专利名称：一种复合改性预胶化淀粉及其制备方法
技术领域：
本发明属于淀粉生产加工技术领域，具体说是涉及一种复合改性预胶化淀粉及其制备方法。
背景技术：
预胶化淀粉(Pregelatinized Starch)是指采用化学的或物理的方法是淀粉颗粒在有水存在时全部或部分破碎，然后经过干燥、改性，提高其溶解性、可压性、流动性。根据预胶化程度不同，分为部分预胶化淀粉(PPS)和全部预胶化淀粉(WPS)，它们的性能和使用 功能各不相同。由于预胶化淀粉具有黏合和崩解的双重作用，在常温下即可溶解，有良好湿度粘性，具有良好的增稠保水、保形和乳化作用，有很好的载体作用，几乎没有甜度或不甜，耐热性强，不易褐变，成膜性好等优点，被广泛用作新型药物辅料、食品添加剂、植物提取物填充剂等。目前在国内外文献上很难查到详细的预胶化淀粉生产方法，有关生产方法主要是介绍用于食品等领域的预糊化淀粉。预糊化淀粉一般都是采用湿法加工工艺来制备冷水可溶性预糊化淀粉，如加热法，将淀粉加水配成混悬液，然后加热，破坏淀粉粒，间或加入少量凝胶化促进剂以及表面活性剂，以减少干燥时粘结，混悬液经干燥器干燥，粉碎即得，包括滚筒干燥法、螺杆挤压法和喷雾干燥法等。近年来开发了高温高压醇法、常压多元醇法、酒精-碱法、酒精-盐酸法等方法制备水溶性淀粉。利用传统方法生产的水溶性淀粉品质差，适用范围窄。而用高温高压醇法、常压多元醇法和醇碱联合处理法制备的水溶性淀粉需要用到大量的醇或碱，易产生对人体有害的物质，而且这些方法还存在设备要求高，工艺复杂，造成环境污染，产品质量不易控制等问题。机械活化(Mechanical Activation)是指固体颗粒物质在摩擦、碰撞、冲击、剪切等机械力作用下，使晶体结构及物化性能发生改变，使部分机械能转变成物质的内能，从而引起固体的化学活性增加。目前机械活化在超微及纳米粉末、纳米复合材料、弥散强化合金结构材料、金属精炼、矿物和废物处理、有机材料的合成等方面的研究和应用已日益广泛。黄祖强等申请的专利CN102134281. A公布了高流动性预胶化淀粉的生产方法，首先将淀粉、助流剂在高速混合机中混合均匀，混合物料再与磨介质球磨机在恒温条件下，经过一段时间机械搅拌活化，最后经过筛分得到该淀粉，制备了高流动性预胶化淀粉。但不管是哪种方法所制备的预胶化淀粉都存在以下几方面问题在液相介质中容易形成不可分散团块、水合速率太慢；乳化性能差；冻融稳定性差等问题。因此要拓展预胶化淀粉的用途，尤其是应用作为食品添加剂就必须解决预胶化淀粉所存在的难分散、溶解速度慢及乳化和冻融稳定性差等问题。
发明内容
本发明针对目前生产预胶化淀粉存在制备工艺复杂，生产的产品存在容易形成不可分散团块、水合速率太慢、乳化和冻融稳定性差等问题，运用机械活化法对淀粉和长链脂肪酸混合物进行同步复合改性，并进行表面和基团功能化修饰，从而得到复合改性预胶化淀粉。为解决现在改性预胶化淀粉制备过程中存在的技术问题，提出了以下技术方案本发明复合改性预胶化淀粉的组成成分包括淀粉、酯化剂、表面活性剂，各组分的质量份数比为淀粉95 99份，酯化剂O. 5^3份，表面活性剂O. 5^2份。所述淀粉为薯类淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉中任一种或他们的混合物，其大小为5(Γ80目，其含水量为< 12%;所述酯化剂为硬脂酸、软脂酸、棕榈酸中任一种或他们的混合物；所述表面活性剂为烷基糖苷，其粘度> IOOmPa. S，级别为食用或药用级别。制备以上所述的复合改性预胶化淀粉方法，其制备过程包括物料搅拌混合、预胶化与酯化复合改性、功能化修饰，所有制备过程在机械活化设备中完成
(1)物料搅拌混合将淀粉与酯化剂按照质量比为95、9:0.5^3加入到机械活化设备·中，高速搅拌混合5 10min,得到混合物料；
(2)预胶化与酯化复合改性步骤I)得到的混合物料和料球堆体积按照IOOg:25(T350ml的比例混合反应O. 5^2. 5h，出料进行粉碎筛分，得到复合改性淀粉；
