CN106279452A - 一种可替代明胶的变性淀粉的制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可替代明胶的变性淀粉制备方法及其应用，该方法以直链淀粉含量介于25～28％、胶稠度超过70毫米的特定水稻品种为基础，先采用化学方法制备羟丙基淀粉、后采用物理方法制备预糊化淀粉的理化复合变性方法获得预糊化羟丙基大米淀粉。采用该方法制备的变性淀粉，解决了淀粉老化、淀粉粘滞特性和淀粉可逆利用等有关限制传统淀粉应用范围的问题，可以替代动物蛋白明胶，能够生产出植物性淀粉空心胶囊。
Description
技术领域
本发明涉及医药和食品领域，尤其涉及一种变性淀粉的制备方法及其应用。
背景技术
明胶是一种动物性蛋白质，广泛用于医药、食品、保健品等领域。由于明胶的动物源特性，疯牛病、口蹄疫、禽流感等传染性疾病的相继爆发，人们对动物蛋白制品的安全性深表顾虑，2012-2013年初席卷全国的“毒胶囊”事件更是把明胶推向全国媒体和舆论的风口浪尖，对明胶市场造成严重的冲击。因此，研发植物性明胶替代产品成为未来医药行业的发展趋势。
淀粉是国内外最重要能量存储方式和营养能源，但普通农作物及其品种的淀粉凝固抗性很低，胶体结构不稳定，难以直接或变性利用。一方面，直链淀粉在水中加热糊化后，会迅速形成固态的凝胶，但这种凝胶体较硬，导致生产的胶囊易老化而脆裂；另一方面，支链淀粉在水溶液中稳定，凝胶柔软，为典型软胶稠度，淀粉粘度高太粘，胶囊生产中常出现拖尾并不利于成型。
采用物理、化学和酶法等多种技术手段，对淀粉进行变性或修饰获得更适合食品、医药和化工等不同市场需求的变性淀粉一直是研究与开发的热点。然而，以特用品种原料源头为基础，采用物理和化学复合变性方法的研究很少。本发明旨在研发的一种预糊化羟丙基大米淀粉，开发出可以替代明胶的新型生物医药材料。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种可替代明胶的变性淀粉制备方法，该方法以特定品种为基础，采用物理和化学复合变性方法，提出一种预糊化羟丙基大米淀粉的制备方法，可以替代明胶的进行淀粉空心胶囊的生产。
本发明采用的技术方案为：
一种可代明胶的变性淀粉制备方法，包括以下步骤：
1)选用高直链淀粉和软胶稠度软的水稻品种淀粉为原料；
2)通过化学方法制备羟丙基大米淀粉；
3)通过物理方法制备预糊化羟丙基大米淀粉；
4)干燥预糊化羟丙基大米淀粉，过200目筛研磨成细粉，即获得预期的变性淀粉。
进一步地，高直链淀粉和软胶稠度软的水稻品种淀粉要求直链淀粉含量介于25-28％，胶稠度超过70毫米，热浆粘度和冷胶粘度介于2500-3000cP。
进一步地，所述步骤2)包括：取步骤1)中的淀粉原料，加蒸馏水配制成40-60wt％的淀粉乳；搅拌，缓慢加入13-18wt％的无水硫酸钠，搅拌均匀，再加入1-1.5wt％的氢氧化钠，在氮气保护下快速加入8-12wt％环氧丙烷，于40-50℃下在恒温振荡器中反应20-25h，取出后用浓度0.1mol/L的盐酸调节pH值6.5左右，过滤，反复洗涤，干燥。
进一步地，所述步骤3)的预糊化工艺参数为：：糊化温度为92-96℃、糊化时间是2-3h、淀粉乳浓度为8-12wt％、淀粉乳的pH值为7.3-7.5。
进一步地，所述步骤2)中制备羟丙基大米淀粉最佳工艺参数为：米淀粉乳浓度为50wt％，环氧丙烷加入量为10wt％，反应温度为45℃，氢氧化钠加入量为1.2wt％，硫酸钠加入量为15wt％，反应时间为20h；该条件下的米淀粉冻融析水率为35.1％，羟丙基的分子取代度为3.5％。
进一步地，所述步骤3)中制备预糊化的羟丙基大米淀粉最佳工艺参数为：糊化温度为95℃，糊化时间为2.5h，淀粉乳浓度为10wt％，淀粉乳的pH值为7.5；该条件下的淀粉冻融析水率为米淀粉冻融析水率是8.9％，糊化度为89.0％。
本发明还提供一种采用上述方法制备的变性淀粉代替明胶制备淀粉空心胶囊的方法，包括如下步骤：
1)选择预糊化羟丙基大米淀粉为原料；
2)按米淀粉和水1：4-5重量配比，冷水浸泡3小时，每隔15分钟搅拌1次至浸透匀浆；
3)将淀粉和水匀浆加热至80℃糊化制液，并加入0.1wt％的增塑剂，搅拌均匀；
4)80℃静置保温2小时，加压除去气泡；
5)胶体冷却至蘸胶温度50℃，倒入保温料槽进行沾液；
6)烘干制成含水率12％的空心胶囊。
进一步地，以基料的体积计，预糊化羟丙基大米淀粉添加量优选为500g/L。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明以特定水稻品种为基础，通过化学方法制备羟丙基大米淀粉和物理方法预糊化的羟丙基大米淀粉，采取原料源头与理化方法有机结合的综合策略，有效解决了淀粉老化、淀粉粘滞特性和淀粉可逆利用的有关直链淀粉与支链淀粉兼顾和冻融稳定性的一系列问题，获得的变性淀粉有望突破传统淀粉的应用范围。
(2)本发明以特定水稻品种为基础的预糊化羟丙基大米淀粉，可以替代动物蛋白明胶，生产出植物性淀粉空心胶囊，相比明胶胶囊，产品更为安全放心，且能延长储存保质期和降低成本，具有不易变脆、崩解时限稳定等优点。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的水稻品种采用“浙辐201”，可购于浙江大学，系浙江大学核农所利用早稻新品系Z95-210与美国热带粳稻Lemont杂交系统选育的适合加工用的早稻新品种；品种审定编号：浙审稻2005027。据农业部稻米及制品质量监督检测中心2003-2004年米质检测结果，该品种直链淀粉含量27.1％，胶稠度92.0毫米，符合原料淀粉的要求。
