本發(fā)明特別涉及一種羧甲基板栗淀粉的制備方法。
背景技術(shù)：
：板栗是殼斗科栗屬植物，是我國栽培最早的果樹之一。由世界糧農(nóng)組織數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)可知，2013年世界板栗總產(chǎn)量高達(dá)200萬噸，其中我國占82.1％。由于新鮮板栗中存在大量的水分，在貯藏過程中板栗容易出現(xiàn)發(fā)霉、硬化、出芽和黑心等狀況，造成板栗的大量損失，板栗每年因爛果霉變等原因造成的栗果損失高達(dá)板栗總產(chǎn)量的20％～30％。為了加大板栗的開發(fā)利用，促進(jìn)板栗產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)增長，我國加大了對于板栗深加工產(chǎn)品的研發(fā)投入，已取得了部分成果，開發(fā)出了一些創(chuàng)新性產(chǎn)品。鮮板栗含淀粉40～50％，其含量較高且具有護(hù)色容易、貯藏性好、應(yīng)用性廣的優(yōu)點，而且又能大量的消耗板栗，所以板栗淀粉的研究利用是擴(kuò)大板栗深加工和促進(jìn)板栗經(jīng)濟(jì)發(fā)展的良好途徑。羧甲基淀粉因為具有透明度高、溶解度好、凍融穩(wěn)定性良好等特性受到廣泛的歡迎，且相對于復(fù)合變性法制備過程簡單，因而在變性淀粉中占有較大比重。羧甲基淀粉是化學(xué)變性淀粉的一種，它的主要原理是在淀粉葡萄糖的羥基上引入羧甲基基團(tuán)而形成淀粉醚，從而達(dá)到提高其理化性質(zhì)的目的。由于不同來源的淀粉結(jié)構(gòu)不同，支鏈/直鏈淀粉比例、支鏈鏈長分布、淀粉-蛋白質(zhì)和淀粉-脂肪復(fù)合物含量等均有所不同，因此針對某一特定來源的淀粉，其制備羧甲基淀粉的工藝也有所不同，而目前利用板栗淀粉來制備羧甲基淀粉的報道很少。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種適用于工業(yè)化生產(chǎn)的具有透明度和溶解度高、抗老化性能好、凍融穩(wěn)定性和抗剪切穩(wěn)定性強(qiáng)的羧甲基板栗淀粉。本發(fā)明的實施方案如下：1)將新鮮板栗脫殼、切片后，按1∶2～5的重量比加入的0.05mol/L的NaOH溶液，用打漿機(jī)打漿后浸泡2小時，之后將板栗漿過80目篩除去殘渣，得過篩后的粗淀粉乳；將粗淀粉乳以4000轉(zhuǎn)/分離心5分鐘后棄去上清液，將沉淀于60℃真空干燥24小時得到板栗淀粉；2)將1份板栗淀粉與10～20份乙醇溶液(80％，v/v)混合，邊攪拌邊加入0.1～0.4份NaOH，于30℃堿化15～60分鐘；然后加入0.5～3份一氯乙酸鈉和0.5～1份NaOH，于30～50℃醚化反應(yīng)2～4小時；反應(yīng)結(jié)束后，用醋酸中和至pH6.5～7.0；將淀粉反應(yīng)物過濾后用乙醇溶液(80％，v/v)洗至用硝酸銀溶液檢驗呈陰性為止，然后于60℃真空干燥、粉碎、過100目篩，即得粉末狀的羧甲基板栗淀粉。具體實施方式下面的實施例將對本發(fā)明作進(jìn)一步的解釋，但是本發(fā)明并不僅僅局限于這些實施例，這些實施例不以任何方式限制本發(fā)明的范圍。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在權(quán)利要求的范圍內(nèi)所做出的某些改變和調(diào)整也應(yīng)認(rèn)為屬于本發(fā)明的范圍。