hydrolysé acide est plus facilement hydrolysé par l'amylase et a un taux de digestion accru (par exemple, lorsqu'il est utilisé comme source de glucides facilement digestibles dans les aliments pour bébés)

ÉTHERIFICATION AMIDON

1. Hydroxypropylation de l’amidon est une forme d'éthérification de l'amidon, l'amidon hydroxypropylé peut réduire la dégradation de l'amidon, modifier la température de gélatinisation, la viscosité et d'autres caractéristiques de l'amidon. Après la modification hydroxypropylique de l'amidon, la capacité d'expansion libre et le degré de substitution molaire de l'amidon ont été améliorés, et la turbidité, le pourcentage de retrait par déshydratation et le taux de dégradation ont été réduits. L'hydroxypropylation de l'amidon est le processus d'introduction d'hydroxypropyle (-O-CH₂-CHOH-CH₃) dans les molécules d'amidon par réaction d'éthérification, qui est une modification d'éthérification non ionique. La modification a modifié les forces intermoléculaires et l'équilibre hydrophile de l'amidon en introduisant des liaisons éther hydrophiles, améliorant considérablement sa solubilité, sa stabilité et sa diversité fonctionnelle. L'amidon hydroxypropylé est largement utilisé dans l'alimentation, la médecine, la fabrication du papier et d'autres domaines en raison de sa haute sécurité et de ses excellentes performances.

Mécanisme de réaction d'hydroxypropylation :

Dans des conditions alcalines (par exemple NaOH), les hydroxydéprotons de l'amidon forment des anions alcoxy (-O⁻), renforçant la nucléophilie. Les anions alcoxy attaquent les atomes de carbone de l'oxyde de propylène, provoquant la rupture du cycle époxy, formant ainsi des produits intermédiaires. Après hydrolyse, il se forme finalement de l'éther hydroxypropylique d'amidon.

Modifications des propriétés de l'amidon hydroxypropylé :

Comparé à l'éthérification non ionique (telle que la méthylation), l'effet d'encombrement stérique hydrophile des groupes hydroxypropyle confère des propriétés uniques à l'amidon, avec les changements fondamentaux suivants :

1. 
   Propriétés de solubilité et de gélatinisation
   La solubilité de l'eau froide est considérablement améliorée : la liaison éther (-O-) du groupe hydroxypropyle forme des liaisons hydrogène avec les molécules d'eau, et la liaison hydrogène entre les molécules d'amidon est affaiblie par un obstacle stérique, de sorte que l'amidon est rapidement dispersé et dissous dans l'eau froide.

Réduction de la température de gélatinisation : l'hydroxypropyle détruit la structure de cristallisation des particules d'amidon et réduit la résistance à la gélatinisation
(La température de gélatinisation de l'amidon d'origine est de 60-80°C, et elle est réduite à 50-70°C après hydroxypropylation).

2. 
   Stabilité de la pâte et anti-régénération

Excellente stabilité au gel/dégel : l'encombrement stérique de l'hydroxypropyle empêche les molécules d'amidon de se réorganiser et de se cristalliser pendant la congélation/décongélation, et la pâte reste claire après 3-5 cycles de congélation/dégel (-20°C/25°C), sans séparation de l'eau (mieux que l'amidon brut et l'amidon acétate).

Faible tendance à la régénération : les groupes hydroxypropyles empêchent l'agrégation en spirale entre les molécules d'amylose et la viscosité de la pâte diminue lentement pendant le stockage.
(convient au stockage à long terme d'aliments ou d'enrobages).

Faible viscosité initiale : l'hydroxypropyle réduit la force intermoléculaire et la viscosité initiale de la pâte est inférieure à celle de l'amidon d'origine, mais la stabilité de la viscosité est améliorée à haute température (il n'est pas facile de réduire la viscosité en raison du cisaillement ou du chauffage).
Bonne flexibilité filmogène : le caractère hydrophile de l'hydroxypropyle rend le film difficile à briser après absorption de l'eau, et le film est transparent et résistant au pliage (utilisé pour le film d'emballage ou l'encollage de textiles).

