专利名称：非晶颗粒态淀粉及其制备方法
技术领域：
本发明涉及化学领域，具体地是一种制备同时具有非晶性和颗粒性的淀粉产品。该技术可在原淀粉和变性淀粉生产企业使用，而由此生产的非晶颗粒态淀粉及非晶颗粒态变性淀粉产品则可以应用于食品、造纸、纺织、建材、化工、制药、石油、环保、农业、林业和矿业等广泛的行业和领域。
背景技术：
淀粉是一种颗粒状天然高分子，由植物通过光合作用合成，其基本组成成分是碳水化合物，淀粉类产品则主要是指淀粉和变性淀粉。目前，尽管淀粉类产品的种类繁多，但从物态性质上都可以把其分成两大类，其一是同时具有结晶性和颗粒性的多晶颗粒态产品；其二是既不具有结晶性又不具有颗粒性的非晶糊化态产品。
处于这两种物态的淀粉及变性淀粉产品虽然已经被广泛地应用，但是，它们在结构和性质上还是存在着较大的不足和缺陷。处于多晶颗粒态的淀粉同时具有结晶性和颗粒性，这种结构和组成的优点是产品保持着淀粉原有的颗粒结构，因而容易对其进行分离、纯化、脱水、干燥及粉碎等后处理，可以生产高纯度的产品以满足食品、制药等行业的需要；多晶颗粒态淀粉的缺点在于其含有大量的结晶结构，这些结晶结构的存在使淀粉颗粒结构不均匀、渗透性差、吸附性低、化学反应活性与生物反应活性低、可加工性差，这就直接影响了产品的性能、制造成本和应用领域。
处于非晶糊化态的淀粉产品，同时具有非晶性和糊化性，其优点在于只含有非晶结构不含有结晶结构，所以结构均匀、渗透性好、化学和生物反应活性高、可加工性好、易生物降解和消化吸收；其缺点在于淀粉原有的颗粒结构已经被破坏，这就导致产品难于甚至无法进行分离、纯化和干燥，无法生产高纯度的产品，而直接影响该种淀粉产品制造技术的发展、产品品种的增加以及应用领域的扩展。目前，只有预糊化淀粉等少数几种非晶糊化态淀粉产品生产。
发明内容
本发明的目的在于鉴于多晶颗粒态淀粉和非晶糊化态淀粉的各自优缺点，提供一种非晶颗粒态淀粉的制备方法。同时具有非晶性和颗粒性，就可以具有多晶颗粒态容易对其进行分离、纯化、脱水、干燥及粉碎等后处理，可以生产高纯度的产品以满足食品、制药等行业的需要的优点，又可以具有非晶糊化态淀粉结构均匀、渗透性好、化学和生物反应活性高、可加工性好、易生物降解和消化吸收、吸附性能好的优点，所以，非晶颗粒态淀粉及变性淀粉产品将以其优异的性能更加广泛地应用于食品、造纸、纺织、建材、化工、制药、石油、环保、农业、林业和矿业等行业和领域。
本发明的目的还涉及该方法生产的非晶颗粒态淀粉。
本发明的非晶颗粒态淀粉的制备方法包括对淀粉原料进行交联改性，然后进行非晶化处理。
对淀粉原料进行交联化改性时，要求使其达到在非晶化处理过程中不糊化或只发生有限程度的膨胀；对其进行非晶化处理可以采取加热或加入强碱方式，以破坏颗粒中的结晶结构，从而得到非晶颗粒态淀粉产品。
因此，要求交联剂的用量大于淀粉量的0.1％重量。
交联剂可以是同时具有两个反应活性基团的常规交联剂。例如三氯氧磷、三偏磷酸钠、环氧氯丙烷等所述淀粉原料可以是普通的淀粉原料，例如以玉米、木薯、马铃薯、小麦、红薯、绿豆、芭蕉芋等为原料加工生产的原淀粉。
所述淀粉原料还可以是变性淀粉，即对淀粉原料进行了化学改性，但改性后的产品的颗粒性和结晶性保持不变。
所述非晶化处理是指将经过交联处理的淀粉在水分散系中加热升温到淀粉糊化温度以上。糊化温度约为60-70℃，此时的淀粉颗粒将完全失去其原有的结晶性，由多晶体系转变成非晶体系，同时，还保持了完好的颗粒结构，即实现了从多晶颗粒态到非晶颗粒态的转变。
