CN101824094A - 一种滚筒法脂肪酸淀粉酯的制备及应用 - Google Patents

Abstract

一种滚筒法脂肪酸淀粉酯的制备及应用，属于变性淀粉技术领域。本发明采用淀粉为原料，脂肪酸为酯化剂，在滚筒干燥机作为化学反应器的条件下，对淀粉进行酯化改性，制备脂肪酸淀粉酯产品。经过滚筒的高温作用处理后脂肪酸按一定比例与原淀粉发生酯化反应，淀粉由于疏水性有机碳链的引入，具备了亲油和亲水的双亲性质，因而具有了一定的乳化性。产品在食品工业中能用作稳定剂、乳化剂、凝胶剂、脂肪替代品、微胶囊壁材等，可应用于诸如人造奶油、色拉调味料、焙烤食品、奶制品等食品中。本发明的优点是采用滚筒干燥机制备酯化淀粉，其反应过程连续、反应时间短且操作简单，能耗低，制得的产品性能优良。

Description

一种滚筒法脂肪酸淀粉酯的制备及应用

技术领域

一种滚筒法脂肪酸淀粉酯的制备及应用，属于变性淀粉技术领域。

背景技术

以滚筒法生产脂肪酸淀粉酯的原理为：在滚筒干燥机的高温作用下，原淀粉与脂肪酸在酸性催化剂的催化作用下发生直接费歇尔酯化反应。酸在此反应中既是酯化反应的催化剂，又可将淀粉降解，导致淀粉分子链变短，支链淀粉的分支结构被破坏，反应空间障碍减小，增加脂肪酸与淀粉的酯化反应机会。

在国外，有关脂肪酸淀粉酯的研究工作进行得比较多，特别是美国和日本。早在二十世纪四十年代，Mullen等人就开始了硬脂酸淀粉酯的研究工作，但国内研究的还比较少。国内目前见报道的属于湿法工艺的只有程发等人采用水媒法制得的硬脂酸淀粉酯。属于干法工艺的有徐爱国采用的高温法制备的硬脂酸玉米淀粉酯，还有史巧玲的微波法以及刘凤茹采用的挤压法。

滚筒干燥技术是应用在变性淀粉生产中的一项重要技术，滚筒干燥的特点为：操作简单，适应性广，各个因素之间关联性不大；其热效率高，可高达80％～90％；反应时间短，其整个周期只需25～60s，采用滚筒法生产脂肪酸淀粉酯反应效率高，可实现连续化生产。

发明内容

本发明的目的是：用滚筒干燥器作为化学反应器来制备一种具有疏水性的酯化淀粉。脂肪酸淀粉酯与原淀粉相比，具有了一定的乳化性，良好的冻融稳定性和糊化性能。本发明使用无水乙醇作为酯化剂的溶剂，在搅拌的条件下可以与淀粉充分混合，在之后的干燥工艺中，无水乙醇会完全挥发，不会对反应造成任何不良影响。

本发明的技术方案：一种滚筒法脂肪酸淀粉酯的制备方法，以淀粉为原料，脂肪酸为酯化剂，用滚筒干燥机作为反应器制备脂肪酸淀粉酯，即用少量热无水乙醇溶解相当于淀粉干基质量1％～5％的脂肪酸，加入一定量的催化剂，再与淀粉及水调浆，设置滚筒转速、滚筒的压力即相应的温度，进行酯化反应，滚出的物料冷却后用粉碎机粉碎，即得产品；

