CN102725314A - 高度水合的淀粉及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

描述一种生产高度水合的超溶胀糊化淀粉的方法且包括：使含淀粉的产品和工作流体(例如水)结合以形成混合物；使混合物流过入口进入通道；且通过与通道相通的喷嘴，将高速(例如超声速)运输流体注入到混合物中；其中高速运输流体的注入：向混合物施加剪切力，使得混合物雾化并形成蒸汽和液滴流动型态；在喷嘴下游的通道内形成至少部分真空；且通过所述运输流体的冷凝，在喷嘴和真空的下游的通道内产生冷激波，以生产超溶胀水合糊化淀粉。还提供通过本发明的方法制备的超溶胀水合糊化淀粉、多糖和聚烯烃且上述物质具有广泛的应用性，例如在食物、医学、造纸、化妆品、织物及建筑工业。

Description

高度水合的淀粉及其生产方法
本发明涉及糊化淀粉，且尤其涉及具有高的体积占有率(volumeoccupancy)的高粘度的高度水合的淀粉，且涉及用于制备此类淀粉的方法。此类淀粉提供例如对于糖苷键的增加的酶接触和改进的可消化性。而且，此类淀粉在例如成型的产品比如谷类食物、伴侣动物饲料和水生动物饲料的生产中还提供额外的益处。
淀粉是作为植物储存产物自然存在于例如块茎、根和谷粒或种子中的生物聚合物。在其体内自然状态中，淀粉作为保持在植物的粒状储存体中的半结晶颗粒或粒出现。来自不同的植物学来源的淀粉趋向于不同的形状，且通常具有非常不同的尺寸，例如马铃薯淀粉颗粒往往较大，具有在60-100微米的范围内的直径，尽管其直径可从15微米至100微米变动。大米淀粉颗粒在尺寸上趋向于约3-8微米。淀粉主要包括两类多糖：直链淀粉和支链淀粉。直链淀粉是包含(1-4)α-D-吡喃葡萄糖单元的直链分子，同时偶尔经由α(1-6)键分枝。支链淀粉包含α-D-吡喃葡萄糖单元，主要通过α(1-4)键连接且具有相当比例的α(1-6)键以提供高度支化的结构。在淀粉粒中，支链淀粉聚合物从中心点(淀粉粒核(hilum))向外排列。淀粉粒核可出现在具有自其延伸的均匀聚合物层的粒的中心(如在玉米淀粉中)，或可位于具有不均匀的聚合物层的粒的一侧(如在马铃薯淀粉中)。在某些情况下，可出现不止一个的淀粉粒核，如在大米淀粉中。从淀粉粒核向外延伸的支链淀粉是有序的，使得线性部分平行对齐且在链之间形成氢键。在X-射线衍射研究和显微镜研究中，这种对齐作为粒内的同心条出现。散布在这些高度有序的区域之间的是支化支链淀粉的区域。此外，取决于淀粉的植物学来源，还以不同的比例存在主要线性的直链淀粉链。不同类型的淀粉包含不同比例的直链淀粉和支链淀粉。一些淀粉(被称为蜡质淀粉)主要或完全由支链淀粉组成，同时存在很少的直链淀粉或不存在直链淀粉。尽管存在其它类型的蜡质淀粉，最常用的蜡质淀粉的类型是蜡质玉蜀黍淀粉。
淀粉被广泛用于许多不同的工业，尤其例如在食物和饮料中作为增稠剂，但淀粉在造纸中、在化妆品中、在织物工业(比如作为胶料(size))及染料中、在动物饲料中、作为用于建筑工业的各种产品比如水泥或石膏墙板的添加剂、在石油工业中(例如钻井泥浆及至钻孔封堵墙(seal wall ofbore hole))也是重要的。淀粉还可用于制备产品，比如在包装中、在洗涤剂和皂中及在橡胶和泡沫制造工业中的改性糖、有机酸、糖浆及许多其它化学制品、涂层和表面处理、复合材料、用于消费品(比如电子设备、生物燃料、药物、生物塑料、粘合剂及胶水)的材料。淀粉还在例如增稠剂、硬化剂、黏结剂、涂层、粘合剂、稳定剂、乳化稳定剂、赋形剂、填充剂、悬浮剂和共聚物中获得应用。
对于很多工业应用，处理自然存在的淀粉以改进其化学结构，从而将其物理特性改变为所需的那些。此类处理可包括酶处理(例如用水解交联键的β-淀粉酶)，尽管酶处理昂贵且可能难于控制。可选的处理包括通过引入取代基或通过淀粉和共聚物的组合将淀粉化学改性。一个实例是阳离子淀粉，其中用反应性化合物处理淀粉以引入正电荷。阳离子淀粉被广泛用于造纸工业中，因为电荷给予了淀粉对于纤维素纤维的亲和性。作为另一个实例，美国专利第4,552,940号公开了由于苯乙烯的使用具有乙烯基聚合部分的接枝淀粉聚合物。公开此类接枝淀粉聚合物具有良好的降低的粘度(低至1070cp)，但此类接枝淀粉聚合物对于食物和饮料的应用是不可接受的。而且，比如由美国食品和药品管理局规定了此类化学改性淀粉的应用。其它方法关注特定自然来源的淀粉的识别。例如，美国专利第5,954,883号公开了来自sugary-2等位基因杂合的玉蜀黍的淀粉，由于其在低温下的稳定性，因此对于冷藏食物应用特别有用。作为另一个实例，认为一些淀粉在它们的自然存在状态中是阳离子型或阴离子型的，且寻找其在某些应用中的使用。另外的方法是选择性地育种或从基因方面改进自然来源以改变/增加性质或以其他方式影响期望的性质并减少或消除不期望的性质。
淀粉加工的最常见的形式之一是淀粉粒的糊化或“活化”；通常通过在水的存在下加热。由于水使直链淀粉和支链淀粉溶剂化，这种加工破坏了多糖之间的氢键且引起淀粉粒的溶胀。糊化是不可逆过程。糊化后，可发生一定程度的回生(retrogradation)。回生是自糊化的主淀粉粒释放的游离淀粉酶链可再结合以形成交联结构或凝胶的时候。
在经历这种糊化过程时，每一个淀粉粒溶胀以大大地增加其体积占有率。在某些情况下，尺寸能够以数量级增加。从文献(参见，例如Bhavesh& Koshik‘Effects of Heating Rate on Starch Granule Morphology and Size(Carbohydrate Polymers，第65卷，3，″006)，Debet & Gidley‘Three Classes ofStarch Granule Swelling’(Carbohydrate Polymers，第64卷，3，2006)，Tester &Sommerville‘Swelling and Enzymatic Hydrolysis of Starch in Low WaterSystems’(Journal of Cereal Science，33，2000)，Jeng-Yuene Li等人‘Relationship between thermal，rheological characteristics and swelling powerfor various starches(Journal of Food Engineering，第50卷，3，2001)及TimBaks‘Process Development and Enzymic Hydrolysis of Starch at HighConcentrations’(PhD Thesis，Wageningen University，2007))已知糊化过程中淀粉粒溶胀的程度受到因素比如加热速率和类型、或压力、直链淀粉含量和非淀粉组分比如脂质和蛋白的存在、溶剂化离子(solvated ion)、共溶质及水可利用性的控制。糊化过程中淀粉粒溶胀的程度影响糊化淀粉的物化性质且影响其在包含糊化淀粉的最终产品(例如如上所讨论的产品中的凝胶、膜、分散体及悬浮液)中的应用。这些物化性质包括但不限于流变特性、稳定性、回生及对酶水解和改性的敏感性。这些性质最终影响最后的工艺与产品质量和性能。
