淀粉是碳水化合物的主要貯藏形式，是動植物的重要能量來源之一。我國的淀粉資源十分豐富，有著巨大的應用發展空間。天然淀粉不溶于水，其形成的淀粉糊易老化脫水，被膜性差，缺乏乳化力、耐藥性及機械性，這些缺點限制了天然淀粉的廣泛應用。通過變性不僅可以改變天然淀粉原有的性質，還可以賦予其以新的功能特性，從而充分擴大其應用范圍，變性淀粉已被廣泛地應用于紡織、造紙、醫藥、化妝品、食品、飼料等行業。目前全世界的變性淀粉產量在500萬噸左右，而我國2000年產量僅約為35萬噸，具有關專家推測我國變性淀粉市場潛力至少在109萬噸以上，大力發展變性淀粉產業迫在眉睫。
2 變性淀粉的分類與特性
天然淀粉的可利用性取決于淀粉顆粒的結構和淀粉中直鏈淀粉與支鏈淀粉的含量及比例，不同來源的淀粉具有不同的可利用性，現代工業應用中天然淀粉的直接利用率十分有限。在淀粉所固有的理化特性基礎上，為改善淀粉的性能并擴大其應用范圍，利用物理、化學或酶法處理（切斷、重排、氧化、或在分子中加入取代基）以改變原淀粉的天然性質，使其更適于一定應用的要求，這些經二次加工改變了性質的淀粉產物稱為變性淀粉。
根據加工處理方式的不同，可將變性淀粉分為物理變性淀粉、化學變性淀粉、酶法變性淀粉與復合變性淀粉4類。淀粉物理變性方法包括煙熏、預糊化、超高輻射、機械研磨、濕熱處理等；化學變性方法有醚化、酯化、氧化、交聯、熱解、接枝共聚、糖甙鍵水解等；酶法變性主要是用各種淀粉酶處理淀粉，如?琢－淀粉酶、糖化酶、β－淀粉酶、異淀粉酶等；復合變性是采用兩種以上方法處理淀粉，如氧化交聯、酯化交聯等，采用復合變性方法得到的淀粉產物具有多種變性淀粉的共同優點[7]。根據變性機理，淀粉變性所得產物又可分為淀粉分解產物、淀粉衍生物和交聯淀粉３大類，其特性如表1。
3 變性淀粉的制備工藝
目前國內外制備變性淀粉的生產工藝主要包括干法和濕法兩種，濕法也稱漿法，即將原淀粉分散在水相或其它液相中，配成一定濃度的懸浮液，在一定溫度條件下與化學試劑進行氧化、酸化、酯化、醚化、交聯等反應而生成變性淀粉；干法指原淀粉在少量水（通常在20%左右）或有機溶劑相中，直接與化學試劑混合發生反應生成變性淀粉的方法。
3.1 濕法工藝
3.1.1 工藝流程圖
3.1.2 工藝過程
原淀粉在調漿時必須經過計量，淀粉乳的計量先用波美劑測密度并測出淀粉乳的體積，然后計算出淀粉量，干淀粉的計量則直接用天平稱量或以袋計量并按化驗單計算淀粉中的絕干淀粉量；反應是變性淀粉生產最關鍵的工序，在攪拌的條件下把淀粉乳加入反應器，同時進行升溫，調整pH值并按生產品種要求順序加入定量的各種化學品，用儀器分析測試反應終點以適時終止反應，原料及其濃度、物料比、反應溫度、時間和混合攪拌的程度均會影響反應的最終結果；反應結束后變性淀粉中會殘留未反應的化學物質和反應副產物，這些雜質的存在會影響產品質量，必須通過洗滌將其除去；洗滌以后的變性淀粉乳濃度約為34%~38%，需要經過脫水以后才能干燥；與原淀粉相比，離心脫水以后的濕變性淀粉中含水量較高，干燥難度較大，根據工藝及產品類型的不同，可采用氣流、流化床或真空干燥機進行干燥。
3.1.3 主要設備
?、俜磻?，由罐體攪拌裝置、調溫裝置、監測裝置、排氣裝置等部分組成；②反應器，可用常壓反應器或耐壓反應器；③洗滌系統，由調漿罐、分離機、旋流器、離心機等設備組成；④脫水系統，由離心機、壓濾機、精乳罐、回收液罐等設備組成；⑤粉碎機；⑥包裝計量器。
3.2 干法工藝
3.2.1 工藝流程圖
3.2.2 工藝過程
通常將化學藥品用水稀釋后常溫下與原淀粉在混合器或反應器內混合，混合系統中含水約40%，也可在混勻機里直接噴入化學藥品，混合均勻后進行預干燥；生產中一般采用氣流干燥器進行預干燥，將濕淀粉干燥至含水分10%以下以防止糊化，然后送入反應器進行反應；干法反應的溫度較高（120~160℃），要求固相反應器有性能良好的加熱裝置，加熱多采用蒸汽或導熱油，加熱之后將產品快速冷卻；增濕設備是在攪拌條件下噴入霧化的水分，產品在達到商品變性淀粉的水分要求（含水量12%左右）后進入貯罐；干法反應后的物料中會存在一些結塊產品，所以要通過一定孔目的篩子進行篩分，篩上少量的剩余結塊經粉碎后重新進入篩分系統進行過篩。
3.2.3 主要設備
