專利名稱：一種復(fù)合改性預(yù)膠化淀粉及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于淀粉生產(chǎn)加工技術(shù)領(lǐng)域，具體說是涉及一種復(fù)合改性預(yù)膠化淀粉及其制備方法。
背景技術(shù)：
預(yù)膠化淀粉(Pregelatinized Starch)是指采用化學的或物理的方法是淀粉顆粒在有水存在時全部或部分破碎，然后經(jīng)過干燥、改性，提高其溶解性、可壓性、流動性。根據(jù)預(yù)膠化程度不同，分為部分預(yù)膠化淀粉(PPS)和全部預(yù)膠化淀粉(WPS)，它們的性能和使用 功能各不相同。由于預(yù)膠化淀粉具有黏合和崩解的雙重作用，在常溫下即可溶解，有良好濕度粘性，具有良好的增稠保水、保形和乳化作用，有很好的載體作用，幾乎沒有甜度或不甜，耐熱性強，不易褐變，成膜性好等優(yōu)點，被廣泛用作新型藥物輔料、食品添加劑、植物提取物填充劑等。目前在國內(nèi)外文獻上很難查到詳細的預(yù)膠化淀粉生產(chǎn)方法，有關(guān)生產(chǎn)方法主要是介紹用于食品等領(lǐng)域的預(yù)糊化淀粉。預(yù)糊化淀粉一般都是采用濕法加工工藝來制備冷水可溶性預(yù)糊化淀粉，如加熱法，將淀粉加水配成混懸液，然后加熱，破壞淀粉粒，間或加入少量凝膠化促進劑以及表面活性劑，以減少干燥時粘結(jié)，混懸液經(jīng)干燥器干燥，粉碎即得，包括滾筒干燥法、螺桿擠壓法和噴霧干燥法等。近年來開發(fā)了高溫高壓醇法、常壓多元醇法、酒精-堿法、酒精-鹽酸法等方法制備水溶性淀粉。利用傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的水溶性淀粉品質(zhì)差，適用范圍窄。而用高溫高壓醇法、常壓多元醇法和醇堿聯(lián)合處理法制備的水溶性淀粉需要用到大量的醇或堿，易產(chǎn)生對人體有害的物質(zhì)，而且這些方法還存在設(shè)備要求高，工藝復(fù)雜，造成環(huán)境污染，產(chǎn)品質(zhì)量不易控制等問題。機械活化(Mechanical Activation)是指固體顆粒物質(zhì)在摩擦、碰撞、沖擊、剪切等機械力作用下，使晶體結(jié)構(gòu)及物化性能發(fā)生改變，使部分機械能轉(zhuǎn)變成物質(zhì)的內(nèi)能，從而引起固體的化學活性增加。目前機械活化在超微及納米粉末、納米復(fù)合材料、彌散強化合金結(jié)構(gòu)材料、金屬精煉、礦物和廢物處理、有機材料的合成等方面的研究和應(yīng)用已日益廣泛。黃祖強等申請的專利CN102134281. A公布了高流動性預(yù)膠化淀粉的生產(chǎn)方法，首先將淀粉、助流劑在高速混合機中混合均勻，混合物料再與磨介質(zhì)球磨機在恒溫條件下，經(jīng)過一段時間機械攪拌活化，最后經(jīng)過篩分得到該淀粉，制備了高流動性預(yù)膠化淀粉。但不管是哪種方法所制備的預(yù)膠化淀粉都存在以下幾方面問題在液相介質(zhì)中容易形成不可分散團塊、水合速率太慢；乳化性能差；凍融穩(wěn)定性差等問題。因此要拓展預(yù)膠化淀粉的用途，尤其是應(yīng)用作為食品添加劑就必須解決預(yù)膠化淀粉所存在的難分散、溶解速度慢及乳化和凍融穩(wěn)定性差等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對目前生產(chǎn)預(yù)膠化淀粉存在制備工藝復(fù)雜，生產(chǎn)的產(chǎn)品存在容易形成不可分散團塊、水合速率太慢、乳化和凍融穩(wěn)定性差等問題，運用機械活化法對淀粉和長鏈脂肪酸混合物進行同步復(fù)合改性，并進行表面和基團功能化修飾，從而得到復(fù)合改性預(yù)膠化淀粉。