(3)功能化修饰将步骤2)得到的复合改性淀粉和烷基糖苷按照质量比为95、9:
O.5^2的比例混合，高速混合反应O. 2^0. 5h，得到复合改性预胶化淀粉。以上所述机械活化设备为球磨反应器；所述淀粉为薯类淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉中任一种或他们的混合物，其大小为5(Γ80目，其含水量为< 12%;所述酯化剂为硬脂酸、软脂酸、棕榈酸中任一种或他们的混合物。以上所述物料搅拌混合为淀粉与酯化剂按照质量比为97:1. 5 ;所述功能化修饰为复合改性淀粉和烷基糖苷按照质量比为98. 5:1. 5。以上所述制备方法得到的复合改性预胶化淀粉在30°C冷水溶解度为15、9. 5%，冻融稳定性彡5，乳化性彡O. 4，冲调性彡85。以上所述的复合改性预胶化淀粉或所述的制备方法得到的复合改性预胶化淀粉，可用作食品增稠剂、稳定剂、填充剂，药用辅料。本发明一种复合改性预胶化淀粉及其制备方法产生了以下良好效果
(1)将原来需要在多套设备、多个流程分别完成的预胶化和酯化改性，集中在一套机械活化设备中完成，简化工艺，降低成本，制备工艺为固相反应过程，相比于同类产品普遍使用的液相工艺和阶段固相工艺而言，生产过程无“三废”排放，对环境无污染；
(2)复合改性后的预胶化淀粉经功能化修饰步骤，使其表面覆盖有活性物质多孔特性的粗糙颗粒，从而使产品具有快速分散溶解的特性，复合改性预胶化淀粉冷水溶解度(30。。)为15 99. 5%，冻融稳定性彡5，乳化性(吸光值)彡O. 4，冲调性彡85。
图I为本发明的制备方法示意图。
具体实施例方式本发明结合图I和以下实施例作进一步描述。实施例I(1)物料搅拌混合将97份木薯淀粉和I.5份硬脂酸加入到机械活化设备中，高速搅拌混合lOmin，得到混合物料；
(2)预胶化与酯化复合改性混合物料和料球堆体积按照IOOg:300ml的比例混合，在球磨反应器中反应2. 5h,出料进行粉碎筛分,得到复合改性淀粉；
(3)功能化修饰复合改性淀粉98.5份和烷基糖苷I. 5份混合，高速混合反应O. 3h，得到复合改性预胶化淀粉。制备得到的复合改性预胶化淀粉冷水溶解度(30°C)为68. 5%，冻融稳定性> 5，乳化性(吸光值)^ O. 4，冲调性彡85，可作为食品 稳定剂和药用辅料。实施例2
(O物料搅拌混合将96份木薯与玉米淀粉混合物、2份棕榈酸加入到机械活化设备中，高速搅拌混合5min,得到混合物料；
(2)预胶化与酯化复合改性混合物料和料球堆体积按照IOOg:260ml的比例混合，在球磨反应器中反应O. 8h,出料进行粉碎筛分,得到复合改性淀粉；
(3)功能化修饰复合改性淀粉98份和烷基糖苷2份混合，高速混合反应O.25h，得到复合改性预胶化淀粉。制备得到的复合改性预胶化淀粉冷水溶解度(30°C)为37%，冻融稳定性> 5，乳化性(吸光值)^ O. 4，冲调性> 85，可作为食品增稠剂、填充剂，药用辅料。实施例3
(1)物料搅拌混合将99份玉米淀粉与O.5份软脂酸加入到机械活化设备中，高速搅拌混合5min,得到混合物料；
(2)预胶化与酯化复合改性混合物料和料球堆体积按照IOOg:250ml的比例混合，在球磨反应器中反应O. 5h,出料进行粉碎筛分；
(3)功能化修饰99.5份复合改性淀粉和O. 5份烷基糖苷混合，高速混合反应O. 2h，得到复合改性预胶化淀粉。制备得到的复合改性预胶化淀粉冷水溶解度(30°C)为18%，冻融稳定性> 5，乳化性(吸光值)^ O. 4，冲调性> 85，可作为食品增稠剂、填充剂。实施例4
(1)物料搅拌混合将98份小麦淀粉、I.5份软脂酸与硬脂酸混合物加入到机械活化设备中，高速搅拌混合8min,得到混合物料；
(2)预胶化与酯化复合改性混合物料和料球堆体积按照IOOg:280ml的比例混合，在球磨反应器中反应O. 5h,出料进行粉碎筛分；