①混合器，可用雙螺旋混合器或錐型混合器等；②固相反應器，有真空反應器、夾套式固相反應器或氣—固相反應器等；③粉碎機；④冷卻裝置；⑤振動篩；⑥包裝計量器。
4 變性淀粉對飼料品質的改良作用
由于變性淀粉具有許多獨特而優良的理化特性，在近幾十年的時間里其被廣泛地應用于紡織、造紙、醫藥、化妝品、食品、飼料等行業。變性淀粉對飼料品質的改良作用可概括為以下幾個主要方面。
4.1 附載飼料功能性成分
變性淀粉附載飼料功能性成分的作用可分為微膠囊化壁材的成膜作用、環狀糊精的包接絡合作用及微孔淀粉的吸附作用。
將目的物質微膠囊化后用變性淀粉作壁材包被，經動物口腔機械作用或腸溶性物質溶解作用后釋放，可以有效保護在空氣中易氧化分解的不穩定功能性物質而不影響其消化吸收效果，如DHA、EFA、VA、VE、番茄紅素、大豆磷脂及酶制劑等。
環狀糊精（CD）是由糖基轉移酶作用于淀粉生成的若干D-葡萄糖以?琢-1，4糖苷鍵合成的環狀寡糖，包括以6、7、8個葡萄糖分子組成的?琢-CD、β-CD，γ-CD，效用以β-CD的最佳。環狀糊精分子具有獨特的環狀空間結構，這種結構對酶、酸、堿、熱等穩定，環狀空腔內疏水，能與有機分子形成穩定的包合絡合物。在飼料中使用環狀糊精能穩定飼料營養成分，避免氧化、還原、熱分解和揮發反應；掩蓋飼料原料可能有的苦味和異味，提高飼料適口性；脫除膽固醇；防止飼料吸濕或潮解。
微孔淀粉是具有生淀粉酶活力的酶，在低于淀粉糊化溫度下作用于原淀粉后形成的蜂窩狀多孔性淀粉。其表面布滿直徑為1?滋m左右的小孔，小孔由微孔淀粉表面深入中心，孔的容積約占微孔淀粉顆粒體積的50%，因而具有良好的吸附作用。微孔淀粉的吸附方式有兩種：當被吸附物質為液態時，可將含有目的物質的溶液噴霧到微孔淀粉顆粒表面，或將微孔淀粉顆粒加入到含有目的物質的溶液中，再過濾或離心分離出吸附了目的物質的淀粉顆粒即可；當被吸附的物質為固體時，將其與微孔淀粉顆粒直接高速混合即可。
4.2 替代飼料脂肪
在高濃度乙醇（95%）的環境下，利用鹽酸（濃度約為36%）作用于淀粉鏈的非結晶區，可得到具有合適屬性的淀粉片段，即微晶粒淀粉基脂肪代用品。其粘度、乳化性及穩定性與脂肪的相近，具有油狀、軟滑等模擬脂肪的感官特征。在滿足蛋白質水平和能量水平的前提下，用其完全代替飼料中的脂肪或按一定比例與飼料脂肪結合可以提高畜禽胴體的瘦肉率。
Whistle對天然淀粉進行處理，如用雙功能團試劑三偏磷酸鈉、二羧酸衍生物等進行交聯，或者吸附甲基纖維、聚乙烯乙醚等表面活性物質，或者酯化、醚化等化學鍵共價聯接以改變原淀粉流變學性質和感官性質，然后粉碎成0.1~1.0?滋m的小粒，用于食品（飼料）部分或完全代替脂肪均可減少動物的熱量攝入。
4.3 增強飼料粘性與穩定性
變性淀粉分子中含有醇羥基（-OH）或羧基（-COOH）等親水基團，能與水發生水化作用。羥丙基（-CH2CH2CH2OH）、羧甲基（-CH2COOH）、磷酸根（-H2PO4）和醋酸根（CH3COO-）等基團的引入，削弱了原淀粉分子間的氫鍵作用，使水化作用進一步增強。因此大多數變性淀粉能在水中甚至是冷水中膨脹形成透明的糊液，糊液粘度大且穩定性好，具有良好的增稠性能。所以，變性淀粉在改善水產飼料結構與粘度方面具有良好的作用。如利用馬鈴薯三偏磷酸鈉交聯變性淀粉作鰻魚飼料粘合劑，可取得粘度大、易消化、富營養、透明、無毒的理想效果。
而且磷酸根和羧基等官能團的引入還阻礙了變性淀粉分子間氫鍵縮合脫水能力，使淀粉在室溫或低溫保藏時不回生,從而有效避免了飼料凝沉，提高了飼料在保藏過程中的穩定性。酸性基團的引入和強化學鍵和作用還可使變性淀粉在高溫、高剪切力和低pH值條件下亦能保持較高的粘度穩定性。同時交聯變性淀粉應用于飼料中可以增加飼料的抗機械破碎能力，提高飼料品質。
5 結語
變性淀粉具有許多優良的特性，在飼料工業中有著巨大的發展潛力。雖然我國是一個農業大國，有著豐富的淀粉資源，但關于變性淀粉在飼料中應用的研究起步較晚，還有許多工作需要進一步深入。國外關于此方面的究也還處于初級階段，且主要集中在輕工、醫藥等領域。因此，加深對變性淀粉理化性質的研究，簡化變性淀粉的制備工藝，降低產品成本，拓寬變性淀粉的應用范圍是目前我國飼料科研工作者的當務之急
