CN108559004A - 一种多元复合变性淀粉的制备方法及应用 - Google Patents
一种多元复合变性淀粉的制备方法及应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种多元复合变性淀粉的制备方法及应用，包括复配原料淀粉调乳、酸化、醚化、酯化、中和、混合调配、造粒等工序，加工过程是由复杂的化学改性和非化学改性多元变性完成，在应用过程中不需要添加凝胶剂和增强剂，完全取代原配方中的胶类物质。本发明属于淀粉变性技术领域，利用薯类淀粉和豆类淀粉按比例混合后，在其固有特性的基础上，改变淀粉的天然特性，如：糊化温度、热粘度及其稳定性、冻融稳定性、凝胶力、成膜性、透明性等，使其更适合于食品凝胶软糖、果冻和药用空心胶囊应用的要求。
Description
技术领域
本发明属于淀粉变性技术领域，具体是指一种多元复合变性淀粉的制备方法及应用。
背景技术
天然淀粉为自然界中存在最广泛的多糖，种类繁多，我国变性淀粉的研究和生产始于上世纪80年代，通过20多年的研究，目前已有交联淀粉、氧化淀粉、酸解淀粉、醋酸酯、磷酸酯、烯基琥珀酸酯、羧甲基淀粉、羟丙基淀粉、阳离子淀粉等多种变性淀粉。但在采用新技术、新工艺、新设备的现代工业中，单一的变性淀粉产品不能满足要求，使其在应用中受到很大限制。多元复合变性淀粉是指在同一个淀粉分子上接上二种或者两种以上反应基团的淀粉，由于分子中各基团的相互协调作用，使其性能更优，应用效果更突出，专用性更强。
药用空心胶囊是一种特殊的药用辅料，其与药品一起进入人体的消化系统，最终为人体所吸收，所以其质量好坏直接关系到用药的安全，目前也积攒了许多关键质量问题。目前明胶作为用于制做医药空心硬胶囊材料已有近百年的历史，明胶系由动物的骨、皮为基本原料经轻工业加工而得，是一种动物蛋白，动物的骨、皮虽可再生，但资源还是受到很大的局限性，随着明胶用量的增大，使原料价格上涨，致使明胶价格一路攀升。基于上述情况，一些非法的明胶厂用废旧皮革做明胶原料，以降低成本生产出含铬超标的明胶及后续的胶囊产品，出现“毒胶囊”引起国内明胶市场巨大风波。明胶为原料的药用空心胶囊中重金属(铬、砷、汞、铅等)的含量的限度问题是社会最关注的问题，有些不法企业在生产时使用蓝矾皮胶代替药用明胶。合格的药用明胶所用的牛骨应是除去牛身上具有感染风险的头盖骨和脊椎骨，猪皮、牛皮应是新鲜皮或冷冻皮，且生产过程的卫生控制情况(包括生产环境、生产装备、中间控制、卫生管理、人员管理等方面)应符合相关法规要求。另外，防腐剂和抑菌剂以及微生物检测是药品必须执行的通则，并且对于明胶胶囊，其自身更有利于微生物的繁殖。所以，一些企业由于自身生产的环境和卫生条件较差，导致生产过程微生物指标无法完全控制，为达到防腐的目的，人为地加入防腐剂和抑菌剂，这对人体的危害很大。β-受体激动药是一种普遍使用的兽药，主要作用是促进动物生长，减少脂肪沉积，提高瘦肉率。但是，长期食用含有β-受体激动药残留的食品将对人体健康产生极大的危害。我国农业部已正式下文严禁克伦特罗作为饲料添加剂使用。近年，包括克伦特罗、沙丁胺醇、莱克多巴胺在内及其他受体激动剂也开始非法用于动物生产，加大了执法和检测的难度。明胶的生产材料多为屠宰场提供的牛、猪羊等的皮毛、骨头。在我国，兽药和药物添加剂的大量使用，在对人类健康和环境造成危害的同时，也增加了对药用明胶空心胶囊质量的担忧。
现有国内研发这方面技术领域的很多，都停留在研究试制阶段，即使有专利也没有实现规模化生产，由于原料单一，现有技术是利用玉米淀粉、大米淀粉、马铃薯淀粉、红薯淀粉、豆类淀粉其中的一种进行化学改性或酶变性，很难达到即具有粘弹性，又具有一定保水性和透明度；加工技术简单，难以满足食品和医用胶囊的质量要求，上述变性淀粉在食品加工的应用过程中，都需要其他凝胶剂配合使用，如卡拉胶、明胶、果胶、黄原胶、瓜尔豆胶等，很难做到完全取代胶类，降低成本。
虽然已有一些专利声称能够生产淀粉胶囊(见中国专利，公开号：CN1687203A.CN102716489A，
CN101245157A，CN101406704A4，CN101708174ACN1931145A)，但上述专利大多只是对变性淀粉、凝胶剂(例如结冷胶、果胶、卡拉胶等)，增塑剂及其他添加剂(例如增强剂、色素、遮光剂)的混合体系论述。
