含有改性淀粉的组合物及其制备方法与应用与流程

本发明涉及淀粉加工技术领域，具体而言，涉及一种含有改性淀粉的组合物及其制备方法与应用。

背景技术：

淀粉(starch)是由通过糖苷键连接的大量葡萄糖单元组成的聚合碳水化合物，属于多糖类物质的一种。制造淀粉是绿色植物贮存能量的一种方式。淀粉也是人类饮食中最常见的碳水化合物，广泛存在于马铃薯，小麦，玉米，大米，木薯等主食中。

纯淀粉是一种白色，无味，无臭的粉末，不溶于冷水或酒精，分子式为(c6h10o5)n。淀粉因分子内氢键而卷曲成螺旋结构，可分为直链淀粉(糖淀粉)和支链淀粉(胶淀粉)。前者为无分支的螺旋结构；后者以24～30个葡萄糖残基以α-1,4-糖苷键首尾相连而成，在支链处为α-1,6-糖苷键。直链淀粉遇碘呈蓝色，支链淀粉遇碘呈紫红色。这是由于淀粉螺旋中央空穴恰能容下碘分子，通过范德华力，两者形成一种蓝黑色错合物。

淀粉在食品工业中被加工以产生多种糖。淀粉在温水中溶解产生糊精，这可以用作增稠剂，硬化则作为粘接剂。淀粉在非食品工业最广泛的用途是在造纸过程中作为粘合剂。淀粉同时也是来源最广泛的天然资源之一。然而，天然淀粉在食品工业中进行利用时常常会产生一些限制，比如结构紧密，反应活性低等。

亲水胶体又称食品胶，通常是指能溶解于水,并在一定条件下充分化水形成粘稠、滑腻或胶冻溶液的大分子物质，大多是蛋白质和天然多糖及其衍生物，广泛分布于自然界。淀粉与亲水性胶体作为食品体系中两类重要的功能性高分子，通常被共同应用于食品体系。然而，目前物理改性后的淀粉与胶体复配的研究较少，且效果有待加强。

高速射流技术(highspeedjet，hsj)是以水为介质，通过液压设备的增压能力将水介质增压到一定压强，然后通过喷嘴喷射出来，形成一股超高压的高速、高能、高穿透力水束，其在细胞破碎，乳化、乳液颗粒的细化等领域广泛应用，为淀粉物理改性提供一种可能。高速射流的作用原理与液-液冲击的方式不同，其原理基于液-固冲击模型。然而目前高速射流改性淀粉与胶体的相互作用研究还未见报道。

有鉴于此，特提出本发明。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种含有改性淀粉的组合物，以解决上述问题。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

本发明涉及一种含有改性淀粉的组合物，所述组合物由改性淀粉与亲水胶体复配得到；

所述改性淀粉由淀粉干基经高速射流处理得到。

本发明通过使用高速射流技术制得的改性淀粉具有更好的稳定性。

亲水胶体(hydrocollicod)是指能溶于水中，并且在一定条件下充分水化，形成黏稠、滑腻或胶冻状液的大分子物质，其化学成分大多是天然多糖和蛋白质，广泛分布于自然界。亲水胶体是食品加工行业中常用的辅料，具有很好的增稠效果，但其成本较高。

本发明制得的改性淀粉与亲水胶体复配后，淀粉与胶体复配体系呈现出更加均一、紧凑的结构。改性淀粉-亲水胶体体系具有更好的增稠性，复配体系表现出更优越的黏弹性。本发明的研究表明将改性淀粉-亲水胶体复配物替代单一的亲水胶体，其复配物在替代胶体的同时不改变食品原有的风味、感官特性，并且还减低了生产成本。另外，还发现亲水胶体与一些改性后的淀粉复配效果较原淀粉要更好。

根据本发明的一方面，本发明还涉及如上所述的含有改性淀粉的组合物的制备方法，将所述改性淀粉与亲水胶体在水中混匀糊化后干燥即得。

本发明还涉及如上所述的含有改性淀粉的组合物在作为药物载体、免疫分析反应中标记物载体、造纸涂布原料或辅料以及食品加工辅料中的应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为不同压力下经过高速射流处理的淀粉样品的电镜结果；