2.Amidon cationique est un groupe ammonium quaternaire (-NR₄⁺) avec une charge positive sur le groupe hydroxyle (-OH) des molécules d'amidon par réaction de quaternisation pour former un éther d'amidon cationique, qui donne à l'amidon une charge positive, de sorte qu'il puisse attirer électrostatiquement avec des substances chargées négativement et améliorer considérablement ses propriétés de floculation, d'amélioration et de rétention. L'amidon cationique est devenu un additif essentiel dans la fabrication du papier, le traitement des eaux usées, le forage pétrolier et d'autres industries en raison de sa haute efficacité, de sa dégradation facile et de son faible coût.

Le mécanisme de réaction de cationisation

Le groupe hydroxyle de l'amidon (-OH) réagit avec un réactif d'alkylation contenant un groupe ammonium quaternaire pour former un éther d'ammonium quaternaire lié de manière covalente.

Industrie du papier : additifs humides pour améliorer la rétention des fibres/charges et améliorer la résistance du papier à sec/humide, agents d'encollage de surface

Traitement des eaux usées : floculant de déshydratation des boues : élimine les polluants anioniques : colorants par adsorption, complexes de métaux lourds

Forage pétrolier : agent de réduction des pertes par filtration, l'amidon cationique adsorbe l'argile de la paroi du puits et réduit l'intrusion du filtrat

Matériau colmatant les fuites : composé de carbonate de calcium pour sceller les microfissures

Textiles & Produits Chimiques Quotidiens : Épaississant du shampoing : Propriétés cationiques adsorbant la surface du cheveu, lui procurant une sensation de douceur (à la place du tensioactif cationique ammonium quaternaire)

 
AMIDON OXYDÉ

Le groupe hydroxyle de l’amidon primaire est le principal site de la réaction d’oxydation. La modification oxydative attaque les liaisons hydroxyles ou glycosidiques des molécules d'amidon par l'intermédiaire d'oxydants, déclenchant deux types de réactions :

Oxydation hydroxyle : le groupe hydroxyle est oxydé en carbonyle (aldéhyde, cétone) ou carboxyle (-COOH), ce qui réduit la liaison hydrogène intermoléculaire et améliore la solubilité et la réactivité de l'amidon.

Rupture des liaisons glycosidiques : L'oxydant attaque les liaisons glycosidiques, provoquant la rupture de la chaîne moléculaire de l'amidon, ce qui donne lieu à des produits de faible poids moléculaire tels que les dextrines, qui réduisent le poids moléculaire et la viscosité de l'amidon.

Par rapport à l'amidon d'origine, les propriétés physicochimiques de l'amidon oxydé sont considérablement modifiées :

Solubilité améliorée : les groupes hydroxyle sont oxydés en groupes carboxyle/carbonyle, affaiblissant les liaisons hydrogène intermoléculaires et augmentant la solubilité dans l'eau froide (en particulier l'amylopectine).

Température de gélatinisation réduite : la rupture de la chaîne moléculaire et la réduction du groupe hydroxyle réduisent la cristallinité et la résistance à l'expansion des particules d'amidon, facilitant ainsi la gélatinisation.

Stabilité améliorée de la pâte : les produits à faible poids moléculaire réduisent la régénération (vieillissement) et la pâte est plus claire et moins sujette au délaminage
(Si utilisé dans des sauces alimentaires, la durée de conservation peut être prolongée)

Viscosité réduite : le poids moléculaire diminue en raison de la rupture des liaisons glycosidiques et la viscosité initiale de la pâte diminue, mais la stabilité de la viscosité est améliorée à haute température (convient à l'encollage du papier).

Formation de film améliorée : La présence de groupes carboxyle améliore les forces intermoléculaires, ce qui entraîne une formation de film plus uniforme et plus flexible (pour l'emballage ou l'encollage de textiles).

