专利名称：一种改性淀粉的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种改性淀粉的制备方法。
背景技术：
淀粉是一种取之不尽，用之不竭的可再生资源。它不仅是人类主要的碳水化合物来源之一，而且由于价格低廉，可进一步加工成具有更优良性质、种类繁多的变性淀粉，广泛应用于食品、造纸、纺织、化工、医药和其他工业。目前淀粉变性的方法主要有化学法、物理法和酶法三种。基本上都是通过变性处理后，在淀粉分子上引入了新的官能团或改变淀粉分子大小和淀粉颗粒性质，从而改变淀粉的天然特性，如糊化温度、热粘度及其稳定性、冻融稳定性、凝胶力、成膜性、透明性等，使其更适合于各行各业的要求。这些手段在淀粉变性方面卓有成效，大大增加了淀粉产品的种类和拓宽了淀粉的应用范围，并发展了变性淀粉这一新兴行业。其中化学法研究较多，技术较为成熟，但由于在改性过程中加入了一些化学试剂，考虑到食品的安全性，化学改性淀粉在食品工业的应用上越来越受到限制。还由于淀粉化学变性的方法，能耗大、反应时间长、工艺流程复杂、产品质量不稳定等，所以以物理变性为代表的新技术是目前变性淀粉工艺发展的趋势之一。物理法和酶法在一定程度上克服了化学法的不足。物理法变性如湿热处理、挤压膨化、脂肪复合处理、物理场处理等等，研究较多的是预糊化淀粉的生产，如滚筒法、挤压膨化法、喷雾法、微波法、脉冲喷气法等等，但也存在着反应难控制，反应效率低等不少技术上的不足之处，使产品的质量不易控制和性质不尽人意。因此，对原有变性技术的完善以及寻求新的有效的变性方法是目前国际国内淀粉领域研究得很活跃的课题。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种利用振动式超微粉碎机制备变性淀粉的新方法。将超微粉碎技术与高强度的三维机械碰撞力耦合用变性淀粉的生产中，利用它们产生的机械力化学效应来改变淀粉的颗粒大小和颗粒形貌、结晶结构、分子空间结构及分子量的分布情况，达到改变淀粉理化性质的目的，其具体操作如下a、淀粉干燥；b、按重量配比淀粉1～10金属材质的一种或一种以上的混合物20～100加入粉碎设备中粉碎；c、粉碎设备的温度控制在-10～100℃，粉碎的时间为30s～30h；d、将c步骤粉碎的改性淀粉过400～600目即可。
为了更好的效果粉碎设备为振动式超微粉碎机。
a步骤中原料淀粉的含水量干燥至＜15％。
步骤b中淀粉在振动式超微粉碎机中的填充率为40％～100％。
步骤c中振动式超微粉碎机的温度控制在10～100℃。
步骤c中粉碎的时间为60s～30h。
粉碎设备中可选用直径为5～50mm的钢棒的一种或一种以上的混合物。
粉碎设备中也可选用直径为5～50mm的钢球的一种或一种以上的混合物。
粉碎设备中也可选用直径为5～50mm的氧化铝球的一种或一种以上的混合物。
粉碎设备中也可选用直径为5～50mm的不锈钢珠球的一种或一种以上的混合物。
本发明创造出的超微粉碎是指利用机械或流体动力的方法克服物体内部凝聚力使之破碎，将直径粉碎至微米甚至纳米级超微粉的过程。超微粉是超微粉碎的最终产品，粉碎的过程也是机械能转变成自由能的过程，在这个过程中发生了复杂的机械力化学变化，因此超微粉具有一般颗粒所不具有的一些特殊的理化性质，如良好的溶解性、分散性、吸附性、化学反应活性等。振动式超微粉碎式是利用球形或棒形的研磨介质作高频振动时产生的冲击、摩擦和剪切等作用力，来实现对物料颗粒的超微粉碎，并同时起到混合和分散的作用。利用振动式超微粉碎机的高频振动产生的机械力化学效应来诱发化学反应或诱导材料组织、结构和性能的变化，以此来制备新材料在很多行业都得到了广泛的应用。作为一种新技术，它具有明显降低反应活化能、细化晶粒、极大提高粉末活性和改善颗粒分布均匀性，促进固态离子扩散，诱发低温化学反应等特点，它是一种节能、高效的材料制备新技术。以其为基础的粉体改性在不同行业的应用研究受到了各国学者和企业界的重视。
本发明通过振动式超微粉碎机的三维碰撞作用力所引发机械力化学效应，将其作用于淀粉，虽然直观上的变化是淀粉颗粒微细化和比表面积的增加，但实际上不仅是简单的机械物理过程，还是极其复杂的能量转化过程，伴随着一系列的三维碰撞所产生的机械力化学效应，其结果是使淀粉颗粒的结构破坏、表面自由能增大、有序的晶体向无序的非晶体转变，由此而相应地引起淀粉颗粒一系列的物理化学性质的变化，如淀粉的流变性质、糊化性质等等。