图2为不同压力下经过高速射流处理的淀粉样品的红外分析结果；

图3为不同压力下经过高速射流处理的淀粉样品的结晶度分析结果；

图4为0mpa下制得的改性淀粉与亲水胶体复配后的稳态剪切粘度结果；

图5为140mpa下制得的改性淀粉与亲水胶体复配后的稳态剪切粘度结果；

图6为220mpa下制得的改性淀粉与亲水胶体复配后的稳态剪切粘度结果；

图7为0mpa下制得的改性淀粉与亲水胶体复配后的稳态剪切剪切应力结果；

图8为140mpa下制得的改性淀粉与亲水胶体复配后的稳态剪切剪切应力结果；

图9为220mpa下制得的改性淀粉与亲水胶体复配后的稳态剪切剪切应力结果。

具体实施方式

本发明涉及一种含有改性淀粉的组合物，所述组合物由改性淀粉与亲水胶体复配得到；

所述改性淀粉由淀粉干基经高速射流处理得到。

高速射流技术在细胞破碎，乳化、乳液颗粒的细化等领域广泛应用，本发明通过使用高速射流技术制得的改性淀粉具有更好的稳定性。

亲水胶体(hydrocollicod)是指能溶于水中，并且在一定条件下充分水化，形成黏稠、滑腻或胶冻状液的大分子物质，其化学成分大多是天然多糖和蛋白质，广泛分布于自然界。亲水胶体是食品加工行业中常用的辅料，虽然其具有很好的增稠效果，但其成本较高。

本发明制得的改性淀粉与亲水胶体复配后，淀粉与胶体复配体系呈现出更加均一、紧凑的结构。改性淀粉-亲水胶体体系具有更好的增稠性，复配体系表现出更优越的黏弹性。本发明的研究表明将改性淀粉-亲水胶体复配物替代单一的亲水胶体，其复配物在替代胶体的同时不改变食品原有的风味、感官特性，并且还减低了生产成本。另外，还发现亲水胶体与一些改性后的淀粉复配效果较原淀粉要更好。

优选的，如上所述的含有改性淀粉的组合物，所述亲水胶体包括黄原胶、κ-卡拉胶、魔芋胶和瓜儿豆胶中的一种或多种；更优选的，所述亲水胶体为瓜儿豆胶。

优选的，如上所述的含有改性淀粉的组合物，所述改性淀粉与所述亲水胶体的质量比为(0.01～0.03):(0.07～0.09)；

更优选为(0.015～0.025):(0.075～0.085)；

更优选为0.02:0.08。

优选的，如上所述的含有改性淀粉的组合物，将淀粉干基加水配置成淀粉乳液后再进行高速射流处理；

优选的，如上所述的含有改性淀粉的组合物，所述淀粉乳液的浓度为4w/w％～6w/w％；更优选为5w/w％。

优选的，如上所述的含有改性淀粉的组合物，所述高速射流处理的压力≥140mpa，优选为140mpa～600mpa；或150mpa～500mpa，或160mpa～400mpa，或170mpa～300mpa，更优选为180mpa～220mpa。，也可以选择200mpa。

