本发明属于变性淀粉生产领域，具体涉及一种提高淀粉反应活性的方法。
背景技术：
淀粉是植物光合作用的产物，光合作用(Photosynthesis)是绿色植物利用叶绿素等光合色素，在可见光的照射下，将二氧化碳和水转化为有机物，并释放出氧气的生化过程。多数植物光合作用首先合成的是葡萄糖，但葡萄糖很快就变成了淀粉，暂时储存在叶绿体中，以后又运送到植物体的各个部分。
淀粉分直链淀粉和支链淀粉，直链淀粉是一个葡萄糖单元中的醛基与另一个葡萄糖单元中4-OH发生醇醛缩合反应，通过α-1.4糖苷键连接而成的大分子物质，直链淀粉形成淀粉的非结晶区。支链淀粉是一个葡萄糖单元中的醛基与另一个葡萄糖单元中的6-OH经醇醛缩合，通过1.6糖苷键连接而成的大分子物质，支链淀粉形成淀粉的结晶区。
一般淀粉中直链淀粉所占比例为15～27％，玉米淀粉中直链淀粉占27％，小麦淀粉中直链淀粉占25％，马铃薯淀粉中直链淀粉占10～19％。由此可见，淀粉的结晶结构比非结晶结构占的比重大，尽管构成淀粉分子的葡萄糖单元中有3个容易发生化学反应的羟基，但淀粉的反应活性较低。
要提高淀粉的反应活性，必须破坏淀粉的结晶结构，要破坏淀粉的结晶结构，就必须破坏淀粉内部的氢键，其方法分为物理方法和化学方法：
1、物理法
①、球磨技术对淀粉结晶结构的影响，Shinji等发现球磨5～320h后玉米淀粉和马铃薯淀粉表面变得非常粗燥，球磨后淀粉颗粒的结晶结构受到不同程度的破坏，变成无定性结构。胡飞研究表明球磨25h后马铃薯淀粉的结晶结构受到严重破坏，变成无定性结构。
②、湿热处理对淀粉结晶结构的影响，陈琳等研究了湿热处理后的小麦淀粉和小麦面粉理化性质及消化性的差异。结果表明，湿热处理导致淀粉和变性蛋白的团聚，随着湿热处理水分含量的增加，偏光十字逐渐模糊而且部分消失，淀粉结晶结构受到严重破坏。
③、高压微射流对淀粉结晶结构的影响，谢宇等采用高压射流技术对木薯淀粉进行处理，研究发现，随着高压微射流压力的增加，淀粉分子间氢键的缔合能力减少，游离羟基的数量增加，淀粉颗粒粒径变小，比表面积增大，结晶结构随压力增大受破坏程度加剧，结晶度下降。在压力达到120MPa时，结晶度降到34.13％。
2、化学法
氢键是指分子中与高电负性原子X以共价键相结合的氢原子和另一个高电负性原子Y之间所形成的一种弱键X-H……Y。式中“-”表示共价键，“……”表示氢键。X、Y可以相同，也可以不同，但经典的氢键中X、Y一般是电负性大，半径小的F、O、N之一，这样的氢键较强。如氯的电负性虽然和N的电负性相同，但其半径较大，形成的氢键(CI-H…CI)极弱，一般不予考虑；C的电负性较小，一般不形成氢键。能形成氢键的物质相当多，如淀粉、水、甘油、尿素、有机羧酸、无机含氧酸等物质的分子之间都有氢键。
天然淀粉因为存在着大量的分子内或分子间氢键，大量的无规则线团团聚形成一个个的球晶为A型结晶。再加入尿素、氢氧化钠、有机羧酸(冰乙酸)等后，削弱了原淀粉内的氢键，导致大部分结晶被破坏，具体方法如下：
①、碱法
NaOH中的OH-由于粒径小，很容易进入淀粉分子内部，替代淀粉单元中的OH，使淀粉分子中的氢键减弱或破坏，淀粉的结晶度下降，反应活性增加。
②、尿素法
尿素中的N原子能与淀粉分子中OH形成氢键，减弱或破坏了淀粉分子间形成的氢键，使淀粉的结晶度下降，反应活性增大。
③、有机羧酸法
有机羧酸中的OH能与淀粉分子中OH形成氢键，减弱或破坏了淀粉分子间的氢键，使淀粉的反应活性增加。
以上方法均存在一定的缺点，物理法能耗较大，化学法引入了其它物质。
技术实现要素：
为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种提高淀粉反应活性的方法，该方法操作简单，节约时间，对设备要求低，不引入其它杂质，适合工业化大生产。
本发明是通过以下技术方案来实现：