(3)功能化修饰99.5份复合改性淀粉和O. 5份烷基糖苷混合，高速混合反应O. 2h，得到复合改性预胶化淀粉。制备得到的复合改性预胶化淀粉冷水溶解度(30°C)为45%，冻融稳定性> 5，乳化性(吸光值)^ O. 4，冲调性> 85，可作为食品增稠剂、稳定剂、填充剂。实施例5
(1)物料搅拌混合将95.5份薯类淀粉与2. 5份棕榈酸加入到机械活化设备中，高速搅拌混合6min,得到混合物料；
(2)预胶化与酯化复合改性混合物料和料球堆体积按照IOOg:300ml的比例混合，在球磨反应器中反应I. 5h,出料进行粉碎筛分；
(3)功能化修饰98份复合改性淀粉和2份烷基糖苷混合，高速混合反应O. 3h，得到复合改性预胶化淀粉。制备得到的复合改性预胶化淀粉冷水溶解度(30°C)为60%，冻融稳定性> 5，乳化性(吸光值)^ O. 4，冲调性> 85，可作为食品增稠剂、填充剂，药用辅料。实施例6 (O物料搅拌混合将96份玉米与小麦淀粉混合物、3份棕榈酸加入到机械活化设备中，高速搅拌混合8min,得到混合物料；
(2)预胶化与酯化复合改性混合物料和料球堆体积按照100g:350ml的比例混合，在球磨反应器中反应2h,出料进行粉碎筛分；
(3)功能化修饰99份复合改性淀粉和I份烷基糖苷混合，高速混合反应O.5h。制备得到的复合改性预胶化淀粉冷水溶解度(30°C)为85%，冻融稳定性> 5，乳化性(吸光值)^ O. 4，冲调性> 85，可作为食品稳定剂、填充剂，药用辅料。实施例7
(1)物料搅拌混合将98.5份木薯淀粉与I份软酯酸加入到机械活化设备中，高速搅拌混合7min，得到混合物料；
(2)预胶化与酯化复合改性混合物料和料球堆体积按照100g:300ml的比例混合，在球磨反应器中反应2. 3h,出料进行粉碎筛分；
(3)功能化修饰99.5份复合改性淀粉和O. 5份烷基糖苷混合，高速混合反应O. 45h，得到复合改性预胶化淀粉。制备得到的复合改性预胶化淀粉冷水溶解度(30°C)为73%，冻融稳定性> 5，乳化性(吸光值)^ O. 4，冲调性> 85，可作为食品填充剂、药用辅料。实施例8
(1)物料搅拌混合将96.5份玉米淀粉、I. 8份硬酯酸与棕榈酸混合物加入到机械活化设备中，高速搅拌混合9min,得到混合物料；
(2)预胶化与酯化复合改性混合物料和料球堆体积按照100g:330ml的比例混合，在球磨反应器中反应2h,出料进行粉碎筛分；
(3)功能化修饰98.3份复合改性淀粉和I. 7份烷基糖苷混合，高速混合反应O. 4h，得到复合改性预胶化淀粉。制备得到的复合改性预胶化淀粉冷水溶解度(30°C)为92%，冻融稳定性> 5，乳化性(吸光值)^ O. 4，冲调性> 85，可作为药用辅料。实施例9
(1)物料搅拌混合将95份玉米淀粉与3份棕榈酸加入到机械活化设备中，高速搅拌混合IOmin,得到混合物料；
(2)预胶化与酯化复合改性混合物料和料球堆体积按照100g:350ml的比例混合，在球磨反应器中反应2. 5h,出料进行粉碎筛分；
(3)功能化修饰98份复合改性淀粉和2份烷基糖苷混合，高速混合反应O.5h，得到复合改性预胶化淀粉。制备得到的复合改性预胶化淀粉冷水溶解度(30°C)为99%，冻融稳定性> 5，乳化性(吸光值)^ O. 4，冲调性> 85，可作为食品稳定剂、填充剂，药用辅料。实施例10
(1)物料搅拌混合将97.5份小麦与木薯淀粉混合物、I. 5份棕榈酸加入到机械活化设备中，高速搅拌混合IOmin,得到混合物料；
(2)预胶化与酯化复合改性混合物料和料球堆体积按照100g:250ml的比例混合，在球磨反应器中反应O. 8h,出料进行粉碎筛分；
(3)功能化修饰99份复合改性淀粉和I份烷基糖苷混合，高速混合反应O.5h，得到复合改性预胶化淀粉。
制备得到的复合改性预胶化淀粉冷水溶解度(30°C)为52%，冻融稳定性> 5，乳化性(吸光值)^ O. 4，冲调性> 85，可作为食品增稠剂、稳定剂、填充剂，药用辅料。实施例11
(1)物料搅拌混合将96份木薯淀粉、2.5份棕榈酸与软脂酸混合物加入到机械活化设备中，高速搅拌混合9min,得到混合物料；