本发明的超溶胀(hyper-swollen)淀粉将具有应用性，例如通过减少粘性和正常经过的涂覆，在增粘食物中提供改进的口感。另外，通过本发明的超溶胀淀粉的使用，将增强在口中释放的香味，因为改进了α-淀粉酶对淀粉的可接近性，使得随着产品结构的松散和粘度的下降，香味/芳香化合物以更快和/或不同的速率使舌头和鼻腔清爽。在生物医学应用中，改性淀粉特别是交联淀粉被用作药物释放基质。本发明的超溶胀淀粉的较低密度结构优于传统的淀粉材料，因为本发明的超溶胀淀粉的低密度结构将允许化学制品和酶更深地渗透到材料中来交联，且允许更高的交联度。交联度和交联的类型与其他化学改性的结合给予了速率的控制和活性物质传递的类型。在用于包装和涂层的基于淀粉的膜的生产中，膜的脱水(干燥)是个问题，因为用于它们的生产的很多传统方法需要高浓度的淀粉以具有恰当的粘度，但由于支链淀粉高分子聚合物的高密度，均匀且快速的脱水是难于实现的。本发明的超溶胀淀粉的使用以低得多的淀粉浓度提供需要的粘度。减少的聚合物浓度提高了干燥(水扩散)速率。通常，任意应用(其中加工需要疏松的低密度结构)将受益于本发明的超溶胀淀粉的使用。
如上所述，糊化是不可逆过程。通过传统技术进一步加热糊化淀粉粒不会导致粒的进一步水合。相反，一旦得到了最大水合，进一步加热可导致淀粉粒内的化学键的降解及与糊化相关的性质的失去，使得用进一步加热，糊化淀粉的体积占有率将下降且其粘度将下降。糊化淀粉暴露于剪切力具有类似的影响。
如上所示，仍存在对另外的新的基于淀粉的产品及用于提供此类改性淀粉产品的方法的需要。还存在对提供新的官能度的新淀粉的需要，该新淀粉适用于许多工业和商业环境，例如如上文所详细描述的。
根据本发明的第一个方面，提供具有通过糊化过程中的高度水合来实现的增加的体积占有率的糊化淀粉。在一个实施方式中，本发明的糊化淀粉具有比通过传统方法进行完全糊化时的相同浓度的相同淀粉大至少10％(优选至少15％，例如是至少20％)的体积占有率。在本发明中，体积占有率是通过测量淀粉的沉降体积来确定的。简而言之，体积占有率可通过以下测量：取淀粉混合物的样品(例如50ml、100ml或其它便利的体积)并将该样品放入允许其内含物的目视检查的清洁容器(例如洁净塑料或玻璃罐)中。淀粉在样品中的浓度应使得完全水合的淀粉组分未完全充满液体组分(即，如果需要，样品应用额外的液体比如水稀释已知的倍数)。优选地密封容器以使其内含物避免可能的污染。然后，允许容器在环境温度(例如20℃)下静置，持续足以允许固体部分沉降的一段时间。通常，12小时或更长的时间是合适的，例如24小时或更长。一旦固体部分已经沉降，测量容器中的内含物的总体积且还测量沉降固体的体积。对于截面恒定的容器，通过测量自容器底部的材料弯液面的高度，这些测量可非常便利地进行。然后计算作为百分比值的体积占有率，即＝(固体的体积/容器内含物的总体积)×100。其它用于确定体积占有率的方法是本领域已知的且包括通过显微镜观察并估计单个糊化淀粉粒的尺寸，但这种方法需要一定程度的谨慎和经验以保证所测量的淀粉粒是完好的。
如本文所使用的术语“通过常规方法的糊化”是指将淀粉加热至Tmax，直到不能得到淀粉粒的进一步溶胀。由于淀粉的浓度可影响糊化，因此该比较常规方法所选择的浓度应与在制备本发明的超溶胀淀粉时所使用的浓度相同。常规的糊化优选通过加热来进行，可能伴随额外的搅拌，优选温和的搅拌；且可便利地通过在水浴中加热基于淀粉的材料和水性流体(例如水)的溶液来实现，可能在搅动的水浴中或在淀粉溶液中具有搅拌桨。
在本发明中，淀粉可从本领域已知的任意传统来源(天然或人工的)获得。例如，在一个实施方式中，淀粉是从高粱、小麦、油菜(rape)、甘蔗、玉蜀黍、大米、马铃薯、大麦、车前草、木薯(tapioca)、木薯(cassava)、黑麦、绿豆、豌豆(peas)、甘薯、燕麦、小米、竹芋、面包果、荞麦、西米(sago)、山药、扁豆(lentils)、葛藤、芦苇或类似物中获得的。
在一个实施方式中，淀粉是天然淀粉。如本文所用的术语“天然淀粉”是指处于其自然存在的状态且未受到任意方式例如通过化学或酶的改性或物理改性(例如通过故意且预先决定的暴露于自然中通常不会遇到的热或剪切力)的人工改性的淀粉。
在一个实施方式中，淀粉是改性淀粉。如本文所使用的术语“改性的”是指以某种方式人为地更改或改变的淀粉。实例包括化学改性的或酶改性的淀粉。改性可通过例如交联的除去、官能团的插入、部分水解或通过插入交联键。
在一个实施方式中，淀粉是预糊化淀粉。在该实施方式中，“预糊化淀粉”是指经过处理(例如，通过用水或蒸汽加热，之后干燥或通过在环境温度或低温下的压力处理)以使其更加可溶于水的淀粉。
在一个实施方式中，本发明的淀粉可用作酶改性(例如通过α-淀粉酶)或降解的底物，以生产需要的最终产物。
本发明基于以下的实现：在如下文所述的动态条件下，淀粉的糊化导致具有高体积占有率的极其高度水合的糊化淀粉的新的形式。本发明具有高体积占有率的极其高度水合的糊化淀粉在本文中被称为“超溶胀”。在本发明中，“高体积占有率”是指根据本发明的方法所生产的淀粉具有比通过在无剪切力下加热至该淀粉的Tmax持续使糊化最大化所需要的时间所糊化的相同浓度的相同淀粉的体积占有率大至少10％，优选大15％，比如例如大20％的体积占有率。
通过使淀粉粒溶胀的体积增加，存在以下增加的可能性：邻近的糊化粒上的支链淀粉支链接触并物理纠缠，这使得超溶胀的淀粉表现出在淀粉粒处于相互点接触时的浓度下的增加的粘度。
动态条件通过高速(优选超声速)的运输流体(transport fluid)的注入而产生，并诱导以下所述的条件：所述条件可包括剪切、低压区域、加热、高速(包括超声速)加速和减速、形成蒸汽-液滴流动型态的雾化和冷凝冲击的组合。“雾化”在本文中应理解为是指分裂成非常小的粒子或液滴。此类粒子或液滴可约为1-5微米。在一些实施方式中，根据所加工的混合物的流体条件，粒子或液滴可能更大或可能稍微小一些。
