CN102030832A - 一种替代明胶的复合变性淀粉的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种替代明胶的复合变性淀粉的制备方法。首先将稻米淀粉与水混合形成淀粉乳，加入氧化剂反应获得氧化淀粉，再加入交联剂反应获得交联氧化淀粉，然后加入环氧丙烷和碱液进行羟丙基化反应，最终获得复合变性淀粉。本发明的复合变性淀粉兼有多种变性淀粉的性能优势，水溶性好，糊化温度低，糊化后粘度低，稳定性高，凝胶能力强，冻融稳定性好，透明度高。其合成工艺简单，成本低，产率高，操作简便，可望替代明胶在胶囊壁材、果冻、糖果的制备中得到实际应用。

Description

一种替代明胶的复合变性淀粉的制备方法

技术领域

本发明涉及一种替代明胶的复合变性淀粉的制备方法。

背景技术

淀粉是植物体内一种葡萄糖高聚化合物，广泛用于日常饮食和食品加工业。变性淀粉则是指运用物理、化学或酶的方法对天然淀粉进行处理而获得的具有某种特殊性质和用途的淀粉衍生物。按处理方法不同，淀粉的变性方法可分为物理变性、化学变性和酶法变性，其中，物理方法主要用于生产预糊化淀粉，酶法主要用于生产糊精，由于这两种方法生产产品的种类较少，其应用范围受到较大限制。化学方法则是利用化学试剂与淀粉反应，因而可以获得更多种类和更多性能的变性淀粉。

近年来，随着经济的快速发展，人们在注重生活质量的同时，对食品质量的要求也越来越高，食用变性淀粉已成为食品工业中不可缺少的主要原料之一。使用变性淀粉作为食品添加剂，并不完全是基于它们的营养价值，而是由于它们可以改善产品的组织结构和风味，提高食品的耐藏性和冻融稳定性，以及改善食品的加工性能。例如：现代食品加工工艺中的高温杀菌、机械搅拌、泵的输运要求淀粉具有耐热、抗剪切稳定性；冷藏食品则要求糊化后的淀粉不易回生凝沉，而具有很强的亲水性；偏酸性食品要求淀粉在酸性环境下有较强的耐酸稳定性；有些食品还需要淀粉具有良好的成膜性、涂抹性等。如今，在美国、欧盟、加拿大等发达国家，几乎所有的谷物快餐食品和肉制品中都添加变性淀粉，并均已得到WHO和FAO食品添加剂专家委员会的认可。

明胶是目前食品工业中常用的增稠剂和胶凝剂，然而，由于它的动物来源受到了素食主义者和穆斯林信徒的抵制，因此，研制开发植物性非明胶食品已成为食品工业今后发展的主要趋势和迫切需要。从食用明胶的功能特点看，用作明胶替代物的淀粉应具有以下性能：很强的凝胶能力，较低的热粘度和较高的冷粘度，优良的水溶性以及较好的透明性等。然而，普通的天然淀粉在冷水中溶解性差，淀粉糊粘度的热稳定性低以及冻融稳定性低等因素，目前还难以完全满足上述性能要求而替代明胶在食品加工中的应用。

与其它植物的淀粉相比，稻米淀粉性质独特，具有淀粉颗粒细小(通常小于5μm)、颗粒度均匀、呈多角形、低过敏性、质构柔滑似奶油、脂肪口感等优点，非常适合食品加工应用。但由于目前研究的稻米变性淀粉，大多是单纯的一次变性淀粉，功能单一，还不能在所有应用性能上都达到明胶的水平，因此，开展对稻米淀粉的多元复合变性研究，实现其整体性能的综合优化已成为当前当前食品和医药行业的研究热点。

发明内容

本发明的目的是提供一种替代明胶的复合变性淀粉的制备方法。

本发明的替代明胶的复合变性淀粉的制备方法，其特征在于以100g稻米淀粉为基准量，包括以下步骤：

(1)将100g稻米淀粉用蒸馏水调成重量百分比为20-60％的淀粉乳，加入10-30g的氧化剂，反应1-20小时，洗涤、干燥，获得氧化淀粉；

(2)向氧化淀粉中缓慢加入3-20g的交联剂，在20-80℃下反应1-10小时，调节pH值至中性，洗涤干燥、粉碎过筛，得氧化-交联淀粉；

(3)向氧化-交联淀粉中加入3-10g的碱溶液和5-20g的膨胀抑制剂，在40-90℃下搅拌，并控制反应pH值在8-10，加入5-30g的环氧丙烷，反应4-24小时，洗涤干燥，得复合变性淀粉。

上述制备方法中，所说的氧化剂为过氧化氢、次氯酸钠或高锰酸钾；所说的交联剂为三偏磷酸钠、乙酸酐、三氯氧磷、均苯三甲酸或丁二酸；所说的碱溶液为氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钾或碳酸氢钠；所说的膨胀抑制剂为硫酸钠、醋酸钠、苯甲酸钠或氯化钠。

本发明的有益效果在于：该复合变性淀粉兼有多种变性淀粉的性能优势，水溶性好，糊化温度低(低于65℃)，糊化后粘度低(10-50mPas)，稳定性高，凝胶强度高(150-300g/cm²)，冻融稳定性好(冷冻次数大于6次)，透明度高(淀粉糊透光率65-80％)。其合成工艺简单，成本低，产率高，操作简便，可望替代明胶在胶囊壁材、果冻和糖果的制备中得到实际应用。

