Die Mikrostruktur von Stärke besteht aus makromolekularen zyklischen Strukturen, die aus Glucosyleinheiten bestehen. Stärkemoleküle besitzen eine große Anzahl an Hydroxylgruppen, die es ihnen ermöglichen, mit verschiedenen chemischen Reagenzien zu reagieren und eine breite Palette modifizierter Stärken herzustellen. Zu den chemischen Modifizierungsmethoden für Stärke gehören typischerweise Säurehydrolyse, Oxidation, Veretherung, Veresterung und Vernetzung. Chemische Methoden stellen den am weitesten verbreiteten Ansatz bei der Stärkemodifizierung dar.
Die saure Hydrolyse wird in der Stärkeindustrie in großem Umfang eingesetzt. Jianmin Man et al. untersuchten die saure Hydrolyse von transgener Reisstärke mit hohem -Amylosegehalt unter Bedingungen von 2,2 mol/L HCl. Während des sauren Hydrolyseprozesses sank die Gelatinierungstemperatur während der Anfangsphase, während die Hydrolysetemperatur sowohl während der Spitzenhydrolysephase als auch in der Endphase anstieg. Der endotherme Wert stieg zunächst an und nahm anschließend mit fortschreitender Säurehydrolyse ab, während sowohl die Quellkraft als auch die Löslichkeit der transgenen Reisstärke mit hohem -}}-Amylosegehalt zunahmen. Die Stärkehydroxypropylierung ist eine spezielle Form der Stärkeveretherung; hydroxypropylierte Stärke kann den Stärkeabbau abschwächen und Eigenschaften wie die Gelatinierungstemperatur und die Pastenviskosität verändern.
Olayide S. Lawal et al. fanden heraus, dass Fingerhirsestärke nach der Hydroxypropylmodifizierung ein erhöhtes freies Quellvermögen und einen höheren molaren Substitutionsgrad aufwies, während ihre Trübung, ihr Retrogradationsprozentsatz und ihre Abbaurate verringert waren. Vernetzung und Veresterung werden häufig zur Modifizierung nativer Stärke eingesetzt, insbesondere für die Herstellung von Materialien mit geringer Wasserempfindlichkeit. Die Veresterung verleiht Stärkeprodukten durch die Substitution von Hydroxylgruppen Hydrophobie. Das Ziel der Vernetzungsbehandlung besteht darin, zusätzliche intra-- und intermolekulare Bindungen an zufälligen Stellen innerhalb der Stärkekörner einzuführen; Darüber hinaus dient diese Behandlung durch die Erhöhung der Vernetzungsdichte innerhalb der Stärkestruktur auch dazu, die Wasseraufnahme zu begrenzen.