本文所陈述的能够提供动态条件的任意装置可用于实施本发明的方法。例如，WO2006/010949尤其公开了能够提供上文所描述的流动条件的装置，且尤其公开了该装置用于部分的食品生产过程、酿造过程和生物燃料生产过程以使淀粉糊化的应用。且，WO2008/135775尤其公开了通过注入高速运输流体(比如蒸汽)，以改进淀粉糊化过程的方式处理基于淀粉的生物质和水的浆料的装置和方法。例如，在WO2008/135783和WO2004/033920中公开了用于将需要的加工条件应用到基于淀粉的材料和工作流体的混合物上的额外的合适装置。本申请人所拥有的上述标定的4篇国际公布中的每一篇均通过引用并入本文，犹如全文在此叙述。
在本发明的第二个方面，提供用于生产超溶胀水合糊化淀粉的方法，所述方法包括：
使含淀粉的产品和工作流体结合以形成混合物；使混合物流过入口进入通道；且通过与通道相通的喷嘴，将高速运输流体注入到混合物中；其中高速运输流体的注入：
向混合物施加剪切力，使得混合物雾化并形成蒸汽和液滴流动型态；
在所述喷嘴下游的通道内形成至少部分真空；且
通过运输流体的冷凝，在喷嘴和真空的下游的通道内产生冷激波(generate a condensation shock wave within the passage downstream ofthe nozzle and vacuum by condensation of the transport fluid)，以生产超溶胀水合糊化淀粉。
在本发明的又一方面，提供用于生产超溶胀水合糊化淀粉的方法，所述方法包括：
使包括含淀粉的产品和工作流体的混合物流过入口进入通道；且通过与通道相通的喷嘴，将高速运输流体注入到混合物中；
其中高速运输流体的注入：
向混合物施加剪切力，使得混合物雾化并形成蒸汽和液滴流动型态；
在喷嘴下游的通道内形成至少部分真空；且
通过运输流体的冷凝，在喷嘴和真空的下游的通道内产生冷激波，以生产超溶胀水合糊化淀粉。
如本文所使用的术语“混合物”是指具有大于0.25％重量/重量(w/w)的淀粉含量的任意制剂。混合物可具有例如，从0.25％w/w直到40％w/w的淀粉含量。混合物还可包含许多不同的淀粉类型。
在一个实施方式中，待加工的混合物中还可包含其它材料。示例性的材料包括(但不限于)化学制品(例如生物聚合物、合成聚合物、糖、盐、酸、金属、油、颜料、香料、调料、药理化合物)、生物组分(例如酶、氨基酸、细胞、细菌、病毒)或微粒(例如粘土和矿物、胶态金属、天然纤维和人造纤维)。示例性的酶包括各种淀粉酶，比如α-淀粉酶、β-淀粉酶及外淀粉酶(exoamylase)；脱支酶；及异构酶，包括葡萄糖异构酶。
此类额外的材料将反映超溶胀水合糊化淀粉的预期最终用途。例如，对于化妆品的最终用途，待加工的混合物中可包含香料、着色剂等。对于食物应用，可包含其它组分比如蔬菜、调味品、防腐剂等。然而，在正在生产产品的应用中(例如食物应用、化妆品或纸的生产)，可加工淀粉，且然后可使超溶胀的淀粉与额外的材料混合，且在生产过程的后一阶段以某种方式进一步加工。在一个非限制性实例中，制备根据发明的超溶胀淀粉的浓缩混合物，且然后在后一加工阶段与期望的最终产品的剩余组成部分混合，例如根据每一种产品需要的量，可以将发明的浓缩超溶胀淀粉以不同的稀释度用于各种不同的产品中。本发明的超溶胀淀粉可用于形成最终产品的二次加工中。此类后续加工可包括喷雾干燥、挤压、烘烤、喷涂、冷冻干燥或物化处理(比如用于非水性溶剂的溶剂交换)。
淀粉来源的非限制性实例包括高能量农作物比如高粱、小麦、油菜、甘蔗和玉蜀黍。其它非限制性实例包括大米、马铃薯、大麦、车前草、木薯、木薯、黑麦、绿豆、豌豆、甘薯、燕麦、小米、竹芋、面包果、荞麦、西米、山药、扁豆、葛藤、芦苇或类似物。淀粉可以是天然的(与自然存在的一样)或改性的(即，人造的)，例如它们可化学和/或酶改性(取代和/或交联)或预加工(比如预糊化或部分糊化的淀粉)。
在一个实施方式中，用于形成混合物的工作流体是水性流体，例如水。“水”在本文中不限于纯水或蒸馏水，而是包括全部类型的水(例如，硬水和软水)。工作流体可以是任意水溶液、包含可溶和不可溶的固体的水和/或易于与水混合或不能与水混合的其它流体等。示例性的工作流体是水和用于食物产品的白葡萄酒的混合物。用于食物产品的另一种示例性工作流体是牛奶，或通过以配方的期望浓度混合干燥奶粉和水所制备的溶液。另外的示例性工作流体是混合有另一种流体或固体的水，该流体或固体是试剂且出于其化学性质而被包含(比如使氢键断裂的能力，例如二甲亚砜(DMSO)或N-甲基吗啉-N-氧化物(NMO))。工作流体还可以是从加工厂或装置中的另一阶段中回收的任意水性流体。此类流体的一个实例是工艺冷凝液(process condensate)，其是从蒸馏阶段回收的水。在一些应用中，比如生物燃料或醇的生产，回收的流体可以是“逆流”，逆流是在后一发酵阶段后回收的可包含溶解的固体、固体碎片和其它可溶解或不可溶解的杂质的基于水的流体。用于当前的方法和应用的工作流体可由一种类型的水性流体或混合到一起的几种类型的水性流体组成，其一些实例在上文中给出。
优选地，运输流体是蒸汽。然而，可使用其它运输流体，比如，例如气体比如压缩空气，或氮气或二氧化碳或过热蒸汽或超临界二氧化碳。优选地，以超声速注入运输流体。尽管，如之前所指出的，只要得到超溶胀水合糊化淀粉，可使用亚音速。
优选地，通道的直径基本上是恒定的。优选地，喷嘴是外接通道的环形喷嘴。优选地，喷嘴具有收敛-扩散的流动几何结构且是装置(例如图10的装置)的一部分。
方法可以是分批法。可选地，方法是流线方法(in-line process)，其中入口接受来自生产线的上游部分的混合物，且通道将加工过的材料传送至生产线的下游部分。方法(不管是分批还是流线)可包括再循环回路，借此，材料被返回至装置入口或返回至装置上游的位置，使得材料通过装置多次或直到达到特定的条件(例如，材料温度)。可选地，方法可以是连续法。方法可包括几个串联装置，使得基于淀粉的材料连续通过它们。在一些应用中，方法可包括几个平行装置，而且每一个平行支路(parallel leg)可包含一个装置或多于一个的串联装置。