(1)配方为：

原淀粉，以干基质量计                100g

无水乙醇，以体积计                  20～100mL

脂肪酸，以干基质量计                1～5g

催化剂，以体积计                    0.2～2mL

水，以体积计                        150～400mL

所用催化剂选用2mol/L盐酸或2mol/L醋酸；

(2)配制反应物：

按配方用60℃热无水乙醇溶解脂肪酸，加入催化剂，再与淀粉及水调浆，调节浆液淀粉质量体积浓度为20％～40％；

(3)滚筒反应：

设置滚筒反应条件为：

滚筒转速：                          0.5～4r/min

滚筒压力：                          0.4～0.8Mpa

滚出的物料冷却后用粉碎机粉碎，即得成品脂肪酸淀粉酯。

原料淀粉选用大米淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉或薯类淀粉等。

用于酯化反应的酯化剂为长链脂肪酸，选用硬脂酸、月桂酸、油酸、亚油酸或棕榈酸等。

所采用的滚筒干燥机类型为单滚筒干燥机或双滚筒干燥机。

用所述方法制备的脂肪酸淀粉酯的应用，在食品工业中用作稳定剂、乳化剂、凝胶剂、脂肪替代品或微胶囊壁材，应用于诸如人造奶油、色拉调味料、焙烤食品、奶制品食品中；因为该产品可以模拟脂肪的质构和口感，所以将其作为脂肪替代品应用于低脂蛋黄酱中替代部分脂肪。

用于酯化反应的催化剂可以为盐酸、醋酸或浓硫酸等。

本发明的有益效果：本发明针对食品加工业对变性淀粉的特殊性要求，有针对性的开发了一种变性淀粉的新生产工艺和新产品。脂肪酸淀粉酯由于引入了具有疏水性的脂肪酸，从而具有了亲水和亲油的双亲性质，在食品工业中能用作稳定剂、乳化剂、凝胶剂、脂肪替代品、微胶囊壁材等，可应用于诸如人造奶油、色拉调味料、焙烤食品、奶制品等食品中，因为该产品可以模拟脂肪的质构和口感，所以可作为脂肪替代品应用于低脂蛋黄酱中替代部分脂肪；滚筒反应操作简单，反应时间短，生产高效、灵活，便于调节控制，同时加工过程中无废水产生。因此大大拓宽了对变性淀粉加工工艺路线的选择。

附图说明

图1滚筒法脂肪酸淀粉酯制备工艺示意图。

具体实施方案

实施例1：滚筒法制备脂肪酸淀粉酯的方法，依次包括以下步骤：称取100g(干基)大米淀粉，用60mL热无水乙醇溶解3g硬脂酸，加入1mL的2mol/L盐酸催化剂，再与淀粉及水混合，调节浆液淀粉质量体积浓度为35％。在滚筒转速为1r/min，滚筒蒸汽压力为0.7Mpa条件下进行反应，转一圈后物料被刮下，冷却，粉碎，即得成品。以所制备的硬脂酸淀粉酯与高温法及微波法所制得的硬脂酸淀粉酯进行比较，结果如表1所示：

表1 三种不同方法制备的硬脂酸淀粉酯比较

方法	滚筒法	微波法	高温法
				取代度	0.01179	0.00833	0.00612

方法	滚筒法	微波法	高温法
				反应效率(％)	69.03	48.78	35.83

从表1可以看出滚筒法制备硬脂酸淀粉酯是可行的，且较微波法和高温法更优一些。

实施例2：滚筒法制备脂肪酸淀粉酯的方法，依次包括以下步骤：称取100g(干基)大米淀粉，用100mL热无水乙醇溶解5g硬脂酸，加入1mL的2mol/L盐酸催化剂，再与淀粉及水混合，调节浆液淀粉质量体积浓度为35％。在滚筒转速为1r/min，滚筒蒸汽压力为0.7Mpa条件下进行反应，转一圈后物料被刮下，冷却，粉碎，即得成品硬脂酸淀粉酯。

实施例3：称取100g(干基)大米淀粉，用60mL热无水乙醇溶解3g硬脂酸，加入1.5mL的2mol/L盐酸催化剂，再与淀粉及水混合，调节浆液淀粉质量体积浓度为35％。在滚筒转速为1r/min，滚筒压力为0.7Mp条件下进行反应，转一圈后物料被刮下，冷却，粉碎，即得成品硬脂酸淀粉酯。

