でんぷんを得る作物／作物。
30m³のアミクソン・コニカルリアクターを上から見たところ。表面はすべてテンパリング可能。
でん粉の抽出と加工
amixon®プロセスリアクターでは、デンプン誘導体を様々な方法で混合・熱処理することができます。大型の装置であっても、熱および物質移動は非常に高速です。その理由は2つあります：
- amixon®が優れた混合効果を発揮すること。
- 比熱交換面が非常に大きいことです。
システム圧力、温度、材料の連続添加（乾式、湿式、気体）、ミキシング強度などの調整可能なプロセスパラメーターにより、目的の材料転換を達成することができます。デッドスペースのないミキシング効果により、amixon® 合成リアクターでのデンプンの改質は、物質のレオロジー特性に関係なく再現可能です。最終的な真空ミックス乾燥工程は、同じamixon®装置内で簡単に行うことができます。そして、高性能真空接触乾燥機として機能します。
amixon®は、高粘度製品(希釈性、構造粘性、チキソトロピー性を問わず)の取り扱いに豊富な経験を有しています。処理（混合、反応、懸濁、脱凝集、コーティング、コンディショニング、真空接触乾燥）が小ロットで行われるか大ロットで行われるかに関係なく。
でんぷんは古くから接着剤や塗料、医薬品の充填剤として使われてきた。
デンプンの製造は単純だが手間がかかる。熟した穀物を水に浸し、石で砕いてパルプ状にする。この粥をきれいな水と混ぜる。しばらく休ませた後、浮遊成分を流し落とす。薄い色の沈殿物は主にデンプンからなる。これを天日で乾燥させる。デンプン粉は、古くは小麦から得られた。
その後、私たちの祖先は同様の方法でジャガイモのデンプンを抽出した。ヨーロッパでは、でんぷん産業は農業の副業として発展した。人々は最も単純な装置で作業し、それが工業化の過程で特殊なプロセス・エンジニアリング・マシンに発展していった。これにより、純度、収率、生産コストが改善されました。
ジャイラトン®大量生産用サイロミキサー
今日、でんぷんは大量生産品です。カスタマイズされたでんぷん誘導体は様々な産業で使用されています。amixon は大量の粉体を高精度で混合できる特殊なサイロミキサーを製造しています。製品の乾燥、湿潤、流動の良し悪しは関係ありません。
Gyraton® サイロミキサーは 70 m³のバッチを経済的かつ正確にホモジナイズすることができます。
amixon®発酵槽のミキシングチャンバーは平型と円錐型がある。性能と効率は非常によく似ています。
amixon®発酵槽の注入装置。
amixon®発酵槽の混合・排出ユニット。
アミクソン・ファーメンター 25 m³.
3種類の澱粉改質
物理的に
熱処理、粉砕、前加熱殺菌、ローラー乾燥、押出し、凝集によるもの。この処理は食品に対する申告の対象とはならない。所望の低温溶解性に応じて、費用対効果の高いローラー乾燥またはより高価な噴霧乾燥が用いられる。後者は通常、澱粉が特に優れたインスタント特性を有する場合には、流動床凝集と組み合わされる。
化学的方法
澱粉を攪拌タンク内の水に懸濁し、少量の酸またはアルカリを加えた後、ゲル化温度に達することなく注意深く加熱する。一定のpH値に設定した後、改質試薬を加える。中和、洗浄、濾過、乾燥の後、デンプンの性質は完全に変化する。澱粉が化学的に変換、分解、デキストリン化、エステル化、エーテル化、または酸化された場合、それはE番号の付いた添加物、または改質澱粉として食品に表示されます。
効果的な改質にもかかわらずデンプン顆粒の結晶構造をほぼ保持したい場合は、デンプン分子基をエチレンやプロピレンオキシド、ジカルボン酸などの適切なヒドロキシル基で化学的に架橋する方法を用いることができる。これにより、デンプンの溶解度が低下し、ゲル化温度が上昇し、架橋の程度によっては逆粒化が抑制される。
酵素的：
酵素は分子構造を組織化して連結し、分子鎖や側鎖を形成することができる。酵素はデンプン分子を分割することもできる： デンプンの酵素加水分解は、デンプンを糖化するための非常に効率的なプロセスである。これによって安価な甘味料が生産される。
デンプンの酵素触媒加水分解は、化学的切断よりも遅い。変換に必要なエネルギーはかなり少ない。変換ははるかに低い温度で行われる。デンプンの分解はどの時点でも止めることができる。