在一个实施方式中，在运输流体的注入之前混合物的温度低于淀粉糊化的起始温度(T0)，如通过差示扫描量热法(DSC)或流变学测量所测量的。在一个实施方式中，使混合物维持(浸泡)在低于T0的温度下，持续合适的一段时间(例如从15分钟至24小时)。该起始浸泡允许发生少许可逆量的淀粉水合，且可使材料的玻璃化温度(Tg)降低几度。在另一个实施方式中，将运输流体注入到混合物中以加工基于淀粉的材料持续直到混合物的温度达到或超过通过差示扫描量热法所测量的淀粉的糊化峰温度(Tp)。在另一实施方式中，通过运输流体的注入加工混合物持续直到混合物的温度超过热上限(upper thermal limit)，该热上限还被称为如通过差示扫描量热法或流变学测量所定义的淀粉的糊化范围温度(Tmax)的结束。
在另一个实施方式中，在混合物包含不止一种类型的淀粉的情况下，在运输流体的注入之前，混合物的温度低于具有最低起始界限的淀粉的糊化起始温度(T0)。在另一个实施方式中，将起始混合物浸泡在低于具有最低起始界限的淀粉的T0的温度下，持续合适的一段时间(例如从15分钟至24小时)。在另一个实施方式中，通过运输流体的注入加工混合物持续直到混合物的温度达到或超过通过差示扫描量热法所测量的具有最高Tp的淀粉的糊化峰温度Tp。在另一个实施方式中，通过运输流体的注入加工混合物持续直到混合物的温度超过具有通过差示扫描量热法所测定的最高热上限的淀粉的热上限Tmax。
在另一个实施方式中，在起始混合物包含不止一种类型的淀粉的情况下，关于混合物中的至少一种淀粉的糊化起始温度(T0)来选择在运输流体的注入之前混合物的起始温度。该淀粉可以是或不是混合物中具有最低的T0值的淀粉，但该方法促进淀粉中的区别的糊化特性。在另一个实施方式中，将起始混合物浸泡在低于混合物中的至少一种淀粉的T0的温度下，持续合适的一段时间(例如从15分钟至24小时)。在另一个实施方式中，通过运输流体的注入加工混合物持续直到混合物的温度达到或超过混合物中的至少一种淀粉的糊化峰温度Tp，如通过差示扫描量热法所测量的。在另一实施方式中，通过运输流体的注入加工混合物持续直到混合物的温度超过至少一种淀粉的温度Tmax(该温度表示发生糊化的温度范围的结束)，如通过差示扫描量热法所测量的。
通常，在进行本发明的方法之前测定起始混合物中的至少一种淀粉的T0、Tp和Tmax温度将是便利的。通过传统技术比如DSC测量这些值在本领域内是常规的。差示扫描量热法(DSC)是指在样品和参比样品经历控温程序时样品和参比样品的热流速率的差值的改变的测量。在比如糊化事件的过程中，据说糊化是吸热的，淀粉随着其不可逆溶胀而需要能量。在将两个能量输入一起作图时，样品相对于参比样品所需要的额外的能量作为基线上的峰出现。可选地，能量需求之间的差值可被计算并被任选地作图。T0是开始偏离基线的计算点，Tmax是偏离结束点，且Tp是最大偏离的点。据说糊化过程是吸热的，且对于不同类型的淀粉和含淀粉的材料来说，糊化过程发生在不同的温度范围内。通常，糊化发生在约50℃和75℃之间。存在各种类型的DSC机器。在一类DSC机器中，将在水溶液中在适当的浓度(％w/w)下的含淀粉的材料和机器的参比材料或水溶液的参比样品以受控的速率从室温加热至约85℃，其中该水溶液用于制备具有含淀粉的材料的浆料。在糊化发生的温度范围内，与参比样品相比，含淀粉的材料的水溶液将需要更多的能量输入，以维持相同速率的温度增长。测量这种能量需求的差值。从由此产生的图中，可确定糊化过程的糊化起始温度(T0)、糊化范围的结束(Tmax)及最大的能量需求的点(Tp)(即，糊化峰温度)。将为有待在起始混合物中使用的淀粉的浓度测量温度曲线(因为淀粉浓度将影响T0、Tp和Tmax值)。
在一个实施方式中，本发明的方法始于T0-10℃或以上的温度，其中T0值如对起始混合物中至少一种淀粉的浓度所测量的。任选地，本发明的方法始于T0-8℃或以上的温度，例如在T0-5℃或以上的温度。
在一个实施方式中，本发明的方法持续直到达到或超过Tmax温度，其中Tmax值如对起始混合物中至少一种淀粉的浓度所测量的(任选地，用相同的淀粉确定T0值)。
图5显示了以32％固体的玉蜀黍细粉(maize ground)的标准(传统)糊化的示例性DSC曲线。T0是59℃，Tp是73℃且Tmax是85℃。玻璃化温度Tg是70℃。
在一个实施方式中，其中串联了不止一个装置，在相同的压力、质量流速(mass flow rate)和温度条件下，操作所有的装置。在另一个实施方式中，分别控制所有的流体反应器且为每一装置独立选择压力、质量流速和温度条件的操作条件。在一个优选的实施方式中，操作串联的三个或更多个流体装置，以便以基于DSC曲线中峰的形状的方式向基于淀粉的材料提供能量。这可通过以下来实现：例如测定每一装置的入口和出口处的温度并调整运输流体入口的供应压力(supply pressure)，直到穿过每个装置的温度上升使得向装置供应的能量与DAC曲线的需要相匹配。在混合物中存在一种或更多种类型的淀粉的情况下，可控制串联的每个装置的操作条件，以根据进入每一单独装置的混合物的温度(例如，用温度测量装置比如热电偶在装置入口处或装置入口的上游处测量)和从存在于混合物中的淀粉或每一种淀粉的DSC曲线所确定的临界温度，向每个装置提供更多或更少的能量。在至少一个装置以再循环回路进行操作时，到该装置的运输流体的操作条件可随时间改变(例如，控制器可连接至装置入口处的温度测量器件，以测定混合物的温度并相应地调整运输流体的操作条件)，以随时间将更多或更少的能量注入到基于淀粉的材料中。现在，将通过参考以下非限制性实例和图来进一步描述本发明，其中：
图1是显示根据现有技术方法学所糊化的淀粉(“标准糊化”)与根据本发明的高度水合的淀粉(“在糊化中的超溶胀”)相比较的示意图；
图2显示了如从对照(LC)和在65℃、70℃、75℃、80℃及85℃取得的根据本发明所加工的浆料取样的10％w/w的磨细玉蜀黍浆料的沉降体积；
图3是呈现了10％w/w磨细玉蜀黍浆料样品的重复实验的百分比沉降体积的条形图：被动加热并活化的对照(LC)和在65℃、70℃、75℃、80℃及85℃取得的根据本发明处理的样品；
图4显示了使对照(标准品)和根据本发明的超溶胀淀粉在85℃用α-淀粉酶孵育120分钟后所糊化的玉蜀黍浆料在20℃下的粘度与固体含量。
图5显示了以32％固体(w/w)的玉蜀黍细粉的示例性DSC吸热曲线。
图6显示了以10％固体(w/w)的马铃薯粉的示例性DSC吸热曲线。
图7显示了超溶胀和对照马铃薯粉(10％w/w固体)在85℃下的RVA糊化粘度曲线(pasting viscosity curve)。