實施例1：在單因素試驗的基礎(chǔ)上，通過響應(yīng)面實驗和分析，建立了羧甲基板栗淀粉制備工藝的數(shù)學(xué)模型，其具體步驟如下：首先，如下表1所示，發(fā)明人結(jié)合單因素試驗，以取代度(DS)為指標(biāo)選取了影響羧甲基板栗淀粉制備工藝的各因素的范圍。表1響應(yīng)面因素與水平接著，按照下表2所示的實驗設(shè)計，進(jìn)行響應(yīng)面試驗，結(jié)果見表2。表2響應(yīng)面試驗設(shè)計及結(jié)果將表2的結(jié)果用實驗設(shè)計8.0的軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，得到羧甲基淀粉的取代度(DS)對堿化時間(A)，醚化時間(B)，一氯乙酸用量(C)，溫度(D)的二項回歸模型為：DS＝0.68+0.036B+0.068C+0.060D+0.011AB-0.012BD-0.017CD-0.11A2-0.14B2-0.11C2-0.10D2對上述獲得的羧甲基板栗淀粉的二項回歸模型進(jìn)行顯著性檢驗，結(jié)果見表3。表3模型的顯著性檢驗由表3可以看出，羧甲基板栗淀粉取代度的多元回歸擬合中P＜0.0001，表明此回歸模型準(zhǔn)確度高、能合理性強(qiáng)。失擬項(P＝0.0718)＞0.05，說明模型失擬項不顯著，因此可以用此回歸方程代替試驗點對實驗結(jié)果進(jìn)行分析和預(yù)測。模型項B、C、D極顯著，二次線A2、B2、C2、D2影響極顯著，其它項不顯著。對取代度的影響大小依次為：C＞D＞B。根據(jù)模型計算分析可知，制備羧甲基板栗淀粉的最佳工藝為：堿化時間：45.5分鐘，醚化時間3.12h，一氯乙酸鈉與淀粉的重量比為2.1，醚化溫度為46.3℃，取代度最大為0.699。為便于實驗，將工藝修正為：堿化時間45分鐘，一氯乙酸鈉與淀粉的重量比為2，45℃醚化3h。經(jīng)過3次實驗驗證得羧甲基板栗淀粉取代度的平均值為0.687，實際值與預(yù)測值的相對誤差為1.74％，說明模型優(yōu)化所得參數(shù)可靠，可用于羧甲基變性淀粉的工藝優(yōu)化應(yīng)用。實施例2：將新鮮板栗脫殼、切片后，按1∶3的重量比加入的0.05mol/L的NaOH溶液，用打漿機(jī)打漿后浸泡2小時，之后將板栗漿過80目篩除去殘渣，得過篩后的粗淀粉乳；將粗淀粉乳以4000轉(zhuǎn)/分離心5分鐘后棄去上清液，將沉淀于60℃真空干燥24小時得到板栗淀粉；將1份板栗淀粉與12份乙醇溶液(80％，v/v)混合，邊攪拌邊加入0.1份NaOH，于30℃堿化30分鐘；然后加入0.5份一氯乙酸鈉和1份NaOH，于30℃醚化反應(yīng)2小時；反應(yīng)結(jié)束后，用醋酸中和至pH6.5；將淀粉反應(yīng)物過濾后用乙醇溶液(80％，v/v)洗至用硝酸銀溶液檢驗呈陰性為止，然后于60℃真空干燥、粉碎、過100目篩，即得粉末狀的取代度為0.2的羧甲基板栗淀粉。實施例3：將新鮮板栗脫殼、切片后，按1∶4的重量比加入的0.05mol/L的NaOH溶液，用打漿機(jī)打漿后浸泡2小時，之后將板栗漿過80目篩除去殘渣，得過篩后的粗淀粉乳；將粗淀粉乳以4000轉(zhuǎn)/分離心5分鐘后棄去上清液，將沉淀于60℃真空干燥24小時得到板栗淀粉；將1份板栗淀粉與8份乙醇溶液(80％，v/v)混合，邊攪拌邊加入0.4份NaOH，于30℃堿化30分鐘；然后加入1份一氯乙酸鈉和0.5份NaOH，于50℃醚化反應(yīng)3小時；反應(yīng)結(jié)束后，用醋酸中和至pH7.0；將淀粉反應(yīng)物過濾后用乙醇溶液(80％，v/v)洗至用硝酸銀溶液檢驗呈陰性為止，然后于60℃真空干燥、粉碎、過100目篩，即得粉末狀的取代度為0.4的羧甲基板栗淀粉。