為解決現(xiàn)在改性預(yù)膠化淀粉制備過程中存在的技術(shù)問題，提出了以下技術(shù)方案本發(fā)明復(fù)合改性預(yù)膠化淀粉的組成成分包括淀粉、酯化劑、表面活性劑，各組分的質(zhì)量份數(shù)比為淀粉95 99份，酯化劑O. 5^3份，表面活性劑O. 5^2份。所述淀粉為薯類淀粉、玉米淀粉、小麥淀粉中任一種或他們的混合物，其大小為5(Γ80目，其含水量為< 12%;所述酯化劑為硬脂酸、軟脂酸、棕櫚酸中任一種或他們的混合物；所述表面活性劑為烷基糖苷，其粘度> IOOmPa. S，級別為食用或藥用級別。制備以上所述的復(fù)合改性預(yù)膠化淀粉方法，其制備過程包括物料攪拌混合、預(yù)膠化與酯化復(fù)合改性、功能化修飾，所有制備過程在機械活化設(shè)備中完成
(1)物料攪拌混合將淀粉與酯化劑按照質(zhì)量比為95、9:0.5^3加入到機械活化設(shè)備·中，高速攪拌混合5 10min,得到混合物料；
(2)預(yù)膠化與酯化復(fù)合改性步驟I)得到的混合物料和料球堆體積按照IOOg:25(T350ml的比例混合反應(yīng)O. 5^2. 5h，出料進行粉碎篩分，得到復(fù)合改性淀粉；
(3)功能化修飾將步驟2)得到的復(fù)合改性淀粉和烷基糖苷按照質(zhì)量比為95、9:
O.5^2的比例混合，高速混合反應(yīng)O. 2^0. 5h，得到復(fù)合改性預(yù)膠化淀粉。以上所述機械活化設(shè)備為球磨反應(yīng)器；所述淀粉為薯類淀粉、玉米淀粉、小麥淀粉中任一種或他們的混合物，其大小為5(Γ80目，其含水量為< 12%;所述酯化劑為硬脂酸、軟脂酸、棕櫚酸中任一種或他們的混合物。以上所述物料攪拌混合為淀粉與酯化劑按照質(zhì)量比為97:1. 5 ;所述功能化修飾為復(fù)合改性淀粉和烷基糖苷按照質(zhì)量比為98. 5:1. 5。以上所述制備方法得到的復(fù)合改性預(yù)膠化淀粉在30°C冷水溶解度為15、9. 5%，凍融穩(wěn)定性彡5，乳化性彡O. 4，沖調(diào)性彡85。以上所述的復(fù)合改性預(yù)膠化淀粉或所述的制備方法得到的復(fù)合改性預(yù)膠化淀粉，可用作食品增稠劑、穩(wěn)定劑、填充劑，藥用輔料。本發(fā)明一種復(fù)合改性預(yù)膠化淀粉及其制備方法產(chǎn)生了以下良好效果
(1)將原來需要在多套設(shè)備、多個流程分別完成的預(yù)膠化和酯化改性，集中在一套機械活化設(shè)備中完成，簡化工藝，降低成本，制備工藝為固相反應(yīng)過程，相比于同類產(chǎn)品普遍使用的液相工藝和階段固相工藝而言，生產(chǎn)過程無“三廢”排放，對環(huán)境無污染；
(2)復(fù)合改性后的預(yù)膠化淀粉經(jīng)功能化修飾步驟，使其表面覆蓋有活性物質(zhì)多孔特性的粗糙顆粒，從而使產(chǎn)品具有快速分散溶解的特性，復(fù)合改性預(yù)膠化淀粉冷水溶解度(30。。)為15 99. 5%，凍融穩(wěn)定性彡5，乳化性(吸光值)彡O. 4，沖調(diào)性彡85。


圖I為本發(fā)明的制備方法示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明結(jié)合圖I和以下實施例作進一步描述。實施例I(1)物料攪拌混合將97份木薯淀粉和I.5份硬脂酸加入到機械活化設(shè)備中，高速攪拌混合lOmin，得到混合物料；
(2)預(yù)膠化與酯化復(fù)合改性混合物料和料球堆體積按照IOOg:300ml的比例混合，在球磨反應(yīng)器中反應(yīng)2. 5h,出料進行粉碎篩分,得到復(fù)合改性淀粉；
(3)功能化修飾復(fù)合改性淀粉98.5份和烷基糖苷I. 5份混合，高速混合反應(yīng)O. 3h，得到復(fù)合改性預(yù)膠化淀粉。制備得到的復(fù)合改性預(yù)膠化淀粉冷水溶解度(30°C)為68. 5%，凍融穩(wěn)定性> 5，乳化性(吸光值)^ O. 4，沖調(diào)性彡85，可作為食品 穩(wěn)定劑和藥用輔料。實施例2