图8显示了超溶胀和对照玉米粉(10％w/w固体)在85℃下的RVA糊化粘度曲线。
图9是包括能够进行根据本发明的方法的装置的系统的示意图。
图10显示了贯穿图9的代表性装置的纵剖面。
参见图10，装置100包括限定通道22的壳20。通道22具有入口24和出口26，且具有基本上恒定的直径。入口24在突出物(protrusion)28的前端形成，该突出物28延伸进入壳20且在其外部限定增压室(plenum)30。增压室30具有运输流体入口32。突出物28在其内部限定了部分的通道22。突出物28远离入口24的远端34在36处在相对外表面上逐渐变细且限定了在它和壳20的内壁的相应的锥形部分40之间的运输流体喷嘴38。喷嘴38与增压室30流体相通且优选是环形的，使得其外接通道22。喷嘴38具有喷嘴入口35、喷嘴出口39及在喷嘴入口35和喷嘴出口39中间的狭道部分(throat portion)37。喷嘴38具有收敛-扩散的内部几何结构，其中狭道部分37具有小于喷嘴入口35或喷嘴出口39的横截面积的横截面积。喷嘴出口39通向在通道22内所限定的混合室25。
图9图示了加工含淀粉的材料从而生产超溶胀水合糊化淀粉的系统。系统(通常以1标示)包括任选的第一容器2，作为第一水合工具。第一容器2具有加热工具，该加热工具优选是围绕容器2且从热水供应处(未显示)接收热水的热水套4。容器2还包括由电动机8驱动的搅拌器6。搅拌器6自电动机8悬挂下来，使得其位于容器2的内部。在容器2底部的是出口10和控制来自出口10的流体流动的阀工具12。第一容器2的下游是第一供应线16，该供应线的上游末端流体地连接出口10和阀工具12，而供应线16的下游末端流体地连接反应器18。可任选地在供应线16中提供低剪切泵14。泵14可以是离心泵，该离心泵已经过改进以在流体被泵送经过它时，使剪切下降。
反应器18由如在WO2004/033920和WO2008/135775中所描述的一种或更多种装置100形成。用于根据本发明的方法的示例性装置100详细显示在图10中。
再次参考图9，反应器18经由运输流体供应线48连接至运输流体供应源50。参考图9和图10，构成反应器18的装置100或每一个装置100的运输流体入口32流体地连接运输流体供应线48，用于接收来自运输流体供应源50的运输流体。
位于反应器18的下游且流体地与其连接的是任选的温度调节单元(TCU)52。TCU 52优选地包括与图10所示的装置基本相同的装置，且因此这里将不再详细描述。TCU 52可连接至运输流体供应源50或其可具有其自身专用的运输流体供应源(未显示)。
TCU 52的下游是第二供应线54，该供应线流体地使TCU 52的出口与存储容器(未显示)或另一个反应器18(未显示)连接。如果处理过的混合物放置在存储容器中，其可任选地通过围绕存储容器且从热水供给(未显示)处接收热水的热水套来加热，该热水套类似于容器2上的套4。存储容器还可任选地包括由电动机驱动的搅拌器，该搅拌器也类似于为容器2所提供的搅拌器。存储容器将具有出口和阀工具以控制来自出口的流体流动。如果加工过的混合物通入又一反应器18，其还将经历运输流体的注入。
现在将详细描述使用图9和图10所示的装置100加工水合淀粉的方法。首先，以可控的质量添加流速(mass addition flow rate)，将磨细的含淀粉的原料引入到第一容器2中。合适的原料的实例包括干燥的磨碎玉蜀黍、小麦或高粱。含淀粉的原料与工作流体(优选水)混合，且然后将工作流体加入到容器2中的原料中以形成混合物并开始水合原料。优选地，原料与浆料中的液体含量之比是按重量计20-40％。任选地，这时还可将一种或更多种pH调节剂和/或表面活性剂加入到混合物中。
将热水供应到围绕容器2的水套4中，且之后热水套将混合物加热至低于淀粉糊化的起始温度(T0)的温度，且混合物在这个温度下维持30-120分钟。当混合物被维持在容器2中时，电动机8驱动搅拌器6，搅拌器以温和(即低剪切)的搅拌搅动容器2中的混合物。
将混合物在期望的温度下维持容器2中，持续充足的一段时间以允许发生少许可逆量的淀粉水合，以使待制备的淀粉内含物完全水合。当混合物在容器2中浸泡充足的时间后，打开阀12以允许混合物经由出口10离开容器。泵14在低剪切条件下通过第一供应线16将混合物从容器2泵送至反应器18。
再次参考图10，当混合物到达形成反应器18的装置100或每个装置100时，混合物将通过入口24进入装置100并离开出口26。在5-7巴的优选压力下，经由运输流体供应线48，将运输流体(在这个非限制性实例中优选是蒸汽)从运输流体供应源50供应至运输流体入口32或每一个运输流体入口32。运输流体通过入口32和增压室30的引入引起一股蒸汽以非常高的速率(优选超声速)通过喷嘴38喷出。随着蒸汽被注入到混合物中，在两者之间发生了动量和质量转移，这优选地引起混合物的工作流体组分的雾化以形成分散的液滴流动型态。该转移通过湍流而增强。蒸汽优选地将剪切力应用到混合物中，该剪切力不仅使工作流体组分雾化，而且破坏悬浮在混合物中的原料的微孔结构，使得存在的淀粉颗粒与原料分离。
实施例1-超溶胀
使在10％w/w的固体载量(solid loading)下以磨细玉蜀黍的形式的天然淀粉与水的工作流体在52℃的温度下在容器中浸泡(孵育)30分钟。这样形成的混合物具有如通过DSC所测量的58℃的T0，且然后通过穿过如例如WO2008/135775所公开的具有以再循环配置连接的25mm孔的装置(参见图10)使混合物活化(糊化)。该试验设备(test rig)由将容器出口连接至装置且从装置出口返回至容器入口的管道构成。打开容器出口并开始将运输流体(在此例下为蒸汽)注入到装置中，使玉蜀黍混合物开始绕着试验设备循环(在具有更高的固体载量的情况下，装置的泵送作用可用在其与容器之间的泵来补充)。将运输流体(在此例下为蒸汽)注入混合物中，以给予剪切力、热力、压力和动力的组合。在注入运输流体的喷嘴的约5cm(2英寸)的下游的反应器的流通道(flow passage)中的压力测量器件提供可视化的压力读数。操作者使用该压力读数手动地调节运输流体入口处的蒸汽压力，用于维持流通道中的最低可能测量压力的目的。这种持续的调节是必要的，因为随着其再循环通过装置并糊化，玉蜀黍混合物的粘度随时间而变化。