實施例4：將新鮮板栗脫殼、切片后，按1∶5的重量比加入的0.05mol/L的NaOH溶液，用打漿機(jī)打漿后浸泡2小時，之后將板栗漿過80目篩除去殘渣，得過篩后的粗淀粉乳；將粗淀粉乳以4000轉(zhuǎn)/分離心5分鐘后棄去上清液，將沉淀于60℃真空干燥24小時得到板栗淀粉；將1份板栗淀粉與15份乙醇溶液(80％，v/v)混合，邊攪拌邊加入0.2份NaOH，于30℃堿化45分鐘；然后加入2份一氯乙酸鈉和0.5份NaOH，于50℃醚化反應(yīng)2小時；反應(yīng)結(jié)束后，用醋酸中和至pH7.0；將淀粉反應(yīng)物過濾后用乙醇溶液(80％，v/v)洗至用硝酸銀溶液檢驗呈陰性為止，然后于60℃真空干燥、粉碎、過100目篩，即得粉末狀的取代度為0.6的羧甲基板栗淀粉。實施例5：以原板栗淀粉作為對照，按照以下步驟，分別對實施例2-4中制備獲得的本發(fā)明的羧甲基板栗淀粉進(jìn)行透光率、凍融穩(wěn)定性、溶解度、透光率以及表觀黏度的檢測：1.透光率方法：將各樣品(即實施例2-4中制備獲得的本發(fā)明的羧甲基板栗淀粉)準(zhǔn)確稱量0.100g淀粉樣品于燒杯中，然后加10mL蒸餾水配成1％的淀粉乳(不斷攪拌至完全溶解)。移取5mL搖勻后的淀粉乳到10mL帶塞試管中，在沸水浴中加熱30分鐘(前10分鐘每隔5分鐘取出用漩渦震蕩儀充分震蕩)使之完全糊化。然后將樣品冷卻到室溫，用紫外分光光度計在620nm的波長下，以蒸餾水為空白(透光率為100％)，測定淀粉糊的透光率，結(jié)果見表4。表4樣品來源對照實施例2實施例3實施例4樣品DS00.20.40.6透光率18.5±1.594.3±2.281.3±7.591.2±3.52.凍融穩(wěn)定性方法：將各樣品(即實施例2-4中制備獲得的本發(fā)明的羧甲基板栗淀粉)加適量的水調(diào)成6％的淀粉乳，在沸水浴中加熱攪拌20分鐘，使之糊化(注意過程中可能要添加沸騰的蒸餾水保持原有體積)。將樣品冷卻至室溫后置于-18℃的冰箱中凍藏，24h后取出。自然解凍6h后3000rpm離心20分鐘，棄去上清液。稱取沉淀物質(zhì)量，計算析水率。重復(fù)5次凍融循環(huán)過程，計算每次凍融循環(huán)的析水率。結(jié)果見表5。其中：析水率(％)＝(總重量-沉淀物重量)/總重量×100表53.溶解度方法：將各樣品(即實施例2-4中制備獲得的本發(fā)明的羧甲基板栗淀粉)配成2％的淀粉乳，沸水浴下持續(xù)攪拌加熱30分鐘(加沸騰的蒸餾水保持體積不變)，之后迅速冷卻至室溫。3000rpm離心20分鐘，將上清液分離，于50℃干燥48h，得到水溶淀粉的質(zhì)量。結(jié)果見表6。其中，溶解度(％)＝水溶淀粉重量/淀粉樣品重量(干重)×100表6樣品來源對照實施例2實施例3實施例4樣品DS00.20.40.6溶解度11.26±0.3522.72±0.8724.13±1.3527.93±1.654.凝沉特性方法：將各樣品(即實施例2-4中制備獲得的本發(fā)明的羧甲基板栗淀粉)配成1％的淀粉乳，將100mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％的淀粉糊放入帶塞的量筒中，在室溫下靜置，在0、2、4、6、8、24h時記錄上層清液的體積。淀粉糊的凝沉特性用析水率隨時間的變化表示。結(jié)果見表7。析水率(％)＝上清液體積/初始淀粉糊總體積×100表7當(dāng)前第1頁1 2 3