本发明公开了一种提高淀粉反应活性的方法，包括以下步骤：
1)在搅拌条件下，按1g：(4～5)mL的料液比，向淀粉中加入水，并在超声功率为400～1000W的条件下，超声处理30～40min；
2)在搅拌条件下，将反应体系加热至80～95℃，糊化处理25～30min；
3)在搅拌条件下，按每g淀粉加入20～26mL工业酒精的用量比，向步骤2)处理后的反应体系中加入工业酒精，搅拌均匀后，离心处理，分别收集上清液和沉淀物；
4)将上清液真空浓缩，回收酒精；将沉淀物干燥至恒重，得到活性提高的淀粉。
所述离心处理是在2500～3500r/min下，离心处理10～15min。
步骤4)所述的真空浓缩是将上清液在真空度为0.08～0.09MPa下，温度为40～45℃下，浓缩至不再有冷却液产生为止。
步骤4)所述的干燥是将沉淀物在真空度为0.08～0.09MPa下，温度为40～45℃下干燥至恒重。
所述淀粉为玉米淀粉、小麦淀粉或马铃薯淀粉。
制得的活性提高的淀粉的结晶度下降，羧基含量提高。
本发明还公开了一种提高淀粉反应活性的方法，包括以下步骤：
1)在搅拌条件下，按1g：(4～5)mL的料液比，向淀粉中加入水，并加热至80～95℃，同时开启超声波处理装置，在超声功率为400～1000W的条件下，超声处理30～40min；
2)在搅拌条件下，按每g淀粉加入20～26mL工业酒精的用量比，向步骤2)处理后的反应体系中加入工业酒精，搅拌均匀后，离心处理，分别收集上清液和沉淀物；
3)将上清液真空浓缩，回收酒精；将沉淀物干燥至恒重，得到活性提高的淀粉。
所述离心处理是在2500～3500r/min下，离心处理10～15min。
步骤3)所述的真空浓缩是将上清液在真空度为0.08～0.09MPa下，温度为40～45℃下，浓缩至不再有冷却液产生为止；所述的干燥是将沉淀物在真空度为0.08～0.09MPa下，温度为40～45℃下干燥至恒重。
所述淀粉为玉米淀粉、小麦淀粉或马铃薯淀粉。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明公开的提高淀粉反应活性的方法，向淀粉中加入水，先通过超声处理，然后在加热条件下对反应体系进行糊化处理，经糊化处理后，再用工业酒精沉淀，然后离心分离出上清液和沉淀物，上清液能够真空浓缩，得到可以再次利用的酒精，沉淀物通过干燥，即得到活性提高的淀粉。该方法能够降低能耗，对实验设备要求也低，最重要的是在提高淀粉反应活性的同时，不会引入任何其它杂质，对淀粉无其它影响，方法简单可行，适合工业化大生产。
本发明的提高淀粉反应活性的方法，还可以在糊化处理的同时，进行超声处理，将超声/糊化处理技术有机地结合在一起，能够有效节约反应时间。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
实施例1
一种提高淀粉反应活性的方法，包括以下步骤：
1)于250mL的三口瓶中，加入50g玉米淀粉，在搅拌情况下，加入200mL蒸馏水，将三口瓶置于超声波清洗器中，在不断搅拌下，将超声功率定为400w，超声40min；
2)将三口烧瓶移入水浴锅中，在不断搅拌下，升温至80℃，糊化处理30min；
3)在不断搅拌下，徐徐加入工业酒精至絮状物生成，酒精的加入量为100mL；
4)在3000转/分下，离心分离12min，分别收集上清液、沉淀物；
5)上清液在真空度为0.08～0.09MPa，温度为40～45℃下，浓缩至不再有冷却液出现为止，此时酒精度75～85％，可用于下次实验。
6)在真空度为0.08～0.09MPa，温度为40～45℃下，将絮状物烘干至恒重，即得到反应活性提高的玉米淀粉。
取少量玉米原淀粉，以及采用本实施例方法处理后的玉米淀粉进行XRD分析，发现玉米淀粉的结晶度由26.7％下降至5～10％。