随着玉蜀黍浆料再循环通过试验设备，在覆盖如通过差示扫描量热法(DSC)测量的玉蜀黍的糊化温度范围的特定温度间隔下，取得材料的样品。温度测量器件在玉蜀黍混合物离开管道并进入容器时测量其温度，且在该点以5℃的间隔从离开管道的混合物中采样。通过将10％w/w的磨细玉蜀黍浆料置于密封的玻璃缸中并通过在85℃的受控水浴中静置来被动地加热以使淀粉活化，来制备对照样品。
将取自试验过程的每一个样品和对照材料二次取样(sub-sampled)到100ml洁净的塑料样品罐中。允许罐在20℃下静置24小时，以使固体成分沉降。然后，计算糊化玉蜀黍浆料的沉降体积，为固体占有总材料圆柱体的百分数(测量高度)。
图2显示了对照材料(LC)和在65-85℃下采样的样品的糊化玉蜀黍浆料的沉降体积。对于所有在高于70℃的温度下的处理样品(其中大多数的淀粉是糊化的)，固体沉降体积的高度可见地高于对照。图3是来自复制试验运转(replica experimental run)的沉降固体的绝对％体积占有率的图。在此例下，再次看到15-20％的体积增加。认为这种观察到的体积增加在20℃下是随时间稳定的，且在5℃下的冷冻中可稳定一周。
实施例2-作为改性的酶底物的超溶胀淀粉
以如下方式制备对照和基于超溶胀淀粉的材料，以提供具有约27％w/w的干燥固体含量的最终材料。
对照：以得到27％固体的比例，将的磨细的黄色马齿型玉蜀黍(玉米)按重量计算(weight for weight)加入到搅拌的水套容器中的40℃的水中。提高容器套温度以得到85℃的产物温度，且然后，在该温度下维持30分钟以保证淀粉的糊化和水合。
超溶胀淀粉：将磨细的黄色马齿型玉蜀黍(玉米)以得到32％w/w的起始固体浓度的重量比加入到搅拌的水套容器中的40℃的水中。这是提供加工后具有约27％w/w的干燥固体的最终混合物所需的计算浓度。计算考虑了来自用作加工过程中的运输流体的蒸汽的水的添加。玉蜀黍浆料在50℃下在容器中浸泡30分钟，且然后经由尤其是WO 2008/135775所公开且例如在图10中所示的串联排列类型的4个装置进行加工。4个不同运行(例A-D)的装置的操作条件在下面的表1中给出。例A和例B是以较低的体积流速运行，且例C和例D是以较高的体积流速运行。用两种不同的运输流体(蒸汽)注入方式来加工玉蜀黍混合物。在第一种方式中，用相同的蒸汽入口压力(即用“平坦的”曲线)操作所有4个(或例B中的3个，其中体积流速较低)装置。在第二种方式中(例A和例C)，使用“吸热的”曲线。这使用了材料的DSC吸热痕迹(endotherm trace)以确定与如曲线中T0和Tmax之间的峰所示的糊化过程的最大能量需求相关的温度范围。然后，调整装置，以便在与峰相关的温度范围内，将可能的最大能量注入到混合物中。这可通过以下实现：手动地从1至4依次调节每一个装置的蒸汽入口压力，直到穿过每一个装置的混合物温度的期望改变得到实现。在所有的例中，基于糊化淀粉的材料在大约85℃的温度下离开最后的装置(装置4)。
Figure BDA00001795686700171
表1
对于对照和超溶胀淀粉两者的处理，以0.2Kg每公吨玉蜀黍(玉米)的剂量率，将商业α-淀粉酶加入到起始混合物中。使来自对照和超溶胀处理两者的糊化(活化)样品材料在密封搅动的容器中在85℃下孵育120分钟，以促进混合物通过α-淀粉酶的作用液化。通过将样品放置在105℃的烘箱中，持续3小时，通过干燥失重测量每一个单独样品的绝对固体。
在孵育时间结束，将酶处理的基于淀粉的材料冷却至20℃，且用Brookfield DV-II+Pro粘度计测量它们的最终粘度。
图4显示了在120分钟的α-淀粉酶孵育后所得到的基于淀粉的材料的最终粘度作为固体含量的函数的图。对照材料以比超溶胀材料高得多的粘度结束，表明对照产物具有包含降解产物的分子量分布，该降解产物具有比超溶胀淀粉样品高的分子量。这表明，对于淀粉糊化的两种不同处理，α-淀粉酶生成了不同的分子量分布。经由还原糖测定(右旋糖当量，DE)的酶活性的测量表明所有的样品都经历了类似水平的水解，因此分子量分布的不同归因于酶透入并作用于支链淀粉底物的能力。该机制显示在图1中。
实施例3
制备如表2所列出的对照和基于超溶胀淀粉的材料且以如下方式测试。
对照：通过以表2所给出的w/w％比例混合15℃的自来水和测试材料制备对照。然后，将对照置于密封玻璃缸中且通过使其在85℃具有温和搅拌的受控水浴中静置20分钟来被动加热，以保证材料中的淀粉的糊化和水合。监控材料温度，以保证85℃的中心温度(core temperature)持续至少5分钟。用干燥失重(LOD)技术确定对照中的水和干物质的比例。LOD涉及称量一小部分(大约5g)的对照放入预先称量的干燥盘中，且将盘放入105℃下的烘箱中，持续3小时。然后，使盘和样品在干燥器中冷却，且然后再次称量。然后，可确定对照的湿的和干的比例。
超溶胀淀粉：以所需的质量比将表2所列出的含淀粉的材料加入到水中，以提供期望的％w/w浓度的含淀粉的材料。浓度在表2中列出。为每一个方法试验制备60Kg的浆料批次。在浆料的分批配料(batching)中计算蒸汽冷凝水(steam condensate)对材料的稀释，以在方法结束提供准确的质量比。还经由上述的LOD技术检查材料固体。
一旦浆料已经浸泡，就经由根据上述图10的装置之一(下文称为装置)进行加工。如图9所示，这涉及使存储容器2中的所有材料通过装置100至收集槽(未显示在图9中)。一旦存储容器2已经倒空且在收集槽中收集了尽可能多的材料，使收集槽的内含物返回至容器2中且再次通过反应器18的装置100加工。重复该操作直到材料的温度(如装置100的下游所测量的)达到大约85℃(从大约15℃的起始温度开始通过大约5次)。
在所有材料的加工结束时，取加工过的材料的样品。对所有例中最终加工过的材料的小样品进行LOD以检验正确的最终固体浓度。通过以2℃/分钟的加热速率将在去离子水中的正确浓度的含淀粉的材料加热至95℃的最终温度，测量材料A-G的DSC曲线。用Newport Scientific的RapidVisco Alalyser(RVA)以160rpm的剪切速率测试所有样品的峰粘度和糊化粘度(pasting viscosity)。在85℃下进行流变学测量，以抑制由于基于淀粉的材料的游离直链淀粉的回生(直链淀粉分子再次结合形成交联结构)所致的样品的粘度增加(viscosity build)。
Figure BDA00001795686700191
表2
结果
对于表2所列出的所有材料，得到DSC吸热曲线以鉴定每一种材料的糊化温度范围。10％马铃薯粉的示例性DSC曲线显示在图6中。表3详细说明从这些测量中得到的吸热数据。