非晶化处理也可以指把经过交联处理的淀粉分散在强碱分散系中，或在水分散系中加入强碱，pH值达到11.5-14。使淀粉颗粒在强碱的溶胀作用下，发生有限程度的膨胀，此时的淀粉颗粒将完全失去其原有的结晶性，由多晶体系转变成非晶体系，同时，还保持了完好的颗粒结构，即实现了从多晶颗粒态到非晶颗粒态的转变。
经过非糊化和非晶化处理后的产品，可以进一步通过分离、洗涤、纯化、脱水、干燥、粉碎、筛分和包装等后序工序的处理得到最终的非晶颗粒态产品。
本发明的非晶颗粒态淀粉的更具体的生产方法包括在恒温于5-60℃的超级恒温水浴反应池或其它恒温反应器中，保持连续搅拌，把玉米淀粉用水调成1-50％浓度的均匀淀粉乳，调乳前在底水中溶解对绝干淀粉重量1-15％的无水硫酸钠，用浓度1-5％的氢氧化钠溶液调淀粉乳的pH值为9-12，保持淀粉乳温度为5-60℃且连续搅拌，缓慢加入0.05-15％的三氯氧磷，同时加入浓度为1-5％的氢氧化钠溶液以保持体系的pH值不变。反应0.1-5小时后用硫酸或盐酸中和到pH值为6.3～6.5，将体系加热升温到70-100℃，保温1-50分钟非晶化处理合，过滤并用约20-50℃的水洗涤后，粉碎滤饼，在35-55℃的烘箱中或经气流干燥到淀粉平衡水分以下。过80-120目筛得非晶颗粒态淀粉产品。
本发明与现有技术相比具有如下优点本发明提供的非晶颗粒态淀粉之所以不同于传统的淀粉和变性淀粉产品，其主要特征在于其同时具备非晶性和颗粒性。与多晶颗粒态淀粉相比较，多晶颗粒态淀粉中除了非晶结构以外还含有大量的结晶结构，由于结晶结构的分子排列均匀，结构紧密，这就导致了多晶颗粒态淀粉的结构不均匀，反应不均匀，可渗透性差，吸附性差、化学反应活性和生物反应活性低，生物降解速度慢，可加工性低等缺点。与非晶糊化态相比，非晶糊化态因其不含有结晶结构而克服了因结晶结构存在而带来的缺点，但是，因其在淀粉颗粒膨胀糊化过程中破坏了原有的颗粒结构，而变得非常粘稠，这一方面给产品的干燥带来了困难，另一方面，使产品在化学改性后无法进行分离和纯化，而大量化学杂质的存在大大降低了非晶糊化态产品的品质和应用范围，所以，到目前为止才只有预糊化淀粉等很少几种非晶糊化态产品生产。
非晶颗粒态淀粉同时具有颗粒性和非晶性，即克服了因含有大量结晶结构所带来的结构不均匀、渗透性低、吸附性差、化学与生物反应活性低和加工性能差的缺点，又保持了颗粒性而容易干燥和纯化。本发明的实施将给变性淀粉生产厂家带来直接的经济效益，同时，给变性淀粉的应用领域如造纸、纺织、食品、化工、建材、农业等众多行业与领域带来间接的经济效益。为人们的衣食住行以及为人类的生存与发展带来更多的社会效益。
具体实施例方式
实施例1在恒温于30℃的超级恒温水浴反应池或其它恒温反应器中，保持连续搅拌，把玉米淀粉用水调成20％浓度的均匀淀粉乳，调乳前在底水中溶解对绝干淀粉重量2％的无水硫酸钠，用浓度3％的氢氧化钠溶液调淀粉乳的pH值为11.50，保持淀粉乳温度为30℃且连续搅拌，缓慢加入1％的三氯氧磷，同时加入浓度为3％的氢氧化钠溶液以保持体系的pH值不变。反应1小时后用硫酸或盐酸中和到pH值为6.3，将体系加热升温到100℃，保温50分钟非晶化处理合，过滤并用50℃的水洗涤后，粉碎滤饼，在55℃的烘箱中或经气流干燥到淀粉平衡水分以下。过120目筛得非晶颗粒态淀粉产品。
实施例2在恒温于60℃的超级恒温水浴反应池或其它恒温反应器中，保持连续搅拌，把玉米淀粉用水调成50％浓度的均匀淀粉乳，调乳前在底水中溶解对绝干淀粉重量1％的无水硫酸钠，用浓度1％的氢氧化钠溶液调淀粉乳的pH值为9，保持淀粉乳温度为50℃且连续搅拌，缓慢加入0.05％的三氯氧磷，同时加入浓度为1％的氢氧化钠溶液以保持体系的pH值不变。反应0.1小时后用1％的氢氧化钠将pH值提高到14进行非晶化处理1分钟后，用硫酸或盐酸中和到pH值为6.5，过滤并用20℃的水洗涤，粉碎滤饼，在55℃的烘箱中或经气流干燥到淀粉平衡水分以下。过120目筛得非晶颗粒态淀粉产品。