酸加水分解でプロセスを終了することもある。これによって様々なタイプのデンプンシロップが生成される。
効果的な酵素は、たとえばカビやバクテリア、牛の膵臓などから得られる。このような澱粉改質は申告制ではない。
AMIXON® 発酵槽/蒸発器/真空ミキサー乾燥機
酵素は市場の要求を満たすのに役立つ 酵素に含まれる微生物は、デンプン製品が親水性を持つか疎水性を持つかに影響する。
食品分野では、改質デンプンは簡便製品の製造に使用される。これらは調理、ベーキング、ロースト、衝撃冷凍、解凍などに適している。また、メイラード反応における風味の形成を促進する。
澱粉を錠剤、調味エキス、ベーキングエキス、デザート製品の担体として使用する場合、有効成分やフレーバーが容易に分散できることが重要です（乾燥、液体を問わず）。amixon®ミキサーはこれを確実に行うことができます。
サーマルプロセス用amixon®ミキサー（総容量16 m³）。
amixon® 高性能ドライヤー、使用可能容量6.5 m³。この真空ミキサー乾燥機は、35 mbar、40 °Cで水性懸濁液を乾燥します。
水蒸気曲線
需要と展望
ヨーロッパでは、ほとんどの種類のでんぷんは互換性があり、特に加工でんぷんは互換性がある。ジャガイモの塊茎は季節的にしか入手できないため、ジャガイモ澱粉は穀物澱粉よりも若干高価である。小麦でんぷんの供給は、特に小麦グルテンが副産物として重要性を増しているため、現在増加している。小麦グルテン／小麦タンパク質は、乾燥状態でベーカリー産業に使用される。小麦グルテンは食肉代替製品の重要な原料である。小麦からのデンプン抽出は、現在、二重の経済的関心を集めている。
ヨーロッパにおけるデンプンの総消費量は約1,200万トンで、毎年約2％増加している。米国では約4％、南米では約4.5％、アジアでは年間7％の増加である。世界中で生産されるデンプンの約10％が化学工業で、約30％が紙・段ボール工業で、約30％が食品工業で使用され、ほぼ同量が飲料・菓子工業用に改質・糖化されている。デンプンおよびデンプン誘導体の需要は、今後もあらゆる産業分野で増加すると予想される。
amixon®：超高純度条件下でのデンプン誘導体の乾燥
乾燥は機械的な固液分離から始まる。水平に回転するピーラー遠心分離機や垂直に回転するセパレーターがこの目的に使用される。
その後の熱乾燥は、連続プロセスに適していなければならない。大量の粉体を扱うためである。例えば、ローラー乾燥機などがある。ただし、リングフロー、スピニング、グラインディングドライヤーなどの対流式乾燥機も含まれる。いずれのタイプの乾燥も大気条件下で行われます。ローラー乾燥機は高温で作動する。対流式ドライヤーは大量の熱風を必要とし、その熱風はまず乾燥・洗浄されなければなりません。
amixon®真空ミキサー乾燥機は、高純度または温度に敏感なデンプン誘導体の乾燥に経済的な選択肢を提供します。適用される真空により、製品温度が低くても乾燥が促進されます。
真空混合乾燥、冷却、調製
amixon®には30台以上のテスト機があります。ぜひお試しください。お客様のオリジナル製品をお持ちください。40年の経験が、効率と実用的な妥当性を証明します。
日本の篠山：東洋ハイテックテストセンターの円筒型真空混合ドライヤー合成反応器。
アミクソン・テクニカルセンターの円錐型真空混合乾燥機合成リアクター。総容量330リットル。
でんぷん誘導体はインスタント食品の重要な構成要素である。顧客は「保証されたゲル」、高い楽しさ、長い保存期間、幅広い自然性を求めている。
竪型2軸ミキサー：amixon®は粉体ミキサーのトップクラスです。
アロマ・香料用担体としてのデンプン
液体香料、オレオレジン、食品着色料、ベーキングエキス、油脂のキャリアとしてデンプンおよびデンプン誘導体を使用する場合、「低エネルギー投入で迅速かつ均一な湿潤」という一つの条件を満たさなければならない。アロマや香料、調理済み食品、スープ、ディップ、ソースの製造は、多くの場合、多段階プロセスで行われます。混合工場から出荷される混合物全体が低温であればあるほど、その後の充填、保存、品質保持、鮮度安定性が向上します。
特定のコーティング効果は、液体原料を包み込み保護するために設計されている。液体有効成分を可能な限り多く充填することと、混合された粉末の流動性を可能な限り良くすることは、大きな相反する目標です。
