專利名稱：一種改性淀粉的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種改性淀粉的制備方法。
背景技術(shù)：
淀粉是一種取之不盡，用之不竭的可再生資源。它不僅是人類主要的碳水化合物來源之一，而且由于價(jià)格低廉，可進(jìn)一步加工成具有更優(yōu)良性質(zhì)、種類繁多的變性淀粉，廣泛應(yīng)用于食品、造紙、紡織、化工、醫(yī)藥和其他工業(yè)。目前淀粉變性的方法主要有化學(xué)法、物理法和酶法三種?；旧隙际峭ㄟ^變性處理后，在淀粉分子上引入了新的官能團(tuán)或改變淀粉分子大小和淀粉顆粒性質(zhì)，從而改變淀粉的天然特性，如糊化溫度、熱粘度及其穩(wěn)定性、凍融穩(wěn)定性、凝膠力、成膜性、透明性等，使其更適合于各行各業(yè)的要求。這些手段在淀粉變性方面卓有成效，大大增加了淀粉產(chǎn)品的種類和拓寬了淀粉的應(yīng)用范圍，并發(fā)展了變性淀粉這一新興行業(yè)。其中化學(xué)法研究較多，技術(shù)較為成熟，但由于在改性過程中加入了一些化學(xué)試劑，考慮到食品的安全性，化學(xué)改性淀粉在食品工業(yè)的應(yīng)用上越來越受到限制。還由于淀粉化學(xué)變性的方法，能耗大、反應(yīng)時(shí)間長、工藝流程復(fù)雜、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定等，所以以物理變性為代表的新技術(shù)是目前變性淀粉工藝發(fā)展的趨勢(shì)之一。物理法和酶法在一定程度上克服了化學(xué)法的不足。物理法變性如濕熱處理、擠壓膨化、脂肪復(fù)合處理、物理場(chǎng)處理等等，研究較多的是預(yù)糊化淀粉的生產(chǎn)，如滾筒法、擠壓膨化法、噴霧法、微波法、脈沖噴氣法等等，但也存在著反應(yīng)難控制，反應(yīng)效率低等不少技術(shù)上的不足之處，使產(chǎn)品的質(zhì)量不易控制和性質(zhì)不盡人意。因此，對(duì)原有變性技術(shù)的完善以及尋求新的有效的變性方法是目前國際國內(nèi)淀粉領(lǐng)域研究得很活躍的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供了一種利用振動(dòng)式超微粉碎機(jī)制備變性淀粉的新方法。將超微粉碎技術(shù)與高強(qiáng)度的三維機(jī)械碰撞力耦合用變性淀粉的生產(chǎn)中，利用它們產(chǎn)生的機(jī)械力化學(xué)效應(yīng)來改變淀粉的顆粒大小和顆粒形貌、結(jié)晶結(jié)構(gòu)、分子空間結(jié)構(gòu)及分子量的分布情況，達(dá)到改變淀粉理化性質(zhì)的目的，其具體操作如下a、淀粉干燥；b、按重量配比淀粉1～10金屬材質(zhì)的一種或一種以上的混合物20～100加入粉碎設(shè)備中粉碎；c、粉碎設(shè)備的溫度控制在-10～100℃，粉碎的時(shí)間為30s～30h；d、將c步驟粉碎的改性淀粉過400～600目即可。
為了更好的效果粉碎設(shè)備為振動(dòng)式超微粉碎機(jī)。
a步驟中原料淀粉的含水量干燥至＜15％。
步驟b中淀粉在振動(dòng)式超微粉碎機(jī)中的填充率為40％～100％。
步驟c中振動(dòng)式超微粉碎機(jī)的溫度控制在10～100℃。
步驟c中粉碎的時(shí)間為60s～30h。
粉碎設(shè)備中可選用直徑為5～50mm的鋼棒的一種或一種以上的混合物。
粉碎設(shè)備中也可選用直徑為5～50mm的鋼球的一種或一種以上的混合物。
粉碎設(shè)備中也可選用直徑為5～50mm的氧化鋁球的一種或一種以上的混合物。
粉碎設(shè)備中也可選用直徑為5～50mm的不銹鋼珠球的一種或一種以上的混合物。
