一种抗老化的淀粉基乳化剂的制备与应用

本发明涉及淀粉加工，具体涉及一种抗老化的淀粉基乳化剂的制备与应用。

背景技术：

1、乳液是热力学不相容的多相体系，容易发生絮凝、聚合和分层等相分离现象，从而失去稳定性。通过添加稳定剂可以提高乳液稳定性。目前所使用的稳定剂主要有两类，一类是能够降低两相界面张力的两亲性物质，包括小分子表面活性剂和两亲性生物聚合物，另一类是能够吸附于两相界面的固体颗粒。并且，在所有可食用的天然固体颗粒中，淀粉是最丰富的资源之一。但是天然淀粉不是理想的颗粒稳定剂，因为它们疏水性很弱(接触角为30°-50°)，而且粒径偏大(1-110μm)，这两个特点都是降低它们在油水界面上的吸附速度和堆积密度的主要原因，不利于乳液的形成和稳定，严重制约了淀粉基乳化剂的产业发展。

2、近几年，人们一直致力于高效淀粉基乳化剂的研发，并成功开发出了疏水改性和纳米改性两大技术路线。疏水改性方面，主要技术是辛烯基琥珀酸酐酯化，如中国发明专利cn112759772a和cn113402623a；纳米改性方面，最常见的技术有酸解、酶解、重结晶和纳米沉淀，如中国发明专利cn111116941a和cn106883463a。在进行辛烯基琥珀酸酐酯化反应时需调节ph，有时还需要酸解、酶解或氧化等预处理，由于绿色标签问题，疏水改性淀粉在食品工业中的应用往往受到限制；而纳米改性的过程通常耗时长且产率低，常涉及有机或无机试剂。同时，无论是疏水改性淀粉乳化剂还是纳米改性淀粉乳化剂，在经历食品热杀菌时都会被糊化，而糊化后的淀粉乳化剂在储藏过程中会发生老化，显著改变乳液质地，严重破坏乳液品质。

3、因此，需开发出一种新方案改善以上问题。

技术实现思路

1、本发明旨在提供一种抗老化的淀粉基乳化剂的制备与应用，改善疏水改性和纳米改性技术中存在的反应涉及有机或无机化学试剂、处理过程复杂、产率低、在食品工业应用受限、加热后糊化、储藏时老化等问题，提供一种抗老化、不改变乳液质地、提高乳液稳定性的抗老化的淀粉基乳化剂。

2、第一方面，本发明提供一种抗老化的淀粉基乳化剂的制备方法，包括以下步骤：

3、s1、将淀粉通过螺杆挤压机进行无定型化，粉碎、干燥后制得无定型化淀粉；所述螺杆挤压机的温度设置为100-150℃；

4、s2、将所述无定型化淀粉通过过热蒸汽处理进行无氧热解；

5、s3、无氧热解完成后，加水进行低温糊化，制得淀粉浆液；

6、s4、将所述淀粉浆液进行离心，收集上清液，制得抗老化的淀粉基乳化剂溶液。

7、可选地，所述步骤s1中淀粉包括玉米淀粉、土豆淀粉、大豆淀粉；所述淀粉水分含量为20％-40％。

8、可选地，所述步骤s1中的螺杆挤压机中包括预糊化处理和快速脱水处理。

9、可选地，所述步骤s1中淀粉水分含量低于20％不利于糊化处理，水分含量高于40％不利于快速脱水处理。

10、可选地，所述步骤s1中螺杆挤压机的温度低于100℃不利于糊化，温度高于150℃时淀粉易产生褐变。

11、可选地，所述步骤s1中的无定型化是为了降低淀粉的热解温度，通过破坏淀粉的氢键网络和晶态结构，使淀粉分子处于无序状态。

12、可选地，所述步骤s1中制得的无定型化淀粉的含水量为3％-10％，以保持淀粉无定型化状态。

13、可选地，所述步骤s2中过热蒸汽处理的条件为：温度为170-190℃，处理时间为60-120min。

14、可选地，所述步骤s2中的过热蒸汽处理是无氧热解过程，能够抑制反应中淀粉的褐变和异味的产生。

15、可选地，所述步骤s2中的过热蒸汽处理得到的淀粉重均分子量降低约1个数量级，支链淀粉的超长链(dp＞36)有1/3左右降解为短链(dp 6-12)。

16、可选地，所述步骤s2中的过热蒸汽处理得到的淀粉在水中溶解度大于80％。

17、可选地，所述步骤s3中低温糊化的条件为：温度为55-70℃，处理时间为5-15min。

18、可选地，所述步骤s3完成后能够得到可形成颗粒状分子团簇的可溶性淀粉。

19、可选地，将所述步骤s4中制得的淀粉基乳化剂溶液通过喷雾干燥，制得淀粉基乳化剂粉末。

20、可选地，所述乳化剂粉末使用前需溶解于65-70℃水中，浓度为15-100g/l。

21、第二方面，本发明提供一种抗老化的淀粉基乳化剂。

22、第三方面，本发明提供一种抗老化的淀粉基乳化剂在食品中的应用。

23、本发明具备的有益效果包括：

24、(1)本发明提供的淀粉基乳化剂的制备方法，结合无定型化和无氧热解处理，不仅降低了淀粉的热解温度、提高了淀粉的热解效率，同时防止了淀粉的褐变和异味；

25、(2)本发明提供的淀粉基乳化剂制备方法，通过控制热解温度和时间，并结合低温糊化，筛选得可形成颗粒状分子团簇的可溶性淀粉，可作为颗粒稳定剂吸附并稳定油水界面；

26、(3)本发明制得的抗老化的淀粉基乳化剂在油水界面上的吸附作用力较强，淀粉分子团簇间难以发生广泛交联，从而显著抑制了淀粉乳化剂老化，具有较强的抗老化作用。

技术特征：

1.一种抗老化的淀粉基乳化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤s1中淀粉包括玉米淀粉、土豆淀粉、大豆淀粉；所述淀粉中含水量为20-40％。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤s1中制得的无定型化淀粉的含水量为3％-10％。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤s2中过热蒸汽处理的条件为：温度为170-190℃，处理时间为60-120min。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤s3中低温糊化的条件为：温度为55-70℃，处理时间为5-15min。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤s4中制得的抗老化的淀粉基乳化剂溶液，通过喷雾干燥制得抗老化的淀粉基乳化剂粉末。

7.如权利要求1-6任一项所述的方法制得的抗老化的淀粉基乳化剂。

8.如权利要求7所述的抗老化的淀粉基乳化剂在食品中的应用。

技术总结
本发明提供了一种抗老化的淀粉基乳化剂的制备与应用，其中制备方法包括无定型化、无氧热解、低温糊化、离心分离、喷雾干燥五个步骤；本发明结合无定型化和过热蒸汽处理，提高了淀粉的热解效率和溶解度，并且防止了褐变和异味；热解后的淀粉颗粒通过低温糊化和离心分离得到分子量和链长分布适宜的可溶性淀粉溶液，并且在水中形成颗粒状的分子团簇，吸附并稳定油水界面；由于吸附作用力强，淀粉分子团簇间难以发生广泛交联，有效抑制淀粉乳化剂老化；本发明提供的淀粉基乳化剂，具有抗老化和纯天然的特点，适用于食品、制药等行业。

技术研发人员：吴建永,彭振欢,刘成梅
受保护的技术使用者：南昌大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17