“浙辐201”水稻可参见以下相关学术期刊报道：
“加工型功能早籼稻新品种‘浙辐201’的选育与特性”，沈伟桥等，《核农学报》，20(4)，2006，第312-314页。
实施例1
一种可代明胶的变性淀粉的制备方法，包括如下步骤：
1)选用高直链淀粉和软胶稠度软的特定水稻品种“浙辐201”淀粉为原料，取特定水稻淀粉3.0g，测定水稻淀粉的直链淀粉含量和胶稠度，结果直链淀粉含量为27.3％，胶稠度为89毫米，该米淀粉可形成柔软且固化的凝胶。
2)通过添加羟丙基的化学方法制备羟丙基大米淀粉，采用的工艺参数为：米淀粉乳浓度50％(m/m)、环氧丙烷10wt％、反应温度45℃、氢氧化钠1.2wt％、硫酸钠15wt％、反应时间20h。
3)通过加热物理方法制备预糊化羟丙基大米淀粉，采用的工艺参数为：糊化温度为95℃、糊化时间是2.5h、淀粉乳浓度是10％(m/m)、淀粉乳的pH值为7.5。
4)滚筒干燥机烘干预糊化羟丙基大米淀粉，过200目筛研磨成细粉，即获得预期的变性淀粉。
实施例2
变性淀粉在制备空心胶囊中的应用，包括如下步骤：
1)选择变性淀粉为凝固剂，用量为500g/L；
2)加1L凉水浸泡3小时，每隔15分钟搅拌1次至浸透匀浆；
3)将淀粉和水匀浆加热至80℃糊化制液，并加入0.1wt％的增塑剂，搅拌均匀；
4)80℃静置保温2小时，加压除去气泡；
5)胶体冷却至蘸胶温度50℃，倒入保温料槽进行沾液；
6)烘干制成含水率12％的空心胶囊。
对比例1
采用明胶制备空心胶囊，步骤1)中以明胶为凝固剂，用量为800g/L；其余步骤与实施例2相同。
对实施例2和对比例1进行性能测试，通过对比发现变性淀粉和明胶都可以形成柔软的胶体，蘸胶温度也可相同(50℃)，在水分控制在与明胶胶囊相仿(水分率11～15％)，羟丙基米淀粉可以生产出符合药典要求的淀粉空心胶囊产品；与明胶胶囊相比，羟丙基米淀粉胶囊更透明，并对储存和运输温度明显不敏感，更方便保存和运输。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (7)
1.一种可代明胶的变性淀粉制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)选用高直链淀粉和软胶稠度软的水稻品种淀粉为原料；
2)通过化学方法制备羟丙基大米淀粉；
3)通过物理方法制备预糊化羟丙基大米淀粉；
4)干燥预糊化羟丙基大米淀粉，过200目筛研磨成细粉，即获得预期的变性淀粉。
所述高直链淀粉和软胶稠度软的水稻品种淀粉要求直链淀粉含量介于25-28％，胶稠度超过70毫米，热浆粘度和冷胶粘度介于2500-3000cP。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2)包括：取步骤1)中的淀粉原料，加蒸馏水配制成40-60wt％的淀粉乳；搅拌，缓慢加入13-18wt％的无水硫酸钠，搅拌均匀，再加入1-1.5wt％的氢氧化钠，在氮气保护下快速加入8-12wt％环氧丙烷，于40-50℃下在恒温振荡器中反应20-25h，取出后用浓度0.1mol/L的盐酸调节pH值6.5左右，过滤，反复洗涤，干燥。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3)的预糊化工艺参数为：：糊化温度为92-96℃、糊化时间是2-3h、淀粉乳浓度为8-12wt％、淀粉乳的pH值为7.3-7.5。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中制备羟丙基大米淀粉最佳工艺参数为：米淀粉乳浓度为50wt％，环氧丙烷加入量为10wt％，反应温度为45℃，氢氧化钠加入量为1.2wt％，硫酸钠加入量为15wt％，反应时间为20h；该条件下的米淀粉冻融析水率为35.1％，羟丙基的分子取代度为3.5％。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤3)中制备预糊化的羟丙基大米淀粉最佳工艺参数为：糊化温度为95℃，糊化时间为2.5h，淀粉乳浓度为10wt％，淀粉乳的pH值为7.5；该条件下的淀粉冻融析水率为米淀粉冻融析水率是8.9％，糊化度为89.0％。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法制备的变性淀粉代替明胶制备淀粉空心胶囊的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)选择预糊化羟丙基大米淀粉为原料；
2)按米淀粉和水1：4-5重量配比，冷水浸泡3小时，每隔15分钟搅拌1次至浸透匀浆；
3)将淀粉和水匀浆加热至80℃糊化制液，并加入0.1wt％的增塑剂，搅拌均匀；
4)80℃静置保温2小时，加压除去气泡；
5)胶体冷却至蘸胶温度50℃，倒入保温料槽进行沾液；
6)烘干制成含水率12％的空心胶囊。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，以基料的体积计，预糊化羟丙基大米淀粉添加量优选为500g/L。
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