具体实施方式

实施例1：

将100g稻米淀粉用蒸馏水调成重量百分比为20％的淀粉乳，加入10g过氧化氢反应1小时后，洗涤、干燥后获得氧化淀粉，向氧化淀粉中缓慢加入3g的丁二酸，在80℃下反应1小时，调节pH值至中性，洗涤干燥、粉碎过筛后得氧化-交联淀粉，向氧化-交联淀粉中加入3g的氢氧化钠溶液和5g苯甲酸钠，在90℃下搅拌，并控制反应pH值在10，加入5g环氧丙烷，反应12小时，洗涤干燥，得复合变性淀粉。

本例制备的复合变性淀粉的糊化温度为61℃，糊化后峰值粘度为40mPas，用紫外-可见分光光度计测得的淀粉糊透光率为73％。用热重分析仪测得复合变性淀粉的热分解温度为294℃，比未变性的稻米淀粉提高了15℃。扫描电镜结果显示未变性淀粉的粒径为2-4微米，而复合变性稻米淀粉的粒径为3-4微米，分布更均匀。由XRD测试结果计算得复合变性淀粉的结晶度为38％，高于未变性稻米淀粉的结晶度(30％)。

利用该复合变性淀粉制备了果冻样品，其凝胶强度为209g/cm²，耐冷冻次数为7次，表明该复合变性淀粉可望替代明胶在胶囊壁材、果冻和糖果的制备中得到实际应用。

实施例2：

将100g稻米淀粉用蒸馏水调成重量百分比为60％的淀粉乳，加入30g的次氯酸钠反应20小时后，洗涤、干燥后获得氧化淀粉，向氧化淀粉中缓慢加入20g的三偏磷酸钠，在40℃下反应10小时，调节pH值至中性，洗涤干燥、粉碎过筛后得氧化-交联淀粉，向氧化-交联淀粉中加入10g的碳酸钠溶液和20g的硫酸钠，在60℃下搅拌，并控制反应pH值在8，加入30g的环氧丙烷，反应4小时，洗涤干燥，得复合变性淀粉。

本例制备的复合变性稻米淀粉的糊化温度为57℃，糊化后峰值粘度为47mPas，用紫外-可见分光光度计测得的淀粉糊透光率为68％。用热重分析仪测得复合变性淀粉的热分解温度为287℃。扫描电镜结果显示复合变性稻米淀粉的粒径为2-3微米，XRD测试结果计算得复合变性淀粉的结晶度为36％。

利用该复合变性淀粉制备了果冻样品，凝胶强度为264g/cm²，耐冷冻次数为6次，表明该复合变性淀粉可望替代明胶在胶囊壁材、果冻和糖果的制备中得到实际应用。

实施例3：

将100g稻米淀粉用蒸馏水调成重量百分比为40％的淀粉乳，加入20g的高锰酸钾反应15小时后，洗涤、干燥后获得氧化淀粉，向氧化淀粉中缓慢加入8g的均苯三甲酸，在70℃下反应8小时，调节pH值至中性，洗涤干燥、粉碎过筛后得氧化-交联淀粉，向氧化-交联淀粉中加入7g的氢氧化钠溶液和10g的氯化钠，在40℃下搅拌，并控制反应pH值在9，加入20g的环氧丙烷，反应24小时，洗涤干燥，得复合变性淀粉。

本例制备的复合变性稻米淀粉的糊化温度为63℃，糊化后峰值粘度为32mPas，用紫外-可见分光光度计测得的淀粉糊透光率为78％。用热重分析仪测得复合变性淀粉的热分解温度为297℃。扫描电镜结果显示复合变性稻米淀粉的粒径为2-3微米，XRD测试结果计算得复合变性淀粉的结晶度为42％。

利用该复合变性淀粉制备了果冻样品，凝胶强度为183g/cm²，耐冷冻次数为7次，表明该复合变性淀粉可望替代明胶在胶囊壁材、果冻和糖果的制备中得到实际应用。

Claims (5)

1.一种替代明胶的复合变性淀粉的制备方法，其特征在于以100g稻米淀粉为基准量，包括以下步骤：

(1)将100g稻米淀粉用蒸馏水调成重量百分比为20-60％的淀粉乳，加入10-30g的氧化剂，反应1-20小时，洗涤、干燥，获得氧化淀粉；

(2)向氧化淀粉中缓慢加入3-20g的交联剂，在20-80℃下反应1-10小时，调节pH值至中性，洗涤干燥、粉碎过筛，得氧化-交联淀粉；

(3)向氧化-交联淀粉中加入3-10g的碱溶液和5-20g的膨胀抑制剂，在40-90℃下搅拌，并控制反应pH值在8-10，加入5-30g的环氧丙烷，反应4-24小时，洗涤干燥，得复合变性淀粉。

2.根据权利要求1所述的复合变性淀粉的制备方法，其特征在于所说的氧化剂为过氧化氢、次氯酸钠或高锰酸钾。

3.根据权利要求1所述的复合变性淀粉的制备方法，其特征在于所说的交联剂为三偏磷酸钠、乙酸酐、三氯氧磷、均苯三甲酸或丁二酸。

4.根据权利要求1所述的复合变性淀粉的制备方法，其特征在于所说的碱溶液为氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钾或碳酸氢钠。

5.根据权利要求1所述的复合变性淀粉的制备方法，其特征在于所说的膨胀抑制剂为硫酸钠、醋酸钠、苯甲酸钠或氯化钠。