(2)预胶化与酯化复合改性混合物料和料球堆体积按照100g:300ml的比例混合，在球磨反应器中反应2. 3h,出料进行粉碎筛分,得到复合改性淀粉；
(3)功能化修饰复合改性淀粉98.5份和烷基糖苷I. 5份混合，高速混合反应O. 45h，得到复合改性预胶化淀粉。制备得到的复合改性预胶化淀粉冷水溶解度(30°C )为78. 5%，冻融稳定性> 5，乳化性(吸光值)^ O. 4，冲调性彡85，可作为食品填充剂、药用辅料。
权利要求
1.一种复合改性预胶化淀粉，其特征是，制备复合改性预胶化淀粉成分包括淀粉、酷化剂、表面活性剤，各组分的质量份数比为淀粉95 99份，酯化剂0. 5^3份，表面活性剂0.5 2份。
2.根据权利I所述的ー种复合改性预胶化淀粉，其特征在于，所述淀粉为薯类淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉中任ー种或他们的混合物，其含水量为< 12% ;所述酯化剂为硬脂酸、软脂酸、棕榈酸中任ー种或他们的混合物；所述表面活性剂为烷基糖苷。
3.ー种制备权利要求r2任一所述的复合改性预胶化淀粉方法，其特征是，制备过程包括物料搅拌混合、预胶化与酯化复合改性、功能化修饰，所有制备过程在机械活化设备中完成: (1)物料搅拌混合将淀粉与酯化剂按照质量比为95、9:0.5^3加入到机械活化设备中，高速搅拌混合5"!Omin,得到混合物料； (2)预胶化与酯化复合改性步骤I)得到的混合物料和料球堆体积按照IOOg:25(T350ml的比例混合反应0. 5^2. 5h，出料进行粉碎筛分，得到复合改性淀粉； (3)功能化修饰将步骤2)得到的复合改性淀粉和烷基糖苷按照质量比为95、9:0.5^2的比例混合，高速混合反应0. 2^0. 5h，得到复合改性预胶化淀粉。
4.根据权利3所述ー种制备复合改性预胶化淀粉制备方法，其特征是，所述淀粉为薯类淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉中任ー种或他们的混合物，其含水量为< 12% ;所述酯化剂为硬脂酸、软脂酸、棕榈酸中任ー种或他们的混合物。
5.根据权利3所述的ー种制备复合改性预胶化淀粉制备方法，其特征是，所述物料搅拌混合为淀粉与酯化剂按照质量比为97:1. 5 ;所述功能化修饰为复合改性淀粉和烷基糖苷按照质量比为98. 5:1.5。
6.根据权利3-5任一所述的ー种制备复合改性预胶化淀粉的方法，其特征在干，制备得到的复合改性预胶化淀粉在30°C冷水溶解度为15、9. 5%，冻融稳定性> 5，乳化性彡0. 4，冲调性彡85。
7.根据权利r2任一所述的复合改性预胶化淀粉或权利要求:Te所述的方法制备得到的复合改性预胶化淀粉，其特征是，该复合改性预胶化淀粉可用作食品增稠剂、稳定剂、填充剂，药用辅料。
全文摘要
本发明涉及淀粉生产加工技术领域，具体的说是一种复合改性预胶化淀粉及其制备方法。复合改性预胶化淀粉包括淀粉95～99%、酯化剂0.5～3%、表面活性剂0.5～2%。以球磨机作为机械活化固相反应器，制备过程为将淀粉与酯化剂混匀，再将淀粉混合物与磨球加入到反应器中，利用机械活化技术进行淀粉预胶化和酯化复合改性，经过粉碎筛分，再对复合改性后的淀粉进行表面功能化修饰，得到复合改性预胶化淀粉。本发明将预胶化和酯化步骤合并，简化生产工艺，制备过程无“三废”排放；得到的产品具有快速分散迅速溶解的特性，冻融稳定性≥5，乳化性(吸光值)≥0.4，冲调性≥85，可应用于医药和食品行业。
文档编号A23L1/09GK102952199SQ201210392448
公开日2013年3月6日 申请日期2012年10月16日 优先权日2012年10月16日
发明者黄祖强, 黄科林, 胡华宇, 陶靖, 吴睿, 黄爱民, 阮付贤, 覃宇奔, 甘激文, 谢清若, 王则奋, 李克贤, 彭小玉, 蓝丽 申请人:广西大学, 广西弘耀祥科技有限公司, 中国科技开发院广西分院