AMIDON DE RÉTICULATION

La réticulation est souvent utilisée pour modifier l'amidon naturel, en particulier pour la production de matériaux peu sensibles à l'eau. l'estérification confère un caractère hydrophobe aux produits amylacés par substitution d'hydroxyle, la réticulation consiste à augmenter les connexions intramoléculaires et intermoléculaires à des positions aléatoires dans les particules d'amidon, et la réticulation peut également être utilisée pour limiter l'absorption d'eau en raison de la capacité d'augmenter la densité de réticulation dans la structure de l'amidon.

La modification de réticulation est la formation de liaisons covalentes (« ponts moléculaires ») entre les groupes hydroxyle (-OH) des molécules d'amidon par l'intermédiaire d'agents de réticulation bifonctionnels ou multifonctionnels, reliant plusieurs molécules d'amidon dans un réticule tridimensionnel. L'objectif principal est d'améliorer la stabilité structurelle des particules d'amidon, d'inhiber la rupture des particules pendant la gélatinisation et d'améliorer la résistance au cisaillement, la résistance à la température, la résistance aux acides et aux alcalis de la pâte.

1. 
   Mécanisme de réaction
   Les molécules d'amidon contiennent une grande quantité d'hydroxyle (-OH) et l'agent de réticulation réagit avec le groupe hydroxyle de deux manières pour former un pont :

Réticulation simple : les deux groupes actifs de l'agent de réticulation réagissent avec les groupes hydroxyles des deux molécules d'amidon (par exemple, liaison du phosphate aux deux groupes hydroxyles en position C6) ;
Double réticulation : plusieurs groupes actifs de l'agent de réticulation réagissent avec différents groupes hydroxyle de la même molécule d'amidon
(par exemple, l'épichlorhydrine se lie aux groupes hydroxyle aux positions C2 et C3 de la même molécule, ou réagit avec les groupes hydroxyle de deux molécules d'amidon différentes (formant des ponts intermoléculaires)
·
Exemples de réactions typiques (réticulation du trimétaphosphate de sodium) :

Le groupe hydroxyle d'amidon (-OH) déprotonne dans des conditions alcalines pour former un ion alcoxy négatif (-O⁻), attaque l'atome de phosphore du trimétaphosphate de sodium ((NaPO₃)₃) et forme une liaison ester phosphate (-O-PO₂⁻-O-) après déprotonation dans des conditions alcalines, reliant les deux molécules d'amidon.

Résistance au cisaillement nettement améliorée : la pâte conserve une viscosité élevée

(encollage textile pour éviter les pertes de lisier)

Stabilité thermique améliorée : La température de gélatinisation a augmenté

(60-80°C pour l'amidon brut, 70-95°C après réticulation), et la pâte n'est pas facile à décomposer à haute température (convient à la stérilisation des aliments en conserve à haute température)

Bonne résistance aux acides et aux alcalis : la pâte est stable dans la plage de pH de 2-12

(Différent de l'amidon brut, qui permet de réduire facilement la viscosité dans les acides/alcalis forts) et peut être utilisé dans les boissons acides (jus) ou les additifs détergents alcalins.

Rétention de la morphologie des particules : certaines particules intactes sont encore retenues après gélatinisation et la transparence de la pâte est élevée
(Utilisé pour les revêtements de fabrication du papier afin d'améliorer le lissé du papier)