(O物料攪拌混合將96份木薯與玉米淀粉混合物、2份棕櫚酸加入到機械活化設(shè)備中，高速攪拌混合5min,得到混合物料；
(2)預(yù)膠化與酯化復(fù)合改性混合物料和料球堆體積按照IOOg:260ml的比例混合，在球磨反應(yīng)器中反應(yīng)O. 8h,出料進行粉碎篩分,得到復(fù)合改性淀粉；
(3)功能化修飾復(fù)合改性淀粉98份和烷基糖苷2份混合，高速混合反應(yīng)O.25h，得到復(fù)合改性預(yù)膠化淀粉。制備得到的復(fù)合改性預(yù)膠化淀粉冷水溶解度(30°C)為37%，凍融穩(wěn)定性> 5，乳化性(吸光值)^ O. 4，沖調(diào)性> 85，可作為食品增稠劑、填充劑，藥用輔料。實施例3
(1)物料攪拌混合將99份玉米淀粉與O.5份軟脂酸加入到機械活化設(shè)備中，高速攪拌混合5min,得到混合物料；
(2)預(yù)膠化與酯化復(fù)合改性混合物料和料球堆體積按照IOOg:250ml的比例混合，在球磨反應(yīng)器中反應(yīng)O. 5h,出料進行粉碎篩分；
(3)功能化修飾99.5份復(fù)合改性淀粉和O. 5份烷基糖苷混合，高速混合反應(yīng)O. 2h，得到復(fù)合改性預(yù)膠化淀粉。制備得到的復(fù)合改性預(yù)膠化淀粉冷水溶解度(30°C)為18%，凍融穩(wěn)定性> 5，乳化性(吸光值)^ O. 4，沖調(diào)性> 85，可作為食品增稠劑、填充劑。實施例4
(1)物料攪拌混合將98份小麥淀粉、I.5份軟脂酸與硬脂酸混合物加入到機械活化設(shè)備中，高速攪拌混合8min,得到混合物料；
(2)預(yù)膠化與酯化復(fù)合改性混合物料和料球堆體積按照IOOg:280ml的比例混合，在球磨反應(yīng)器中反應(yīng)O. 5h,出料進行粉碎篩分；
(3)功能化修飾99.5份復(fù)合改性淀粉和O. 5份烷基糖苷混合，高速混合反應(yīng)O. 2h，得到復(fù)合改性預(yù)膠化淀粉。制備得到的復(fù)合改性預(yù)膠化淀粉冷水溶解度(30°C)為45%，凍融穩(wěn)定性> 5，乳化性(吸光值)^ O. 4，沖調(diào)性> 85，可作為食品增稠劑、穩(wěn)定劑、填充劑。實施例5
(1)物料攪拌混合將95.5份薯類淀粉與2. 5份棕櫚酸加入到機械活化設(shè)備中，高速攪拌混合6min,得到混合物料；
(2)預(yù)膠化與酯化復(fù)合改性混合物料和料球堆體積按照IOOg:300ml的比例混合，在球磨反應(yīng)器中反應(yīng)I. 5h,出料進行粉碎篩分；
(3)功能化修飾98份復(fù)合改性淀粉和2份烷基糖苷混合，高速混合反應(yīng)O. 3h，得到復(fù)合改性預(yù)膠化淀粉。制備得到的復(fù)合改性預(yù)膠化淀粉冷水溶解度(30°C)為60%，凍融穩(wěn)定性> 5，乳化性(吸光值)^ O. 4，沖調(diào)性> 85，可作為食品增稠劑、填充劑，藥用輔料。實施例6 (O物料攪拌混合將96份玉米與小麥淀粉混合物、3份棕櫚酸加入到機械活化設(shè)備中，高速攪拌混合8min,得到混合物料；
(2)預(yù)膠化與酯化復(fù)合改性混合物料和料球堆體積按照100g:350ml的比例混合，在球磨反應(yīng)器中反應(yīng)2h,出料進行粉碎篩分；
(3)功能化修飾99份復(fù)合改性淀粉和I份烷基糖苷混合，高速混合反應(yīng)O.5h。制備得到的復(fù)合改性預(yù)膠化淀粉冷水溶解度(30°C)為85%，凍融穩(wěn)定性> 5，乳化性(吸光值)^ O. 4，沖調(diào)性> 85，可作為食品穩(wěn)定劑、填充劑，藥用輔料。實施例7
(1)物料攪拌混合將98.5份木薯淀粉與I份軟酯酸加入到機械活化設(shè)備中，高速攪拌混合7min，得到混合物料；
