CN109535266A - 一种颗粒状冷水可溶性淀粉的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于淀粉生产技术领域，公开了一种颗粒状冷水可溶性淀粉的生产方法。该方法主要包括以下步骤：(1)取淀粉加入混合机中，然后雾状喷入盐酸混合均匀制得酸化淀粉；(2)将上述制得的酸化淀粉装入容器或淀粉袋中进行发酵处理；(3)将发酵后的淀粉在洗涤池中用乙醇洗涤沉降，然后加入碱溶液进行中和处理得改性淀粉；(4)将上述制得的改性淀粉置于离心机中离心分离，然后置于干燥机中闪蒸干燥、过筛得颗粒状冷水可溶性淀粉。本发明的优点在于工艺简单、成本低廉、安全环保、易于操作并大规模应用，只需在常温常压下生产，能耗低，同时制得的颗粒状冷水可溶性淀粉颗粒性能优良，颗粒完整度较高，冷水中溶解率最高可达98％。

Description

一种颗粒状冷水可溶性淀粉的生产方法

技术领域

本发明属于淀粉生产技术领域，具体涉及一种颗粒状冷水可溶性淀粉的生产方法。

背景技术

冷水可溶性淀粉作为一种新型变性淀粉，由于其在使用时避免了蒸煮操作，可直接溶于冷水而成糊，已被广泛应用于食品、医药、化工、饲料、铸造、石油钻探、纺织和造纸等各个领域。现有的冷水可溶性淀粉主要分为预糊化淀粉和颗粒状冷水可溶性淀粉，而其中颗粒状冷水可溶性淀粉由于具有更高的光泽度、良好的粘弹性以及复水后与原淀粉制成的糊性质基本相同更是受到人们的喜爱和关注。

目前有关颗粒状冷水可溶性淀粉的制备技术主要有以下四种：

1.双流喷嘴喷雾干燥法：1981年Pitchon等使用双流喷嘴喷雾干燥器制备颗粒状冷水可溶淀粉，此干燥器与一般喷雾干燥器的区别是采用了特制的双流喷嘴。其生产过程为：固形物含量为35％～45％的淀粉乳用0.01％的交联剂交联，于21℃温度下，以4.6L/min的流速注入喷嘴中。同时压力为1050kPa的加热蒸汽以172kg/h的流速从另一路进入密封的双流喷嘴腔内，其腔内温度可达155℃。两者混合使淀粉乳雾化并糊化，糊化的淀粉颗粒迅速离开双流喷雾小室而进入干燥塔。干燥塔进口温度可达150～195℃，出口温度为80～95℃。一般喷雾干燥法只能处理固形物含量10％的淀粉乳，而采用双流喷嘴的喷雾干燥器可处理固形物含量大于15％的淀粉乳，生产时浓度可达35％～40％。此种方法生产的颗粒状冷水可溶淀粉有80％保持原淀粉颗粒状态，且均匀并完全被糊化。但此种方法反应条件要求严格，需要特制的双流喷嘴，设备造价高，同时需要在高温高压下进行，不够节能环保。

2.高温高压醇法：主要操作为取10～25份(质量比，干基)的未糊化玉米淀粉及50～75份质量比的乙醇或丙醇与13～30份质量比的水混合配成淀粉乳液，此淀粉乳液含水量为15％～35％(包括原淀粉中的水分)，即乙醇或丙醇与水的质量比为(5.7～1.9)：1。此淀粉乳在密闭容器中加热至149～182℃并保温1～30min，加热后淀粉乳冷却至49℃左右，经过滤或离心从乳液中分离出GCwS淀粉，然后用乙醇洗涤，在110℃下干燥4h制得淀粉颗粒。该法虽然可以基本保持原淀粉的颗粒状态，但生产过程需要高温高压，且该方法不能应用于高支链淀粉制备。

3.常压多元醇法：主要是将淀粉、水和多元醇按一定比例配成混合液，在80～130℃的温度下加热此淀粉乳液3～30min，将乳液冷却至100℃左右，此时加入乙醇等食用醇类，进一步冷却至45～50℃，真空过滤从液相中分离颗粒状冷水可溶淀粉后用乙醇洗涤，加热干燥制得淀粉颗粒。该法同样需要在高温下进行，而此时由于物料不易流动，容易出现传热不理想问题，从而导致产品的质量难以控制。