本發(fā)明創(chuàng)造出的超微粉碎是指利用機(jī)械或流體動(dòng)力的方法克服物體內(nèi)部凝聚力使之破碎，將直徑粉碎至微米甚至納米級(jí)超微粉的過程。超微粉是超微粉碎的最終產(chǎn)品，粉碎的過程也是機(jī)械能轉(zhuǎn)變成自由能的過程，在這個(gè)過程中發(fā)生了復(fù)雜的機(jī)械力化學(xué)變化，因此超微粉具有一般顆粒所不具有的一些特殊的理化性質(zhì)，如良好的溶解性、分散性、吸附性、化學(xué)反應(yīng)活性等。振動(dòng)式超微粉碎式是利用球形或棒形的研磨介質(zhì)作高頻振動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的沖擊、摩擦和剪切等作用力，來實(shí)現(xiàn)對(duì)物料顆粒的超微粉碎，并同時(shí)起到混合和分散的作用。利用振動(dòng)式超微粉碎機(jī)的高頻振動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)械力化學(xué)效應(yīng)來誘發(fā)化學(xué)反應(yīng)或誘導(dǎo)材料組織、結(jié)構(gòu)和性能的變化，以此來制備新材料在很多行業(yè)都得到了廣泛的應(yīng)用。作為一種新技術(shù)，它具有明顯降低反應(yīng)活化能、細(xì)化晶粒、極大提高粉末活性和改善顆粒分布均勻性，促進(jìn)固態(tài)離子擴(kuò)散，誘發(fā)低溫化學(xué)反應(yīng)等特點(diǎn)，它是一種節(jié)能、高效的材料制備新技術(shù)。以其為基礎(chǔ)的粉體改性在不同行業(yè)的應(yīng)用研究受到了各國學(xué)者和企業(yè)界的重視。
本發(fā)明通過振動(dòng)式超微粉碎機(jī)的三維碰撞作用力所引發(fā)機(jī)械力化學(xué)效應(yīng)，將其作用于淀粉，雖然直觀上的變化是淀粉顆粒微細(xì)化和比表面積的增加，但實(shí)際上不僅是簡單的機(jī)械物理過程，還是極其復(fù)雜的能量轉(zhuǎn)化過程，伴隨著一系列的三維碰撞所產(chǎn)生的機(jī)械力化學(xué)效應(yīng)，其結(jié)果是使淀粉顆粒的結(jié)構(gòu)破壞、表面自由能增大、有序的晶體向無序的非晶體轉(zhuǎn)變，由此而相應(yīng)地引起淀粉顆粒一系列的物理化學(xué)性質(zhì)的變化，如淀粉的流變性質(zhì)、糊化性質(zhì)等等。
綜上所述，本發(fā)明所具備的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的技術(shù)進(jìn)步還體現(xiàn)在于1、使淀粉的糊化溫度明顯降低，通過變性處理后室溫即可糊化。
2、破壞了淀粉分子的晶體結(jié)構(gòu)，使淀粉中的有序晶體變?yōu)闊o序非晶體。
3、使淀粉顆粒微細(xì)化，大大增加了淀粉顆粒的比表面積和孔隙率。
4、破壞了淀粉的分子結(jié)構(gòu)，使淀粉中的部分長鏈結(jié)構(gòu)斷裂，大分子淀粉數(shù)量減少，小分子淀粉數(shù)量增加。
5、與水的親和力增強(qiáng)，水分子以較小的的能量便能拆開淀粉的微晶束結(jié)構(gòu)，膨脹度和吸濕性增加。
6、糊化后的淀粉糊黏度下降，對(duì)溫度的依賴性減小。
7、糊化后的淀粉糊的凍融穩(wěn)定性增加。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一將馬鈴薯淀粉原料于微波干燥機(jī)中干燥至水分＜15％后，淀粉在振動(dòng)式超微粉碎機(jī)中的填充率為40％，稱取800g馬鈴薯淀粉(以干基計(jì))和25kg鋼棒于振動(dòng)式超微粉碎機(jī)中，其中鋼棒的直徑為20mm。然后，將振動(dòng)式超微粉碎機(jī)的溫度控制在低于10℃，進(jìn)行超微粉碎。粉碎30min后，過500目即得到改性的馬鈴薯淀粉產(chǎn)品。
實(shí)施例二a、將木署淀粉原料于微波干燥機(jī)中干燥至水分小于10％；b、淀粉在振動(dòng)式超微粉碎機(jī)中的填充率為50％，按重量比淀粉1kg(以干基計(jì))，直徑為25mm的鋼球的一種或一種以上的混合物80kg加入粉碎設(shè)備中粉碎；c、粉碎設(shè)備的溫度控制在15℃以下，粉碎的時(shí)間為20h；d、將c步驟粉碎的改性淀粉過600目即可。