以本实施例处理得到的玉米淀粉为原料，在双氧水加量为8％，硫酸亚铁加量为0.5％，pH值为8，反应温度为50℃，反应时间为3h时，氧化淀粉的羧基含量达到4.73％，比未经超声/糊化处理的高27.3％。
实施例2
一种提高淀粉反应活性的方法，包括以下步骤：
1)于250mL的三口瓶中，加入50g小麦淀粉，在搅拌情况下，加入250mL蒸馏水，将三口瓶置于超声波清洗器中，在不断搅拌下，将超声功率定为1000w，超声30min；
2)将三口烧瓶移入水浴锅中，在不断搅拌下，升温至90℃，糊化处理28min；
3)在不断搅拌下，徐徐加入工业酒精至絮状物生成，酒精的加入量为130mL；
4)在2500转/分下，离心分离15min，分别收集上清液、沉淀物；
5)上清液在真空度为0.08～0.09MPa，温度为40～45℃下，浓缩至不再有冷却液出现为止，此时酒精度75～85％，可用于下次实验。
6)在真空度为0.08～0.09MPa，温度为40～45℃下，将絮状物烘干至恒重，即得到反应活性提高的小麦淀粉。
取少量小麦原淀粉，以及采用本实施例方法处理后的小麦淀粉进行XRD分析，发现小麦淀粉的结晶度由29.5％下降至8～11％。
以本实施例处理得到的小麦淀粉为原料，在双氧水加量为8％，硫酸亚铁加量为0.5％，pH值为8，反应温度为50℃，反应时间为3h时，氧化淀粉的羧基含量达到4.81％，比未经超声/糊化处理的高28.4％。
实施例3
一种提高淀粉反应活性的方法，包括以下步骤：
1)于250mL的三口瓶中，加入50g马铃薯淀粉，在搅拌情况下，加入230mL蒸馏水，将三口瓶置于超声波清洗器中，在不断搅拌下，将超声功率定为750w，超声30min；
2)将三口烧瓶移入水浴锅中，在不断搅拌下，升温至95℃，糊化处理25min；
3)在不断搅拌下，徐徐加入工业酒精至絮状物生成，酒精的加入量为120mL；
4)在3500转/分下，离心分离10min，分别收集上清液、沉淀物；
5)上清液在真空度为0.08～0.09MPa，温度为40～45℃下，浓缩至不再有冷却液出现为止，此时酒精度75～85％，可用于下次实验。
6)在真空度为0.08～0.09MPa，温度为40～45℃下，将絮状物烘干至恒重，即得到反应活性提高的马铃薯淀粉。
取少量马铃薯原淀粉，以及采用本实施例方法处理后的马铃薯淀粉进行XRD分析，发现马铃薯淀粉的结晶度由27.4％下降至6％～10％。
以本实施例处理得到的马铃薯淀粉为原料，在双氧水加量为8％，硫酸亚铁加量为0.5％，pH值为8，反应温度为50℃，反应时间为3h时，氧化淀粉的羧基含量达到4.88％，比未经超声/糊化处理的高29.5％。
实施例4
一种提高淀粉反应活性的方法，包括以下步骤：
1)于250mL的三口瓶中，加入50g玉米淀粉，在搅拌情况下，加入200mL蒸馏水，将三口瓶置于温度为80～95℃超声波清洗器中，在不断搅拌下，同时开启超声波，将超声功率定为400w，超声40min；
2)在不断搅拌下，徐徐加入工业酒精至絮状物生成，酒精的加入量为100mL；
3)在3000转/分下，离心分离12min，分别收集上清液、沉淀物；
4)上清液在真空度为0.08～0.09MPa，温度为40～45℃下，浓缩至不再有冷却液出现为止，此时酒精度75～85％，可用于下次实验。
5)在真空度为0.08～0.09MPa，温度为40～45℃下，将絮状物烘干至恒重，即得到反应活性提高的玉米淀粉。
取少量玉米原淀粉，以及采用本实施例方法处理后的玉米淀粉进行XRD分析，发现玉米淀粉的结晶度由26.7％下降至3.9～9.1％。
以本实施例处理得到的玉米淀粉为原料，在双氧水加量为8％，硫酸亚铁加量为0.5％，pH值为8，反应温度为50℃，反应时间为3h时，氧化淀粉的羧基含量达到4.62～4.81％，比未经超声/糊化处理的高26.9～30.1％。