因此，研发一种可替代动物骨、皮制做明胶的新原料迫在眉睫。
发明内容
为解决上述现有难题，本发明提供了一种多元复合变性淀粉的制备方法及应用，该多元复合变性淀粉是由薯类淀粉和豆类淀粉复配而成，好处是本原料既具有薯类淀粉的粘度特性，又具有豆类淀粉强凝胶型。并按一定比例混合后使该原料的直链淀粉和支链淀粉的比例达到技术要求；加工过程是由复杂的化学改性和非化学改性多元变性完成，包括酸化、醚化、酯化、混合调配、造粒等工序；在应用过程中不需要添加凝胶剂和增强剂，完全取代原配方中的胶类物质。
本发明采用的技术方案如下：一种多元复合变性淀粉的制备方法，包括如下步骤：
(1)原料复配，取薯类淀粉添加量为重量份数1-99份，豆类淀粉添加量为重量份数1-99份，混合均匀后加水调乳，浓度调至21-22波美；
(2)通过热交换器对淀粉乳调温，反应温度35-60℃；
(3)加药品盐酸调pH值至1-1.8，反应2-6小时；
(4)加质量分数为3％的氢氧化钠溶液，将pH值调至9-11，控制温度保持35-60℃，加入醚化剂，将反应釜密封防爆，醚化剂的重量添加量为淀粉干基的5-15％，反应时间24-36小时；
(5)配合缓慢加入乙酐或醋酸乙烯，乙酐或醋酸乙烯的重量添加量为淀粉干基的3-5％，pH值5-6稳定时，降温至室温23-27度；
(6)用刮刀离心机脱水，水分重量含量控制在30-35％；
(7)调配造粒，加入保湿剂混合均匀，用沸腾造粒机造粒。
作为优选地，所述薯类淀粉包括木薯淀粉、马铃薯淀粉、红薯淀粉的一种或几种。
作为优选地，所述豆类淀粉包括豌豆淀粉、绿豆淀粉、蚕豆淀粉、小扁豆淀粉中的一种或几种。
作为优选地，所述醚化剂为环氧丙烷。
作为优选地，所述保湿剂为山梨糖醇、甘油、聚乙二醇及其衍生物的一种或几种。
作为优选地，所述药品盐酸、氢氧化钠溶液、醚化剂、乙酐、醋酸乙烯为食品级。
进一步地，本发明多元复合变性淀粉其应用于食品和空心胶囊中，可完全代替现有胶类产品。
采用上述方案本发明取得有益效果如下：本发明利用薯类淀粉和豆类淀粉按比例混合后，在其固有特性的基础上，为改善淀粉的性能、扩大其应用范围，利用酸化、醚化、酯化和酶法处理，在淀粉分子上引入新的官能团或改变淀粉分子大小和淀粉颗粒性质，从而改变淀粉的天然特性，如：糊化温度、热粘度及其稳定性、冻融稳定性、凝胶力、成膜性、透明性等，使其更适合于食品凝胶软糖、果冻和药用空心胶囊应用的要求。在食品方面，主要利用该发明的变性淀粉良好的胶凝性、成膜性和粘性，在硬胶和软胶糖果和果冻中作为凝胶剂，提供产品凝胶结构，采用适当的变性淀粉可以替代阿拉伯胶、卡拉胶、明胶，制品具有良好的口感和透明度。
本发明多元复合变性淀粉是利用淀粉的原有的结构特点，通过化学方法和物理方法改变原淀粉在糊化后的缺点，首先通过酸化降低粘度，增强凝胶型；然后淀粉链之间通过羟基缩合和酯化一系列复杂反应，使该变性淀粉加热糊化后具有粘度稳定、抗老化、抗剪切、透明度好的特点。本方案制备的多元复合变性淀粉不添加任何凝胶剂和增塑剂，应用在食品和空心胶囊中可以完全代替现有胶类产品，成本低，绿色环保。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明多元复合变性淀粉的制备方法工艺流程如下：
具体实施例如下：
实施例1，本发明多元复合变性淀粉的制备方法，包括如下步骤：
(1)原料复配，取薯类淀粉添加量为重量份数50份，豆类淀粉添加量为重量份数50份，混合均匀后加水调乳，浓度调至21波美；
(2)通过热交换器对淀粉乳调温，反应温度35-60℃；
(3)加药品盐酸调pH值至1.5，反应2-6小时；
(4)加质量分数为3％的氢氧化钠溶液，将pH值调至10，控制温度保持35-60℃，加入醚化剂，将反应釜密封防爆，醚化剂的重量添加量为淀粉干基的10％，反应时间24-36小时；
(5)配合缓慢加入乙酐或醋酸乙烯，乙酐或醋酸乙烯的重量添加量为淀粉干基的4％，pH值5-6稳定时，降温至室温23-27度；
(6)用刮刀离心机脱水，水分重量含量控制在30-35％；
(7)调配造粒，加入保湿剂混合均匀，用沸腾造粒机造粒。