ここでも、amixon®の装置は世界中で優れたサービスを提供しています。試験装置はいつでもご利用いただけます。
デンプンの用途は幅広い。
でんぷんは食感（ぬめり）や濁り、皮膜形成、ゲル形成、レトログラデーションに影響を与える。食品産業でデンプンを使用する場合、風味がニュートラルで、消費者の最終用途を向上させるものでなければならない。食品の種類によっては、口当たりを良くすることも必要です。
- ケーキ用スプレッドは、低温で膨潤し、素早く準備でき、クリームの味をサポートし、ケーキをカットしたときに弾力性が持続し、形状を保持するものでなければなりません。
- スプレードライのベビーフードは、即効性に優れ、適切な液状でなければなりません。
- ミルクベースのフルーツデザートやヨーグルトは、口の中で爽やかでひんやりと感じられ、べたついたり毛羽立ったりしないものでなければならないが、その一方で、高性能の充填機で簡単に充填でき、液だれしないものでなければなりません。
- バーベキューソースは、ボトルから出しやすく、熱の効果にもかかわらず濃厚で粘度の高い形でバーベキュー食材を濡らすが、口の中では噛むと自然にスパイスの香りが広がるものでなければなりません。
- 料理がすぐに消費されるか、最初に冷凍され、包装、保存されるかにかかわらず、でん粉のパン粉や衣は、食材を均一に濡らし、しっかりと付着します。
- インスタント飲料の粉末は、長期間保存しても液相中でダマにならず、素早く分散することが望ましいです。
- 多段流動床プロセスでは、揮発性の高い液体や酸化に弱い液体も、デンプンの助けを借りてマイクロカプセル化することができます。
通常、でん粉の復元効果は望ましくありません。
それまで結合していた水は、遅れて再び放出されます。ジェルは液化することがあります。このようなプロセスは、調理後の冷却時や冷凍食品の解凍時のような温度変化で特に発生します。好ましくないでん粉の復元効果は、改質澱粉を使用するか、適切な乳化剤を添加することで低減できる。
製パン・製菓業界は、無申告デンプン誘導体開発の重要なきっかけである。
レオロジー：溶液や懸濁液の粘度は、液体が攪拌されたり、噴霧されたり、ポンプで送られたり、搬送されたりすると、さまざまに変化する。
アイスクリームは低温でものびがよい。デンプン誘導体はクリーミーな口当たりを与える。
ゼラチン化とゲル形成
デンプンを水性懸濁液の形で加熱すると、デンプン顆粒はある温度以上で破壊される。膨潤はさらに進み、アミロースが粒から放出される。このプロセスはゲル化として知られている。粘度は増加し、デンプンと水の混合物の透明度と電気伝導度も増加する。構造的に粘性のある溶液で、溶液を撹拌したりせん断すればするほど粘度は低下する。冷却すると溶液は透明になり、グルコース鎖は平行に並び、新しい水素結合を形成する。デンプンの種類により、多かれ少なかれ安定したゲルが形成される。(こうぞうちく)
この構造的に粘性のある挙動は、初期状態とは正反対である。水中のデンプン懸濁液」は膨潤性である。せん断応力が高いほど、粘度の増加は大きくなる。
デンプン誘導体の応用例
食品・嗜好品
- インスタント食品の添加物として
- サプリメント錠剤の充填剤として
- インスタント飲料の粘度調整剤および混濁剤として
- デザート製造におけるクリーミーさの向上
- 冷凍惣菜のソース調整用
- フレーバーおよびスパイス精製におけるオレオレジンのベースとして
- ソーセージや食肉加工における水分結合能力の向上
- 社員食堂の厨房や食堂のつなぎとして
- 風味増強剤の充填剤として
- 砂糖への添加物として、粒子を脂肪でコーティングする。
- 製パン剤および製パン用粉の添加剤として
- パン粉のコンディショニング剤として
医薬品
- 医療用手袋の潤滑剤として
- 錠剤を扱いやすいサイズにするための充填剤として
- 錠剤のコーティング剤および崩壊剤として
- 薬用粉末および消臭剤のベースとして
- 医療用有効成分の結合剤として
- 化粧品用チークの伸張剤として
- 錠剤プレス機をトラブルなく作動させるための離型剤および潤滑剤として
- 粘着性のある粒子同士を永久的に分離させる粉末化剤として