综上所述，本发明所具备的实质性特点和显著的技术进步还体现在于1、使淀粉的糊化温度明显降低，通过变性处理后室温即可糊化。
2、破坏了淀粉分子的晶体结构，使淀粉中的有序晶体变为无序非晶体。
3、使淀粉颗粒微细化，大大增加了淀粉颗粒的比表面积和孔隙率。
4、破坏了淀粉的分子结构，使淀粉中的部分长链结构断裂，大分子淀粉数量减少，小分子淀粉数量增加。
5、与水的亲和力增强，水分子以较小的的能量便能拆开淀粉的微晶束结构，膨胀度和吸湿性增加。
6、糊化后的淀粉糊黏度下降，对温度的依赖性减小。
7、糊化后的淀粉糊的冻融稳定性增加。
具体实施例方式实施例一将马铃薯淀粉原料于微波干燥机中干燥至水分＜15％后，淀粉在振动式超微粉碎机中的填充率为40％，称取800g马铃薯淀粉(以干基计)和25kg钢棒于振动式超微粉碎机中，其中钢棒的直径为20mm。然后，将振动式超微粉碎机的温度控制在低于10℃，进行超微粉碎。粉碎30min后，过500目即得到改性的马铃薯淀粉产品。
实施例二a、将木署淀粉原料于微波干燥机中干燥至水分小于10％；b、淀粉在振动式超微粉碎机中的填充率为50％，按重量比淀粉1kg(以干基计)，直径为25mm的钢球的一种或一种以上的混合物80kg加入粉碎设备中粉碎；c、粉碎设备的温度控制在15℃以下，粉碎的时间为20h；d、将c步骤粉碎的改性淀粉过600目即可。
实施例三a、将玉米淀粉原料于微波干燥机中干燥至水分小于8％；b、淀粉在振动式超微粉碎机中的填充率为80％。按重量比淀粉1.5kg(以干基计)，5mm的氧化铝球的一种或一种以上的混合物40kg加入粉碎设备中粉碎；c、粉碎设备的温度控制在12℃以下，粉碎的时间为30h；d、将c步骤粉碎的改性淀粉过400目即可。
实施例四a、将淀粉原甘署料于微波干燥机中干燥至水分小于12％；b、淀粉在振动式超微粉碎机中的填充率为70％。按重量比淀粉1kg(以干基计)，直径为50mm的不锈钢珠球的一种或一种以上的混合物90kg加入粉碎设备中粉碎；c、粉碎设备的温度控制在-5℃以下，粉碎的时间为15h；d、将c步骤粉碎的改性淀粉过400目即可。
权利要求
1.一种改性淀粉的制备方法，其特征在于包括以下步骤a、淀粉干燥；b、按重量配比淀粉1～10 金属材质的一种或一种以上的混合物20～100加入粉碎设备中粉碎；c、粉碎设备的温度控制在-10～100℃，粉碎的时间为30s～30h；d、将c步骤粉碎的改性淀粉过400～600目即可。
2.如权利要求书1所述的一种改性淀粉的制备方法，其特征在于所选的粉碎设备为振动式超微粉碎机。
3.根据权利要求书1所述的一种改性淀粉的制备方法，其特征在于a步骤中原料淀粉的含水量干燥至＜15％。
4.根据权利要求书1或2所述的一种改性淀粉的制备方法，其特征在于步骤b中淀粉在粉碎设备中的填充率为40％～100％。
5.根据权利要求书1或2所述的一种改性淀粉的制备方法，其特征在于步骤c粉碎设备中的温度控制在10～100℃。
6.根据权利要求书1所述的一种改性淀粉的制备方法，其特征在于步骤c中粉碎的时间为60s～30h。
7.根据权利要求书1或2所述的一种改性淀粉的制备方法，其特征在于粉碎设备中选用直径为5～50mm的钢棒的一种或一种以上的混合物。
8.根据权利要求书1或2所述的一种改性淀粉的制备方法，其特征在于粉碎设备中选用直径为5～50mm的钢球的一种或一种以上的混合物。
9.根据权利要求书1或2所述的一种改性淀粉的制备方法，其特征在于粉碎设备中选用直径为5～50mm的氧化铝球的一种或一种以上的混合物。
10.根据权利要求书1或2所述的一种改性淀粉的制备方法，其特征在于粉碎设备中选用直径为5～50mm的不锈钢珠球的一种或一种以上的混合物。
全文摘要
本发明涉及一种改性淀粉的制备方法。针对淀粉变性方法能耗大、反应时间长难控制、工艺流程复杂、效率低、质量不稳定的缺陷，本发明在振动式超微粉碎机中利用高频多维振动对淀粉进行超微粉碎，金属材质的一种或一种以上的混合物作为研磨介质。显著改变了淀粉的颗粒形貌和大小，增加了其比表面积和孔隙率，多晶体态逐渐转变成了无定形态，引起淀粉的分子量分布及直链与支链含量比例变化，赋予淀粉糊化温度低、透光率高、冻融稳定性好、吸水性高、黏度低等特殊性质。
文档编号C08B30/00GK101050240SQ200710078458
公开日2007年10月10日 申请日期2007年5月9日 优先权日2007年5月9日
发明者李武恒, 李新, 张巨东, 王斌 申请人:重庆昊元生物产业(集团)有限公司