MODIFICATION D'ESTÉRIFICATION AMIDON

La modification d'estérification implique la réaction d'un acide/anhydride d'acide/chlorure d'acyle avec des groupes hydroxyle d'amidon pour introduire des groupes ester (-COOR, -PO₃R₂, etc.) dans les molécules d'amidon afin de modifier leur hydrophilie, leur hydrophobie, leur charge et leur réactivité. La modification par acétylation de l'amidon consiste à introduire un groupe acétyle (-COCH₃) dans le groupe hydroxyle (-OH) de la molécule d'amidon par le biais d'une réaction d'estérification pour former de l'acétate d'amidon. Il s'agit d'une modification d'estérification non ionique typique qui régule l'hydrophilie, l'hydrophobicité, la charge et la force intermoléculaire de l'amidon grâce à l'introduction de groupes acétyle, améliorant ainsi considérablement ses propriétés fonctionnelles (telles que l'émulsification, la stabilité et les propriétés anti-vieillissement). L'amidon acétylé est largement utilisé dans les domaines alimentaire, papetier, textile et autres en raison de sa haute sécurité et de ses excellentes performances. L'unité glucose dans la molécule d'amidon est riche en groupes hydroxyle (-OH). L'essence de la réaction d'acétylation est la réaction d'estérification de l'anhydride d'acide et de l'alcool.
L'introduction de groupes ester confère à l'amidon un équilibre et une fonctionnalité hydrophobes uniques

Amidon acétate​ : abaisse la température de gélatinisation (amidon d'origine 60-80°C, 50-70°C après estérification de l'acétate), haute transparence de la pâte ; forte résistance au vieillissement (inhibe la rétrogradation de l'amylose), utilisée dans les glaces et les boulettes surgelées pour empêcher le stockage de durcir ; bonne émulsification, peut être utilisé comme émulsifiant pour stabiliser les émulsions alimentaires (telles que les boissons à base de jus). L'amidon acétylé augmente la dureté sans affecter de manière significative la valeur de cohésion et peut remplacer partiellement la farine de blé faible en protéines utilisée dans la production de nouilles instantanées, réduisant ainsi l'apport en graisses.

Amidon phosphaté​ : Fortement hydrophile (les groupes phosphate forment des liaisons hydrogène avec les molécules d'eau), la viscosité de la pâte est élevée et stable, utilisée dans les revêtements de fabrication du papier (pour améliorer la rétention des pigments), les propriétés anioniques (les phosphates sont chargés négativement), peuvent être utilisées en conjonction avec des additifs cationiques (tels que les sels d'ammonium quaternaire) et peuvent être utilisées comme floculants dans le traitement des eaux usées. L'amidon phosphaté de qualité alimentaire est non toxique et peut être utilisé comme épaississant pour les aliments pour bébés (comme la farine de riz, la purée de fruits).

Stéarate d'amidon​ : L'hydrophobie est considérablement améliorée et peut être utilisée pour préparer des films hydrophobes dégradables (tels que des matériaux d'emballage) ou des supports de médicaments à libération prolongée (les médicaments sont enveloppés dans des granules d'amidon et libérés lentement)

Le sel de sodium d'amidon modifié par l'anhydride octényl succinique (amidon OSA en abrégé) est un amidon modifié tensioactif non ionique produit en introduisant des groupes anhydride octényl succinique (OSA) dans l'amidon par une réaction d'estérification. Son noyau est que dans des conditions alcalines, le groupe hydroxyle de l'amidon réagit avec le groupe anhydride de l'OSA pour former du succinate d'octényle d'amidon, qui est ensuite neutralisé en un sel de sodium. Activité interfaciale et émulsification​ Faible concentration micellaire critique (CMC),

Haute capacité émulsifiante​ : (vinaigrette, café maté, stabilité de l'émulsion).
Résistant aux électrolytes (NaCl ≤ 5 %) et aux cycles de gel/dégel (-20℃/25℃ trois fois sans désémulsification).
Équilibre hydrophobe-hydrophile (valeur HLB réglable) adapté à l'émulsification H/E (comme le lait, le lait aromatisé)
Réticulation oxydante à double liaison : après le traitement au peroxyde d'hydrogène, les doubles liaisons forment des groupes époxy et la résistance du gel est améliorée (utilisée pour le revêtement imitation crème).