  材料   生物来源   T0(℃)   Tp(℃)   Tmax(℃)
  A   玉蜀黍   55.79   62.99   70.01
  B   小麦   51.57   58.04   66.10
  C   玉蜀黍   56.49   63.04   71.04
  D   大米   56.23   61.77   70.2
  E   马铃薯   52.65   58.55   67.02
  F   玉蜀黍   57.79   66.14   72.12
  G   玉蜀黍和马铃薯   51.76   62.88   73.23
  H   粗粒面粉   53，62   61.66   67.48
  I   粥燕麦   *   *   *
*对于DSC来说太大
表3
从所有材料得到的的Tmax值可以看出，对照和超溶胀材料两者的最终煮熟温度(final cook temperature)(80-85℃)较糊化事件的最终温度高至少6℃。因此，在材料中所观察到的差别并不是因为淀粉的部分或不完全糊化。
图7&图8充当对不具有或具有少量存在于材料(马铃薯粉)中的蛋白质的体系和具有自然的蛋白质组分的体系(玉米粉)的糊化粘度所观察到的示例性行为(example behaviour)。马铃薯粉(具有少量或不具有固有蛋白质)显示出与溶胀淀粉结构的剪切降解相一致的经典的糊化粘度衰减。在此例中，与对照相比，超溶胀材料随时间表现出快得多的粘度下降。这种行为表示水合淀粉相对高的体积占有率和相对低的密度使其更易受到剪切破坏。在玉米粉实例(图8)中，可看到材料经历了起始的剪切降解，同时超溶胀样品具有更快的粘度衰减速率。然而，由于淀粉蛋白的相互作用，随后观察到两种材料的粘度增加(viscosity build)。
对于本研究中所有基于淀粉的材料，超溶胀材料的起始峰粘度(在流变学测量开始时)通常高于它们相应的对照材料。这与淀粉在超溶胀状态下的高体积占有率和增加的聚合物缠结的物理性质相一致。本实例所测试的材料反映出从mm尺度的燕麦片(rolled oat)到通常在50μm的尺寸范围内的精制淀粉的粒径非常不同。峰粘度值在表4中详细说明。
Figure BDA00001795686700211
表4
尽管本发明主要关于淀粉来描述，预期发明的范围包括聚烯烃、其它交联聚合物体系(例如卡波姆)和其它类似的多糖及其它等价剂的制备，这些物质具有在例如食物和塑料工业中有用的改进的和/或新的特性。可根据本发明的方法制备的多糖的非限制性实例包括瓜耳胶和刺槐豆胶、鹿角菜胶(Carageenan)、琼脂、阿拉伯胶、黄蓍胶、果胶、藻酸盐(alginate)、黄原胶、羧甲基纤维素、甲基纤维素、其它类似的纤维素、其它类似的改性淀粉。

Claims (26)

1.一种用于生产超溶胀水合糊化淀粉的方法，所述方法包括：
使含淀粉的产品和工作流体结合以形成混合物；使所述混合物流过入口进入通道；且通过与所述通道相通的喷嘴，将高速运输流体注入到所述混合物中；
其中所述高速运输流体的所述注入：
向所述混合物施加剪切力，使得所述混合物雾化并形成蒸汽和液滴流动型态；
在所述喷嘴下游的所述通道内形成至少部分真空；且
通过所述运输流体的冷凝，在所述喷嘴和真空的下游的所述通道内产生冷激波，以生产超溶胀水合糊化淀粉。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述工作流体是水性流体。
3.如权利要求1和权利要求2中任一项所述的方法，其中所述运输流体是蒸汽。
4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其中以超声速注入所述运输流体。
5.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其中所述混合物的温度在所述运输流体的注入前比所述混合物中的至少一种淀粉的T0温度低至少10℃。
6.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其中通过所述运输流体的注入加工所述混合物持续直到所述混合物达到所述混合物中的至少一种淀粉的糊化峰温度(Tp)。
7.如权利要求1-6中任一项所述的方法，其中所述混合物的温度不超过所述混合物中的至少一种淀粉的Tmax。
8.如权利要求1-7中任一项所述的方法，其中所述含淀粉的产品包括天然淀粉。
9.如权利要求1-7中任一项所述的方法，其中所述含淀粉的产品包括预糊化淀粉。
10.如权利要求1-9中任一项所述的方法，其中所述含淀粉的产品包括来自高粱、小麦、油菜、甘蔗、玉蜀黍、大米、马铃薯、大麦、车前草、木薯、木薯、黑麦、绿豆、豌豆、甘薯、燕麦、小米、竹芋、面包果、荞麦、西米、山药、扁豆、葛藤或芦苇的淀粉。
11.如权利要求1-10中任一项所述的方法，其中所述混合物具有大于0.25％w/w的淀粉含量。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述混合物具有0.25％-40％w/w的淀粉含量。
13.如权利要求1-12中任一项所述的方法，其中所述混合物中存在两种或更多种不同淀粉类型。
14.如权利要求1-13中任一项所述的方法，其中所述方法作为分批法操作。
15.如权利要求1-13中任一项所述的方法，其中所述方法作为连续法操作。
16.如权利要求1-15中任一项所述的方法，其中生产的所述超溶胀水合糊化淀粉具有比通过在无剪切力下加热至该淀粉的Tp持续使糊化最大化所需要的时间所糊化的相同浓度的相同淀粉的体积占有率大至少10％的体积占有率。
17.如权利要求1-15中任一项所述的方法，其中生产的所述超溶胀水合糊化淀粉具有比通过在无剪切力下加热至该淀粉的Tp持续使糊化最大化所需要的时间所糊化的相同浓度的相同淀粉的体积占有率大至少15％的体积占有率。
18.如权利要求16和权利要求17中任一项所述的方法，其中所述超溶胀水合糊化淀粉的体积占有率是通过差示扫描量热法测量的。
19.如权利要求16-18中任一项所述的方法，其中，所述超溶胀水合糊化淀粉的10％或更大的体积占有率是与通过在无剪切力下在水浴中加热至该淀粉的Tp持续使糊化最大化所需要的时间进行糊化时的相同浓度的相同淀粉相比较。
20.一种通过如权利要求1-19中任一项所述的方法所得到的超溶胀水合糊化淀粉。
21.一种淀粉，其被糊化成具有比通过在无剪切力下加热至该淀粉的Tp持续使糊化最大化所需要的时间进行糊化时的相同浓度的相同淀粉的体积占有率大至少10％的体积占有率。