实施例3在恒温于5℃的超级恒温水浴反应池或其它恒温反应器中，保持连续搅拌，先在水中溶解0.1％的三偏磷酸钠，再加入木薯淀粉用调成20％浓度的均匀淀粉乳，然后溶解对绝干淀粉重量15％的无水碳酸钠，用浓度5％的氢氧化钠溶液调淀粉乳的pH值为12，保持淀粉乳温度为30℃)且连续搅拌，同时加入浓度为1％的氢氧化钠溶液以保持体系的pH值不变。反应24小时后用硫酸或盐酸中和到pH值为6.5，将体系加热升温到70℃，保温50分钟非晶化处理合，过滤并用约20℃的水洗涤后，粉碎滤饼，在55℃的烘箱中或经气流干燥到淀粉平衡水分以下。过100目筛得非晶颗粒态淀粉产品。
权利要求
1.一种非晶颗粒态淀粉的制备方法，其特征在于是对淀粉原料进行交联改性，然后进行非晶化处理。
2.根据权利要求1所述的非晶颗粒态淀粉的制备方法，其特征在于交联剂是同时含有两个化学反应活性基团的交联剂，交联剂的用量大于淀粉量的0.1％重量。
3.根据权利要求1所述的非晶颗粒态淀粉的制备方法，其特征在于交联剂是三氯氧磷、三偏磷酸钠、环氧氯丙烷其中一种，
4.根据权利要求1或2所述的非晶颗粒态淀粉的制备方法，其特征在于所述淀粉原料是以玉米、木薯、马铃薯、小麦、红薯、绿豆、芭蕉芋为原料加工的原淀粉。
4.根据权利要求1或2所述的非晶颗粒态淀粉的制备方法，其特征在于所述淀粉原料是变性淀粉。
5.根据权利要求1或2所述的非晶颗粒态淀粉的制备方法，其特征在于所述非晶化处理是指将经过交联处理的淀粉在水分散系中加热升温到淀粉糊化温度以上。
6.根据权利要求1或2所述的非晶颗粒态淀粉的制备方法，其特征在于所述非晶化处理是把经过交联处理的淀粉分散在强碱分散系中，或在水分散系中加入强碱，其pH值达到11.5-14。
7.根据权利要求1或2所述的非晶颗粒态淀粉的制备方法，其特征在于包括在恒温于5-60℃的超级恒温水浴反应池或其它恒温反应器中，保持连续搅拌，把玉米淀粉用水调成1-50％浓度的均匀淀粉乳，调乳前在底水中溶解对绝干淀粉重量1-15％的无水硫酸钠，用浓度1-5％的氢氧化钠溶液调淀粉乳的pH值为9-12，保持淀粉乳温度为5-60℃且连续搅拌，缓慢加入0.05-15％的三氯氧磷，同时加入浓度为1-5％的氢氧化钠溶液以保持体系的pH值不变。反应0.1-5小时后用硫酸或盐酸中和到pH值为6.3～6.5，将体系加热升温到70-100℃，保温1-50分钟非晶化处理合，过滤并用约20-50℃的水洗涤后，粉碎滤饼，在35-55℃的烘箱中或经气流干燥到淀粉平衡水分以下。过80-120目筛得非晶颗粒态淀粉产品。
8.权利要求1所述的方法生产的非晶颗粒态淀粉。
全文摘要
一种非晶颗粒态淀粉的制备方法,是对淀粉原料进行交联改性,然后进行非晶化处理。本发明方法生产的非晶颗粒态淀粉同时具有非晶性和颗粒性,就可以具有多晶颗粒态容易对其进行分离、纯化、脱水、干燥及粉碎等后处理,可以生产高纯度的产品以满足食品、制药等行业的需要的优点,又可以具有非晶糊化态淀粉结构均匀、渗透性好、化学和生物反应活性高、可加工性好、易生物降解和消化吸收、吸附性能好的优点,可广泛地应用于食品、造纸、纺织、建材、化工、制药、石油、环保、农业、林业和矿业等行业和领域。
文档编号C08K3/00GK1346832SQ0112986
公开日2002年5月1日 申请日期2001年11月6日 优先权日2001年11月6日
发明者张本山, 高大维, 于淑娟, 曾新安 申请人:华南理工大学