Dans l'alimentation : arômes émulsionnés, émulsions de boissons, préparations pour nourrissons, produits de boulangerie.
En cosmétique : crème émulsifiante, support de médicament [capsule]
Impression textile, émulsifiant dans le pétrole brut industriel

TRAITEMENT ENZYMATIQUE DE L'AMIDON

La biomodification est un traitement enzymatique de l'amidon, comme la cyclodextrine, la maltodextrine, l'amylose, etc., qui sont tous des amidons modifiés obtenus par traitement enzymatique.

La modification enzymatique de l'amidon utilise l'effet catalytique des enzymes biologiques pour couper ou reconstruire avec précision les liaisons glycosidiques des molécules d'amidon par des réactions telles que l'hydrolyse, la transglycosylation ou la déramification, modifiant ainsi sa structure moléculaire (telle que le poids moléculaire, le degré de ramification, le nombre d'extrémités réductrices, etc.), et finalement régulant ses propriétés physiques et chimiques (telles que la solubilité, les caractéristiques de gélatinisation, la digestibilité, la viscosité, etc.). Par rapport à la modification chimique traditionnelle, le traitement enzymatique présente les avantages de conditions douces (température et pression normales, pH neutre), d'une spécificité élevée, de peu de sous-produits et d'une protection verte et environnementale. Il s’agit d’une direction importante dans le traitement actuel en profondeur de l’amidon.

1. Propriétés de solubilité et de gélatinisation​
​Dextrine de faible poids moléculaire​ : Soluble dans l'eau froide, la température de gélatinisation est abaissée (la chaîne moléculaire est courte et il est facile d'absorber l'eau et de gonfler).
​Amylose : solubilité moyenne (l'amylose est facile à agréger), la température de gélatinisation augmente (les liaisons hydrogène intermoléculaires linéaires sont plus fortes).
Amidon résistant RS2 (traitement enzymatique non gélatinisé) : Par exemple, après déramification partielle par la pullulanase, l'amidon à haute teneur en amylose forme une structure cristalline, est insoluble dans l'eau froide et maintient toujours la résistance à la digestion après gélatinisation.

2. Viscosité et stabilité thermique​
Maltodextrine (hydrolyse limitée par l'alpha-amylase et la glucoamylase) : faible viscosité initiale (petit poids moléculaire), viscosité stable à haute température (pas d'enchevêtrement moléculaire à longue chaîne).
Sirop à haute teneur en maltose (traitement bêta-amylase) : viscosité moyenne, bonne stabilité thermique (la force entre les molécules de maltose est faible et difficile à décomposer).
Amidon résistant (cyclisation de la transglucosidase) : faible viscosité après gélatinisation (la structure cyclique n'est pas facile à absorber l'eau et à gonfler), et conserve toujours une faible viscosité après refroidissement.

3. Fonctions digestives et physiologiques​
Amidon rapidement digestible (RDS, hydrolyse complète par la glucoamylase) : teneur élevée en glucose, digestion rapide
(utilisé dans le sirop de glucose, les boissons pour sportifs).
Amidon à digestion lente (SDS, hydrolyse limitée par la β-amylase) : majoritairement maltose et limite dextrine, digestion lente
(utilisé dans les aliments à faible IG pour retarder l'augmentation de la glycémie)
Amidon résistant (RS, déramification et recuit enzymatiques) : S'il est déramifié par la pullulanase et traité avec de la chaleur humide, il forme une structure cristalline et n'est pas hydrolysé par les enzymes de l'intestin grêle.
(Fonction des fibres alimentaires, régulatrice de la flore intestinale)

4. Caractéristiques fonctionnelles de l'application
Propriétés filmogènes : L'amidon à haute teneur en amylose (après déramification) a de bonnes propriétés filmogènes et est utilisé pour les films d'emballage dégradables.
Stabilité de la saveur : la dextrine à extrémité faiblement réductrice (traitement α-amylase) n'est pas sujette à la réaction de Maillard et peut être utilisée pour conserver la couleur des produits de boulangerie.