优选的，如上所述的含有改性淀粉的组合物，所述高速射流处理的过程中保持样品温度在30℃以内；优选为4℃～30℃，更优选为10℃～20℃，还可以选择15℃。

更优选的，处理次数为1～3次，或2次。

优选的，如上所述的含有改性淀粉的组合物，所述淀粉干基为木薯淀粉、红薯淀粉、大米淀粉或玉米淀粉中的一种或多种；

更优选为木薯淀粉。

优选的，如上所述的含有改性淀粉的组合物，所述淀粉干基纯度≥99％，含水量≤20w/w％；

更优选的，所述淀粉干基纯度≥99.7％，含水量≤14.8w/w％。

根据本发明的一方面，本发明还涉及如上所述的含有改性淀粉的组合物的制备方法，将所述改性淀粉与亲水胶体在水中混匀糊化后干燥即得。

本发明还涉及如上所述的含有改性淀粉的组合物在作为食品加工辅料中的应用。

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

实施例

第一部分：高速射流改性木薯淀粉性质部分：

实验方法：淀粉溶解于蒸馏水中，配成5％的乳液，混匀，在不同压力下(0，60，100，140，180，220mpa处理2次)经过高速射流处理，处理过程中冷凝水一直循环，保持样品温度在30℃以下，淀粉通过喷嘴喷出达到高速效果，与内壁碰撞达到破碎的效果。淀粉处理完成后进行冷冻干燥48h。木薯淀粉(泰国进出口，曼谷)是从泰国的一家食品厂购买的，纯度和其含水量分别为99.70％和14.80％(w/w)。所有使用的化学品均为分析纯。

在不同压力下经过高速射流处理的淀粉样品的电镜结果如图1所示。经过高速射流不同压力处理2次的淀粉颗粒的表面结构破坏严重，淀粉发生部分糊化。

在不同压力下经过高速射流处理的淀粉样品的红外分析结果如图2所示。3200-3550cm^-1代表的是氢键峰，从图2中可以看出，随着处理压力的增加，这部分峰变宽，且往高波数方向移动，表明淀粉羟基活性加强，有利于与胶体的复配。995cm^-1处吸收峰为水分子与淀粉分子相互作用的吸收峰，随着压力增加，吸收峰的强度增加，可能归因于高速射流处理使得淀粉分子结构的破坏，更易于与水分子接触。

在不同压力下经过高速射流处理的淀粉样品的结晶度分析结果如图3所示。x-衍射峰的强度及半峰宽的变化反应了颗粒结晶度的大小、无定形化程度和晶格畸变等情况，且根据x-衍射图谱，可将淀粉分为a、b、c三种类型，a型淀粉大概在2θ值为15°，17°，18°，23°有强吸收峰，主要为谷物淀粉。b型淀粉在2θ值为5.6°，17°，22°，24°时出现强吸收峰；其中c型为a型和b型的组合。从图3可以看出，天然的木薯淀粉在15.20°，17.06°，18.10°，23.47°出现强吸收峰，表明其晶体类型为a型；随着高速射流处理压力的增加，晶体类型没有发生改变。但是随着处理压力的增加，吸收峰的强度逐渐降低，这表明淀粉结晶结构的减少，导致结晶度的降低。另外当处理压力超过180mpa时，淀粉结构破坏明显。这表明淀粉颗粒结晶结构在较高压力的处理下，更容易被破坏。

第二部分：高速射流改性木薯淀粉与瓜儿豆胶复配

改性淀粉(0，60，140，220mpa处理2次，两次处理条件一样)与亲水胶体(瓜尔豆胶)复配。(改性淀粉：亲水胶体＝0.1:0、0.08:0.02、0.06:0.04、0.04:0.06、0.02:0.08、0:0.1)通过流变实验筛选出最佳的配比(最佳压力，最佳质量比)。

瓜尔豆胶食品级山东优索化工科技有限公司

复配体系的制备：将不同质量配比的样品置于烧杯中，加入10ml蒸馏水，混合均匀，放入沸水中糊化，形成淀粉糊。然后进行冷冻干燥48h，备用。

复配体系的效果：

剪切流变分析：

取不同质量配比不同处理压力下的改性淀粉—亲水胶体复配体系(总质量0.1g)，加2ml蒸馏水，涡旋3min混匀，在25℃平衡30s，然后在0.1—300s-1和300—0.1s-1进行测试，收集数据，并用不同的方程(指数模型，herschel-bulkley方程等)来分析拟合数据。

其中，0，140，220mpa下制得的改性淀粉与亲水胶体复配后的稳态剪切粘度结果分别如图4～6所示，从图中可知，配比为0.08:0.02(胶体:改性淀粉)粘度最大，且效果与0.1:0(胶体:改性淀粉)效果相当。

0，140，220mpa下制得的改性淀粉与亲水胶体复配后的稳态剪切剪切应力结果分别如图7～9所示，从图中可知，配比为0.08:0.02(胶体:改性淀粉)剪切应力最大，且效果与0.1:0(胶体:改性淀粉)效果相当。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，但本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。