實(shí)施例三a、將玉米淀粉原料于微波干燥機(jī)中干燥至水分小于8％；b、淀粉在振動(dòng)式超微粉碎機(jī)中的填充率為80％。按重量比淀粉1.5kg(以干基計(jì))，5mm的氧化鋁球的一種或一種以上的混合物40kg加入粉碎設(shè)備中粉碎；c、粉碎設(shè)備的溫度控制在12℃以下，粉碎的時(shí)間為30h；d、將c步驟粉碎的改性淀粉過400目即可。
實(shí)施例四a、將淀粉原甘署料于微波干燥機(jī)中干燥至水分小于12％；b、淀粉在振動(dòng)式超微粉碎機(jī)中的填充率為70％。按重量比淀粉1kg(以干基計(jì))，直徑為50mm的不銹鋼珠球的一種或一種以上的混合物90kg加入粉碎設(shè)備中粉碎；c、粉碎設(shè)備的溫度控制在-5℃以下，粉碎的時(shí)間為15h；d、將c步驟粉碎的改性淀粉過400目即可。
權(quán)利要求
1.一種改性淀粉的制備方法，其特征在于包括以下步驟a、淀粉干燥；b、按重量配比淀粉1～10 金屬材質(zhì)的一種或一種以上的混合物20～100加入粉碎設(shè)備中粉碎；c、粉碎設(shè)備的溫度控制在-10～100℃，粉碎的時(shí)間為30s～30h；d、將c步驟粉碎的改性淀粉過400～600目即可。
2.如權(quán)利要求書1所述的一種改性淀粉的制備方法，其特征在于所選的粉碎設(shè)備為振動(dòng)式超微粉碎機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種改性淀粉的制備方法，其特征在于a步驟中原料淀粉的含水量干燥至＜15％。
4.根據(jù)權(quán)利要求書1或2所述的一種改性淀粉的制備方法，其特征在于步驟b中淀粉在粉碎設(shè)備中的填充率為40％～100％。
5.根據(jù)權(quán)利要求書1或2所述的一種改性淀粉的制備方法，其特征在于步驟c粉碎設(shè)備中的溫度控制在10～100℃。
6.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種改性淀粉的制備方法，其特征在于步驟c中粉碎的時(shí)間為60s～30h。
7.根據(jù)權(quán)利要求書1或2所述的一種改性淀粉的制備方法，其特征在于粉碎設(shè)備中選用直徑為5～50mm的鋼棒的一種或一種以上的混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求書1或2所述的一種改性淀粉的制備方法，其特征在于粉碎設(shè)備中選用直徑為5～50mm的鋼球的一種或一種以上的混合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求書1或2所述的一種改性淀粉的制備方法，其特征在于粉碎設(shè)備中選用直徑為5～50mm的氧化鋁球的一種或一種以上的混合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求書1或2所述的一種改性淀粉的制備方法，其特征在于粉碎設(shè)備中選用直徑為5～50mm的不銹鋼珠球的一種或一種以上的混合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種改性淀粉的制備方法。針對(duì)淀粉變性方法能耗大、反應(yīng)時(shí)間長難控制、工藝流程復(fù)雜、效率低、質(zhì)量不穩(wěn)定的缺陷，本發(fā)明在振動(dòng)式超微粉碎機(jī)中利用高頻多維振動(dòng)對(duì)淀粉進(jìn)行超微粉碎，金屬材質(zhì)的一種或一種以上的混合物作為研磨介質(zhì)。顯著改變了淀粉的顆粒形貌和大小，增加了其比表面積和孔隙率，多晶體態(tài)逐漸轉(zhuǎn)變成了無定形態(tài)，引起淀粉的分子量分布及直鏈與支鏈含量比例變化，賦予淀粉糊化溫度低、透光率高、凍融穩(wěn)定性好、吸水性高、黏度低等特殊性質(zhì)。
文檔編號(hào)C08B30/00GK101050240SQ200710078458
公開日2007年10月10日 申請(qǐng)日期2007年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月9日
發(fā)明者李武恒, 李新, 張巨東, 王斌 申請(qǐng)人:重慶昊元生物產(chǎn)業(yè)(集團(tuán))有限公司