- クリーム、乳液、軟膏、さらにはエアゾールの粘度調整剤として
冶金、鉱業、製紙産業、化学薬品、家庭用品
- 水処理用凝集剤および消泡剤の製造
- トンネル掘削・アースドリル用冷却潤滑剤の製造
- コンクリートポンプ用コンクリートの流動性調整用
- 鋳物産業における成形砂の調整用
- 織物製造において、綿糸が摩耗することなく織れるように平滑化する。
- 切手や段ボールの接着剤として
- 木材接着剤の製造
- 製紙業における平滑化およびコンディショニング剤として
デンプンはしばしば担体物質として使用される。オレオレジンは凝集することなく粉末にすることができる。
amixon® Fermeterは、糊状の製品をホモジナイズし、定量で排出することができます。
アミクソン®発酵槽下の衛生的な注入装置。
アミロース含量と粒子径
デンプンの種類によって、デンプンの粒の大きさは異なります。デンプン粒子の直径は、ジャガイモでは100μm以上、小麦では2～35μm、トウモロコシでは5～25μm、アマランサスではわずか0.5～3μmです。小麦デンプンはデンプン粒の分布が二峰性です。これを利用して、一方では高純度のA小麦デンプン（20～35μm）を、他方では不純物の多い小粒のB小麦デンプン（2～10μm）を製造することができます。
産地にもよりますが、でん粉のアミロース含量は通常14％～27％、アミロペクチン含量は73％～86％です。しかし、特殊な植物品種では、アミロペクチン含有率が99%まで、あるいはアミロース含有率が85%までのでん粉も生産されています。
各種作物のデンプンとアミロース含量
グリコシド結合したデンプン分子。
非晶質または結晶構造を持つデンプン粒子
マルトデキストリンは、例えばインスタント飲料、スパイス調製品、フルーツ調製品、アイスクリームなどに使用されるが、この方法で効率よく得ることができる。澱粉をα-アミラーゼとともに水に懸濁し、ゆっくりと攪拌しながら加熱する。可能な限り完全な酵素分解を達成するため、異なる温度で所定の撹拌時間と滞留時間を維持する。その後、懸濁液を数回洗浄し、遠心分離して熱乾燥する。
生デンプンの完全性は、偏光下でデンプン顆粒を顕微鏡的に観察することで容易に確認できる。複屈折のため、生デンプン粒は暗い十字のある虹色に見えるが、処理されたデンプン粒は十字のないモノクロに見える。
でん粉およびアミロースを含む作物
ヨーロッパにおけるでん粉の原料は、ジャガイモ、小麦、トウモロコシです。今日、市販のでん粉（C6H10O5）には、最大3％の異物が含まれている可能性があります。国際的には次のように規定されています：でん粉の乾物中の最大許容タンパク質含量は制限されています。穀物でん粉では0.58%、片栗粉では0.13%です。
低タンパクの小麦でん粉からは、食餌性栄養素（セリアック病などのため）が得られます。コーデックス（食品に関する国際的な規則）では、タンパク質（グルテン）の含有量が20mg/kg未満のデンプンをグルテンフリーと定義しています。今日の分析法では、5mg/kg以下の残留タンパク質を検出することが可能です。
人類の歴史のごく初期には、でん粉の多様な特性が利用されていました。
セルロースとデンプンの分子構造の類似性：糖AのアノマーOH基がα位（＝下）にあるかβ位（＝上）にあるかによって、α-グリコシド結合またはβ-グリコシド結合が形成されます。1,4と1,6の数字は、グルコース分子の対応するC原子を示します。
セルロースとデンプンの化学組成は非常に似ています
エネルギーキャリアであるデンプンは光合成によって生成され、すべての植物の塊茎や種子に蓄えられます。何千ものグルコース分子がらせん状に架橋してデンプン分子を形成し、デンプン粒に組み込まれます。
酵素にはデンプン顆粒の組成と構造を決定する役割があります。グルコース分子を長いグリコシド鎖につなげることができます。この構造はアミロースと呼ばれるものです。側鎖が鎖状についているものはアミロペクチンと呼ばれます。
デンプンとセルロースの分子の類似性は興味深いです。デンプンは植物のエネルギー貯蔵庫であり、セルロースは植物の細胞骨格を形成します。木材や高さ4メートルの麻の茎を想像してみてください。
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