一种管状淀粉衍生物的制备方法
【专利摘要】一种管状淀粉衍生物的制备方法，属于变性淀粉加工【技术领域】。本发明涉及结合超声波解簇淀粉、异淀粉酶脱支和乙醇分步沉淀分级技术制备聚合度范围窄的管状淀粉衍生物，主要步骤为选取糯米淀粉为原料，经糊化，超声波解簇（超声3s，停歇3s，总时间为15～20min，所用超声波频率为20kHz，功率为200W），异淀粉酶脱支（反应pH为3.5～5.0、反应温度为37℃，反应时间为12～16h），乙醇分步沉淀分级、干燥，得到聚合度（DP）为20～32的管状淀粉衍生物产品。本发明工艺简单、成本低廉，所得管状淀粉衍生物产品聚合度范围小、包埋特性优、品质稳定、溶解度高。
【专利说明】一种管状淀粉衍生物的制备方法
【技术领域】
[0001]一种管状淀粉衍生物的制备方法，涉及结合超声波解簇淀粉、异淀粉酶脱支和乙醇分步沉淀分级技术制备聚合度范围窄的管状淀粉衍生物，属于变性淀粉加工【技术领域】。
【背景技术】
[0002]管状淀粉衍生物是近年来得到的一类重要淀粉衍生物，呈螺旋管状，具有包埋能力，可以替代环糊精作为包埋主体分子，改善客体稳定性及水溶性等性质。目前主要通过脱支酶催化支链淀粉脱支而得到。然而此法存在如下两个问题:
①支链淀粉呈簇状结构，该簇状结构导致脱支酶脱支淀粉效率低，从而管状淀粉衍生物得
率低脱支产物聚合度范围广，不利于管状淀粉衍生物产品的工业化应用。
[0003]针对第一个难题，淀粉工业现有技术是采用α -淀粉酶对淀粉解簇，但α -淀粉酶通常将淀粉水解为低聚糖，反而导致管状淀粉衍生物产率降低；而目前尚未有技术方案解决管状淀粉衍生物聚合物范围广的问题。本发明采用超声波技术对实现淀粉解簇，其原理在于利用超声波空化效应产生的能量打开淀粉簇状结构。针对异淀粉酶水解淀粉产物聚合度范围广的难题，本发明采用乙醇分步沉淀技术对淀粉水解产物分级，从而制备聚合度范围窄的管状淀粉衍生物。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种管状淀粉衍生物的制备方法。
[0005]本发明的技术方案:一种管状淀粉衍生物的制备方法，以淀粉为原料，利用超声波解簇淀粉协同异淀粉酶对淀粉脱支，再利用乙醇分步沉淀对淀粉脱支产物分级，制得聚合度为20?32的管状淀粉衍生物，工艺为:
(I)淀粉的糊化:称取5?IOg淀粉分散于IOOmL蒸馏水中，置于沸水浴中加热至完全
糊化，冷却至室温。
[0006](2)淀粉的解簇:采用超声波技术对淀粉中支链淀粉组分解簇。淀粉的解簇为淀粉的超声波解簇，即进行间歇式超声波处理，超声3s，停歇3s，总时间为15?20min，所用超声波频率为20kHz，功率为200W。
[0007](3)淀粉的脱支:将步骤(2)所得的淀粉溶液冷却至37°C，用0.lmol/L醋酸一醋酸钠缓冲液调节pH至3.5?5.0，加入5?IOmL异淀粉酶(酶活力5U/mL)，反应12?16h。沸水浴加热5min停止反应,冷却至室温。
[0008](4)产物分级:采用醇分步沉淀法对产物进行分级:取IOmL步骤(3)所得的淀粉脱支物溶液，一边搅拌一边缓慢加入IOmL醇，使得水溶液与醇体积比为1: 1，继续搅拌lOmin，在4°C静止12h，离心，弃去沉淀；上清液中继续缓慢加入IOmL醇，使得水溶液与醇体积比为1:2，继续搅拌lOmin，在4°C静止12h，离心，弃去上清液，所得沉淀用乙醇洗涤3次，干燥，即得目标产品管状淀粉衍生物。
[0009]所用的醇为乙醇。
[0010]淀粉脱支物溶液的搅拌通过磁力搅拌器以速率50?IOOrpm实现，醇的缓慢加入通过蠕动泵以0.1?0.2mL/min的速率添加到淀粉水解液中，所述的离心为在4°C以10000 Xg速率离心5min ；
(5)管状淀粉衍生物螺旋管状结构的测定:采用固体核磁鉴定淀粉衍生物的螺旋管状结构。
[0011]所用的淀粉为糯米淀粉。
[0012]本发明与现有技术相比具有如下有益效果:
(I)本发明采用超声波技术对淀粉解簇，解决了异淀粉酶对支链淀粉脱支效率低的问题，大大地提高了异淀粉酶水解淀粉制备管状淀粉衍生物的得率。
[0013](2)本发明采用乙醇分步沉淀技术对淀粉水解产物进行分级，克服了目前管状淀粉衍生物产品聚合度范围广的问题。
[0014](3)本发明制备的淀粉衍生物呈螺旋管状，聚合度为20?32，分布范围窄，包埋能力强。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1实施例1中淀粉衍生物的固体核磁图谱。