实施例4：称取100g(干基)大米淀粉，用60mL热无水乙醇溶解3g硬脂酸，加入1mL的2mol/L盐酸催化剂，再与淀粉及水混合，调节浆液淀粉质量体积浓度为30％。在滚筒转速为1r/min，滚筒压力为0.7Mp条件下进行反应，转一圈后物料被刮下，冷却，粉碎，即得成品硬脂酸淀粉酯。

实施例5：称取100g(干基)大米淀粉，用60mL热无水乙醇溶解3g硬脂酸，加入1mL的2mol/L盐酸催化剂，再与淀粉与水混合，调节浆液淀粉质量体积浓度为35％。在滚筒转速为2r/min，滚筒压力为0.7Mp条件下进行反应，转一圈后物料被刮下，冷却，粉碎，即得成品硬脂酸淀粉酯。

实施例6：称取100g(干基)大米淀粉，用60mL热无水乙醇溶解3g硬脂酸，加入1mL的2mol/L盐酸催化剂，再与淀粉及水混合，调节浆液淀粉质量体积浓度为35％。在滚筒转速为1r/min，滚筒压力为0.6Mp条件下进行反应，转一圈后物料被刮下，冷却，粉碎，即得成品硬脂酸淀粉酯。

实施例7：以玉米淀粉为原料，其余配方和操作条件同实施例1，制得成品硬脂酸淀粉酯。

实施例8-11：分别使用月桂酸、油酸、亚油酸或棕榈酸作为酯化剂，其余配方和操作条件同实施例1，分别制得成品月桂酸淀粉酯、油酸淀粉酯、亚油酸淀粉酯或棕榈酸淀粉酯。

实施例12：选用2mol/L醋酸作为催化剂，其余配方和操作条件同实施例1，制得成品硬脂酸淀粉酯。

Claims (5)

1.一种滚筒法脂肪酸淀粉酯的制备方法，其特征是以淀粉为原料，脂肪酸为酯化剂，用滚筒干燥机作为反应器制备脂肪酸淀粉酯，即用少量热无水乙醇溶解相当于淀粉干基质量1％～5％的脂肪酸，加入一定量的催化剂，再与淀粉及水调浆，设置滚筒转速、滚筒的压力即相应的温度，进行酯化反应，滚出的物料冷却后用粉碎机粉碎，即得产品；

(1)配方为：

原淀粉，以干基质量计        100g

无水乙醇，以体积计          20～100mL

脂肪酸，以干基质量计        1～5g

催化剂，以体积计            0.2～2mL

水，以体积计                150～400mL

所用催化剂选用2mol/L盐酸或2mol/L醋酸；

(2)配制反应物：

按配方用60℃热无水乙醇溶解脂肪酸，加入催化剂，再与淀粉及水调浆，调节浆液淀粉质量体积浓度为20％～40％；

(3)滚筒反应：

设置滚筒反应条件为：

滚筒转速：            0.5～4r/min

滚筒压力：            0.4～0.8Mpa

滚出的物料冷却后用粉碎机粉碎，即得成品脂肪酸淀粉酯。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是原料淀粉选用大米淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉或薯类淀粉。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是用于酯化反应的酯化剂为长链脂肪酸，选用硬脂酸、月桂酸、油酸、亚油酸或棕榈酸。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是所采用的滚筒干燥机类型为单滚筒干燥机或双滚筒干燥机。

5.用权利要求1所述方法制备的脂肪酸淀粉酯的应用，其特征是在食品工业中用作稳定剂、乳化剂、凝胶剂、脂肪替代品或微胶囊壁材，应用于诸如人造奶油、色拉调味料、焙烤食品、奶制品食品中；其作为脂肪替代品应用于低脂蛋黄酱中替代部分脂肪。

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