(2)預(yù)膠化與酯化復(fù)合改性混合物料和料球堆體積按照100g:300ml的比例混合，在球磨反應(yīng)器中反應(yīng)2. 3h,出料進行粉碎篩分；
(3)功能化修飾99.5份復(fù)合改性淀粉和O. 5份烷基糖苷混合，高速混合反應(yīng)O. 45h，得到復(fù)合改性預(yù)膠化淀粉。制備得到的復(fù)合改性預(yù)膠化淀粉冷水溶解度(30°C)為73%，凍融穩(wěn)定性> 5，乳化性(吸光值)^ O. 4，沖調(diào)性> 85，可作為食品填充劑、藥用輔料。實施例8
(1)物料攪拌混合將96.5份玉米淀粉、I. 8份硬酯酸與棕櫚酸混合物加入到機械活化設(shè)備中，高速攪拌混合9min,得到混合物料；
(2)預(yù)膠化與酯化復(fù)合改性混合物料和料球堆體積按照100g:330ml的比例混合，在球磨反應(yīng)器中反應(yīng)2h,出料進行粉碎篩分；
(3)功能化修飾98.3份復(fù)合改性淀粉和I. 7份烷基糖苷混合，高速混合反應(yīng)O. 4h，得到復(fù)合改性預(yù)膠化淀粉。制備得到的復(fù)合改性預(yù)膠化淀粉冷水溶解度(30°C)為92%，凍融穩(wěn)定性> 5，乳化性(吸光值)^ O. 4，沖調(diào)性> 85，可作為藥用輔料。實施例9
(1)物料攪拌混合將95份玉米淀粉與3份棕櫚酸加入到機械活化設(shè)備中，高速攪拌混合IOmin,得到混合物料；
(2)預(yù)膠化與酯化復(fù)合改性混合物料和料球堆體積按照100g:350ml的比例混合，在球磨反應(yīng)器中反應(yīng)2. 5h,出料進行粉碎篩分；
(3)功能化修飾98份復(fù)合改性淀粉和2份烷基糖苷混合，高速混合反應(yīng)O.5h，得到復(fù)合改性預(yù)膠化淀粉。制備得到的復(fù)合改性預(yù)膠化淀粉冷水溶解度(30°C)為99%，凍融穩(wěn)定性> 5，乳化性(吸光值)^ O. 4，沖調(diào)性> 85，可作為食品穩(wěn)定劑、填充劑，藥用輔料。實施例10
(1)物料攪拌混合將97.5份小麥與木薯淀粉混合物、I. 5份棕櫚酸加入到機械活化設(shè)備中，高速攪拌混合IOmin,得到混合物料；
(2)預(yù)膠化與酯化復(fù)合改性混合物料和料球堆體積按照100g:250ml的比例混合，在球磨反應(yīng)器中反應(yīng)O. 8h,出料進行粉碎篩分；
(3)功能化修飾99份復(fù)合改性淀粉和I份烷基糖苷混合，高速混合反應(yīng)O.5h，得到復(fù)合改性預(yù)膠化淀粉。
制備得到的復(fù)合改性預(yù)膠化淀粉冷水溶解度(30°C)為52%，凍融穩(wěn)定性> 5，乳化性(吸光值)^ O. 4，沖調(diào)性> 85，可作為食品增稠劑、穩(wěn)定劑、填充劑，藥用輔料。實施例11
(1)物料攪拌混合將96份木薯淀粉、2.5份棕櫚酸與軟脂酸混合物加入到機械活化設(shè)備中，高速攪拌混合9min,得到混合物料；
(2)預(yù)膠化與酯化復(fù)合改性混合物料和料球堆體積按照100g:300ml的比例混合，在球磨反應(yīng)器中反應(yīng)2. 3h,出料進行粉碎篩分,得到復(fù)合改性淀粉；
(3)功能化修飾復(fù)合改性淀粉98.5份和烷基糖苷I. 5份混合，高速混合反應(yīng)O. 45h，得到復(fù)合改性預(yù)膠化淀粉。制備得到的復(fù)合改性預(yù)膠化淀粉冷水溶解度(30°C )為78. 5%，凍融穩(wěn)定性> 5，乳化性(吸光值)^ O. 4，沖調(diào)性彡85，可作為食品填充劑、藥用輔料。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合改性預(yù)膠化淀粉，其特征是，制備復(fù)合改性預(yù)膠化淀粉成分包括淀粉、酷化劑、表面活性剤，各組分的質(zhì)量份數(shù)比為淀粉95 99份，酯化劑0. 5^3份，表面活性劑0.5 2份。