[0016]图2实施例2中淀.粉衍生物的高效阴离子色谱图。
【具体实施方式】
[0017]实施例1
5g糯米淀粉分散于IOOmL蒸馏水中，搅拌，于沸水浴中至淀粉完全糊化，冷却至室温；于JY92-2D超声细胞破碎仪中，将超声探头浸入淀粉糊内，在超声波频率为20kHz，超声波功率为200W，以超声3s、停歇3s的方式超声波处理时间为15min ;冷却至37°C，用0.1mol/L醋酸一醋酸钠缓冲液调节pH至3.5，加入5mL异淀粉酶(酶活力5U/mL)反应12h，沸水浴加热5min以停止反应,冷却至室温。
[0018]取IOmL淀粉脱支物溶液,在50rpm速率的搅拌下,通过螺动泵以0.16mL/min的速率加入IOmL乙醇使得水溶液与乙醇体积比为1:1，继续搅拌lOmin，在4°C静止12h，在4°C以10000Xg速率离心5min，弃去沉淀；上清液中继续以0.16mL/min的速率加入IOmL乙醇，使得水溶液与乙醇体积比为1:2，继续搅拌lOmin，在4°C静止12h，以10000Xg速率离心5min，弃去上清液，所得沉淀用乙醇洗涤3次，干燥即可得管状淀粉衍生物产品，采用固体核磁技术鉴定淀粉衍生物的管状结构，淀粉衍生物的固体核磁图谱见图1，图1中在102.Sppm处信号表征所得淀粉衍生物呈螺旋管状。
[0019]实施例2
实施例1中制备的淀粉衍生物溶于蒸馏水中，进行高效阴离子色谱分析。分析条件:采用 Dionex ICS-500色谱系统，柱子型号为 DionexCarboPAC PA200 (250*4臟 1.D.);洗脱液为=IOOmM氢氧化钠溶液(溶液A)、含有600mM醋酸钠的IOOmM氢氧化钠溶液(溶液B);梯度洗脱=Omin时20%洗脱液B，60min时洗脱液B为100% ;流速为lmL/min，进样量为25 μ L，管状淀粉衍生物的高效阴离子图谱 见图2，图2表明所得管状淀粉衍生物聚合度为20?32。
【权利要求】
1.一种管状淀粉衍生物的制备方法，其特征在于以淀粉为原料，利用超声波解簇淀粉协同异淀粉酶对淀粉脱支，再利用乙醇分步沉淀对淀粉脱支产物分级，制得聚合度为20?32的管状淀粉衍生物，工艺为: (1)淀粉的糊化:称取5?IOg淀粉分散于IOOmL蒸馏水中，置于沸水浴中加热至完全糊化，冷却至室温； (2)淀粉的解簇:采用超声波技术对淀粉中支链淀粉解簇； 淀粉的解簇为淀粉的超声波解簇，即进行间歇式超声波处理，超声3s，停歇3s，总时间为15?20min，所用超声波频率为20kHz，功率为200W ； (3)淀粉的脱支:将步骤(2)所得的淀粉溶液冷却至37°C，用0.lmol/L醋酸一醋酸钠缓冲液调节pH至3.5?5.0，加入酶活力5U/mL的异淀粉酶5?10mL，反应12?16h，沸水浴加热5min停止反应,冷却至室温； (4)产物分级:采用醇分步沉淀法对 产物进行分级:取IOmL步骤(3)所得的淀粉脱支物溶液，一边搅拌一边缓慢加入IOmL醇，使得水溶液与醇体积比为1: 1，继续搅拌lOmin，在4°C静止12h，离心，弃去沉淀；上清液中继续缓慢加入IOmL醇，使得水溶液与醇体积比为1:2，继续搅拌lOmin，在4°C静止12h，离心，弃去上清液，所得沉淀用乙醇洗涤3次，干燥，即得目标产品管状淀粉衍生物； 所用的醇为乙醇； 淀粉脱支物溶液的搅拌通过磁力搅拌器以速率50?IOOrpm实现，醇的缓慢加入通过蠕动泵以0.1?0.2mL/min的速率添加到淀粉水解液中，所述的离心为在4°C以IOOOOXg速率离心5min ； (5)管状淀粉衍生物螺旋管状结构的测定:采用固体核磁鉴定淀粉衍生物的螺旋管状结构。
2.根据权利要求1所述的管状淀粉衍生物的制备方法，其特征在于:步骤(I)中使用的淀粉为糯米淀粉。
3.根据权利要求1所述的管状淀粉衍生物的制备方法，其特征在于所得目标产物管状淀粉衍生物聚合度范围为20?32。
【文档编号】C12P19/16GK103436572SQ201310352867
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年8月14日 优先权日:2013年8月14日
【发明者】金征宇, 田耀旗, 胡秀婷, 魏本喜, 章宝, 周星, 徐学明, 焦爱权 申请人:江南大学