实施例2，本发明多元复合变性淀粉的制备方法，包括如下步骤：
(1)原料复配，取薯类淀粉添加量为重量份数60份，豆类淀粉添加量为重量份数40份，混合均匀后加水调乳，浓度调至22波美；
(2)通过热交换器对淀粉乳调温，反应温度35-60℃；
(3)加药品盐酸调pH值至1.6，反应2-6小时；
(4)加质量分数为3％的氢氧化钠溶液，将pH值调至9，控制温度保持35-60℃，加入醚化剂，将反应釜密封防爆，醚化剂的重量添加量为淀粉干基的12％，反应时间24-36小时；
(5)配合缓慢加入乙酐或醋酸乙烯，乙酐或醋酸乙烯的重量添加量为淀粉干基的3％，pH值5-6稳定时，降温至室温23-27度；
(6)用刮刀离心机脱水，水分重量含量控制在30-35％；
(7)调配造粒，加入保湿剂混合均匀，用沸腾造粒机造粒。
应用例1，应用本发明制备的多元复合变性淀粉制备食品软糖，如水果软糖(橡皮糖)制备的成分和主要工艺参数如下：
成分如下：
| 成分 | 加入量 |
| 葡萄糖浆(42DE) | 34.0份 |
| 砂糖 | 28.5份 |
| 水 | 20.0份 |
| 变性淀粉 | 10.0份 |
| 香精 | 3g/kg |
| 色素 | 0.5g/kg |
| 乳酸或柠檬酸 | 10ml/kg |
加工条件如下：
| 制备温度 | 70-80℃ |
| 蒸煮温度 | 135℃ |
| 成型温度 | 80-90℃ |
| 成型浓度 | 70oBx |
| 干燥条件 | 70℃烘干在26％湿度条件下32h |
| 加工设备 | 蒸汽加压锅，连续式蒸煮设备 |
应用例2，应用本发明制备的多元复合变性淀粉制备药用空心胶囊，其成分和主要工艺参数如下：
变性淀粉1份，水5份，100度水浴溶胶，胶液温度达到90度，静止保温1小时，冷却至65-75度蘸胶，24-28度干燥2小时，脱模。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (7)
1.一种多元复合变性淀粉的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)原料复配，取薯类淀粉添加量为重量份数1-99份，豆类淀粉添加量为重量份数1-99份，混合均匀后加水调乳，浓度调至21-22波美；
(2)通过热交换器对淀粉乳调温，反应温度35-60℃；
(3)加药品盐酸调pH值至1-1.8，反应2-6小时；
(4)加质量分数为3％的氢氧化钠溶液，将pH值调至9-11，控制温度保持35-60℃，加入醚化剂，将反应釜密封防爆，醚化剂的重量添加量为淀粉干基的5-15％，反应时间24-36小时；
(5)配合缓慢加入乙酐或醋酸乙烯，乙酐或醋酸乙烯的重量添加量为淀粉干基的3-5％，pH值5-6稳定时，降温至室温23-27度；
(6)用刮刀离心机脱水，水分重量含量控制在30-35％；
(7)调配造粒，加入保湿剂混合均匀，用沸腾造粒机造粒。
2.根据权利要求1所述的一种多元复合变性淀粉的制备方法，其特征在于，所述薯类淀粉包括木薯淀粉、马铃薯淀粉、红薯淀粉的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种多元复合变性淀粉的制备方法，其特征在于，所述豆类淀粉包括豌豆淀粉、绿豆淀粉、蚕豆淀粉、小扁豆淀粉中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种多元复合变性淀粉的制备方法，其特征在于，所述醚化剂为环氧丙烷。
5.根据权利要求1所述的一种多元复合变性淀粉的制备方法，其特征在于，所述保湿剂为山梨糖醇、甘油、聚乙二醇及其衍生物的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种多元复合变性淀粉的制备方法，其特征在于，所述药品盐酸、氢氧化钠溶液、醚化剂、乙酐、醋酸乙烯为食品级。
7.一种多元复合变性淀粉的应用，其特征在于，如权利要求1所述的一种多元复合变性淀粉其应用于食品和空心胶囊中，可完全代替现有胶类产品。
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