2.根據(jù)權(quán)利I所述的ー種復(fù)合改性預(yù)膠化淀粉，其特征在于，所述淀粉為薯類淀粉、玉米淀粉、小麥淀粉中任ー種或他們的混合物，其含水量為< 12% ;所述酯化劑為硬脂酸、軟脂酸、棕櫚酸中任ー種或他們的混合物；所述表面活性劑為烷基糖苷。
3.ー種制備權(quán)利要求r2任一所述的復(fù)合改性預(yù)膠化淀粉方法，其特征是，制備過程包括物料攪拌混合、預(yù)膠化與酯化復(fù)合改性、功能化修飾，所有制備過程在機械活化設(shè)備中完成: (1)物料攪拌混合將淀粉與酯化劑按照質(zhì)量比為95、9:0.5^3加入到機械活化設(shè)備中，高速攪拌混合5"!Omin,得到混合物料； (2)預(yù)膠化與酯化復(fù)合改性步驟I)得到的混合物料和料球堆體積按照IOOg:25(T350ml的比例混合反應(yīng)0. 5^2. 5h，出料進行粉碎篩分，得到復(fù)合改性淀粉； (3)功能化修飾將步驟2)得到的復(fù)合改性淀粉和烷基糖苷按照質(zhì)量比為95、9:0.5^2的比例混合，高速混合反應(yīng)0. 2^0. 5h，得到復(fù)合改性預(yù)膠化淀粉。
4.根據(jù)權(quán)利3所述ー種制備復(fù)合改性預(yù)膠化淀粉制備方法，其特征是，所述淀粉為薯類淀粉、玉米淀粉、小麥淀粉中任ー種或他們的混合物，其含水量為< 12% ;所述酯化劑為硬脂酸、軟脂酸、棕櫚酸中任ー種或他們的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利3所述的ー種制備復(fù)合改性預(yù)膠化淀粉制備方法，其特征是，所述物料攪拌混合為淀粉與酯化劑按照質(zhì)量比為97:1. 5 ;所述功能化修飾為復(fù)合改性淀粉和烷基糖苷按照質(zhì)量比為98. 5:1.5。
6.根據(jù)權(quán)利3-5任一所述的ー種制備復(fù)合改性預(yù)膠化淀粉的方法，其特征在干，制備得到的復(fù)合改性預(yù)膠化淀粉在30°C冷水溶解度為15、9. 5%，凍融穩(wěn)定性> 5，乳化性彡0. 4，沖調(diào)性彡85。
7.根據(jù)權(quán)利r2任一所述的復(fù)合改性預(yù)膠化淀粉或權(quán)利要求:Te所述的方法制備得到的復(fù)合改性預(yù)膠化淀粉，其特征是，該復(fù)合改性預(yù)膠化淀粉可用作食品增稠劑、穩(wěn)定劑、填充劑，藥用輔料。
全文摘要
本發(fā)明涉及淀粉生產(chǎn)加工技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種復(fù)合改性預(yù)膠化淀粉及其制備方法。復(fù)合改性預(yù)膠化淀粉包括淀粉95～99%、酯化劑0.5～3%、表面活性劑0.5～2%。以球磨機作為機械活化固相反應(yīng)器，制備過程為將淀粉與酯化劑混勻，再將淀粉混合物與磨球加入到反應(yīng)器中，利用機械活化技術(shù)進行淀粉預(yù)膠化和酯化復(fù)合改性，經(jīng)過粉碎篩分，再對復(fù)合改性后的淀粉進行表面功能化修飾，得到復(fù)合改性預(yù)膠化淀粉。本發(fā)明將預(yù)膠化和酯化步驟合并，簡化生產(chǎn)工藝，制備過程無“三廢”排放；得到的產(chǎn)品具有快速分散迅速溶解的特性，凍融穩(wěn)定性≥5，乳化性(吸光值)≥0.4，沖調(diào)性≥85，可應(yīng)用于醫(yī)藥和食品行業(yè)。
文檔編號A23L1/09GK102952199SQ201210392448
公開日2013年3月6日 申請日期2012年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月16日
發(fā)明者黃祖強, 黃科林, 胡華宇, 陶靖, 吳睿, 黃愛民, 阮付賢, 覃宇奔, 甘激文, 謝清若, 王則奮, 李克賢, 彭小玉, 藍麗 申請人:廣西大學, 廣西弘耀祥科技有限公司, 中國科技開發(fā)院廣西分院