22.如权利要求21所述的淀粉，其中所述体积占有率比通过在无剪切力下加热至该淀粉的Tp持续使糊化最大化所需要的时间进行糊化时的相同浓度的相同淀粉的体积占有率大至少15％。
23.如权利要求21和权利要求22中任一项所述的淀粉，其中所述体积占有率是通过差示扫描量热法测量的。
24.如权利要求21-23中任一项所述的淀粉，其中所述体积占有率比通过在无剪切力下在水浴中加热至该淀粉的Tp持续使糊化最大化所需要的时间进行糊化时的相同浓度的相同淀粉的体积占有率大至少10％。
25.如权利要求21-24中任一项所述的淀粉，其是来自高粱、小麦、油菜、甘蔗、玉蜀黍、大米、马铃薯、大麦、车前草、木薯、木薯、黑麦、绿豆、豌豆、甘薯、燕麦、小米、竹芋、面包果、荞麦、西米、山药、扁豆、葛藤或芦苇的淀粉。
26.一种用于生产超溶胀水合糊化淀粉的方法，所述方法包括：
(A)使包括含淀粉的产品和工作流体的混合物流过入口进入通道；且
(B)通过与所述通道相通的喷嘴，将高速运输流体注入到所述混合物中；
其中所述高速运输流体的所述注入：
(i)向所述混合物施加剪切力，使得所述混合物雾化并形成蒸汽和液滴流动型态；
(ii)在所述喷嘴下游的通道内形成至少部分真空；且
(iii)通过所述运输流体的冷凝，在所述喷嘴和真空的下游的通道内产生冷激波，以生产超溶胀水合糊化淀粉。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104799093A (zh) * 2015-04-28 2015-07-29 防城港市雅美好饲料有限公司 一种预糊化淀粉用于水产饲料的制备方法
CN113423738A (zh) * 2019-02-08 2021-09-21 凯米拉公司 用于溶解淀粉的方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102885377A (zh) * 2012-09-26 2013-01-23 淮安小田园食品有限公司 饮料制品天然悬浮增稠剂的配制和应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0438783A2 (en) * 1990-01-26 1991-07-31 National Starch and Chemical Investment Holding Corporation Method and apparatus for cooking and spray-drying starch
US5435851A (en) * 1988-09-12 1995-07-25 National Starch And Chemical Investment Holding Corporation Continuous coupled jet-cooking/spray-drying process and novel pregelatinized high amylose starches and gums prepared thereby
WO2008135775A1 (en) * 2007-05-02 2008-11-13 Pursuit Dynamics Plc Liquefaction of starch-based biomass

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4552940A (en) 1984-03-02 1985-11-12 Monsanto Company Styrene viscosity modifier of grafted starch polymer solutions
US5954883A (en) 1996-10-08 1999-09-21 National Starch And Chemical Investment Holding Corporation Waxy maize starch derived from grain of a plant which is heterozygous for the sugary-2 allele
JP2006503227A (ja) 2002-10-11 2006-01-26 パースーツ ダイナミクス ピーエルシー ジェットポンプ
JP5188180B2 (ja) 2004-07-29 2013-04-24 パースーツ ダイナミクス ピーエルシー ジェットポンプ

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5435851A (en) * 1988-09-12 1995-07-25 National Starch And Chemical Investment Holding Corporation Continuous coupled jet-cooking/spray-drying process and novel pregelatinized high amylose starches and gums prepared thereby
EP0438783A2 (en) * 1990-01-26 1991-07-31 National Starch and Chemical Investment Holding Corporation Method and apparatus for cooking and spray-drying starch
WO2008135775A1 (en) * 2007-05-02 2008-11-13 Pursuit Dynamics Plc Liquefaction of starch-based biomass

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104799093A (zh) * 2015-04-28 2015-07-29 防城港市雅美好饲料有限公司 一种预糊化淀粉用于水产饲料的制备方法
CN113423738A (zh) * 2019-02-08 2021-09-21 凯米拉公司 用于溶解淀粉的方法
CN113423738B (zh) * 2019-02-08 2023-09-15 凯米拉公司 用于溶解淀粉的方法

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