4.乙醇碱法：主要原理为碱性溶液中，淀粉这种弱离子交换剂上的-OH的质子会被解离，从而淀粉分子带负电，它们之间相互排斥促进颗粒溶胀。随着碱浓度的增大，这种斥力也相应增强，最终导致双螺旋区的展开变成单螺旋，结晶结构被打破，结晶序列发生变化。但同时淀粉颗粒周围由于乙醇的存在，抑制颗粒溶胀，保持颗粒的完整性。中和作用后，淀粉分子与乙醇形成了螺旋复合物(V型复合物)。乙醇被蒸发后，颗粒内形成空穴，使淀粉处于一种亚稳态，保证它具有极好的冷水溶解性。乙醇碱法实际上就是控制两种力(斥力和抑制力)的平衡，使淀粉在保持颗粒形态的同时，达到最佳的溶胀状态，实现在糊化状态下淀粉颗粒的完整性。相对于上述三种方法，乙醇碱法由于制得的淀粉糊黏度更好，性能更稳定，能够适用于各种淀粉生产如高支淀粉，在常温常压下进行，已成为近年来研究的热点，如美国专利US5037929和中国专利CN1226560A等。但是纵观这些已公开的方法往往工艺复杂、成本高昂，且制备过程中会有大量工业废水产生，不够绿色环保。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明的目的是要提供一种工艺简单、成本低廉、安全环保、能耗低、易于操作并大规模应用的颗粒状冷水可溶性淀粉的生产方法。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种颗粒状冷水可溶性淀粉的生产方法，包括以下步骤：

(1)酸化

取淀粉加入混合机中，然后雾状喷入盐酸混合均匀制得酸化淀粉；

(2)发酵

将上述制得的酸化淀粉装入容器或淀粉袋中进行发酵处理；

(3)洗涤

将发酵后的淀粉在洗涤池中用乙醇洗涤沉降，然后加入碱溶液进行中和处理得改性淀粉；

(4)离心和干燥

将上述制得的改性淀粉置于离心机中离心分离，然后置于干燥机中闪蒸干燥、过筛得颗粒状冷水可溶性淀粉。

具体的，所述步骤(1)中的淀粉为食用级淀粉，所述食用级淀粉为玉米、小麦、绿豆、甘薯、木薯、马铃薯、大米中的一种或者几种混合。

具体的，所述步骤(1)中淀粉与盐酸的质量体积比为1:10～1:5,盐酸的质量浓度为10～11％，混合时间为5～6min。

具体的，所述步骤(2)中发酵温度为25～30℃，发酵时间为6～7d。

具体的，所述步骤(3)中乙醇的质量浓度为85％，洗涤次数为2～3次，碱溶液为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾中的一种或者几种混合，中和后的pH值为5.0～7.0。

具体的，所述步骤(4)中离心速度为800～1000r/min，离心时间为30～60min。

具体的，所述步骤(4)中闪蒸干燥温度为100～110℃，干燥后改性淀粉的含水量＜14％，过筛时采用旋振筛，筛孔目数为100～120。

与现有技术相比，本发明的优点是：

1.本发明提供的颗粒状冷水可溶性淀粉生产方法工艺简单、成本低廉、安全环保、易于操作并大规模应用，相对于现有的可溶性淀粉制备方法，无需高温高压，只需在常温常压下生产，能耗低，且生产过程中产生的废水较少。

2.本发明提供的颗粒状冷水可溶性淀粉生产方法采用在混合机中喷入雾状盐酸与淀粉混合相对于湿法盐酸混合，混合更加均匀，且反应效率更高，而采用发酵相对于酶解法制备可溶性淀粉，既充分保持了原淀粉的颗粒结构和完整性，也使得淀粉的降解更加均匀，从而保证后续可溶性淀粉的性能。

3.本发明制得的颗粒状冷水可溶性淀粉具有较大的比表面积和良好的吸附包埋性能，颗粒完整度较高，冷水中溶解率最高可达98％，同时本发明还可以通过调整反应中各原料配比来满足不同冷水溶解度淀粉的生产需求。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种颗粒状冷水可溶性淀粉的生产方法，包括以下步骤：

(1)酸化

取100g食用级玉米淀粉加入混合机中，然后雾状喷入质量浓度为10％的盐酸1000ml混合5min制得酸化玉米淀粉；

(2)发酵

将上述制得的酸化玉米淀粉装入容器或淀粉袋中在25℃下发酵7h得发酵玉米淀粉；

(3)洗涤

将发酵后的玉米淀粉在洗涤池中用质量浓度为85％的乙醇洗涤2次进行沉降，然后加入氢氧化钠溶液中和至pH值为5.0得改性玉米淀粉；

(4)离心和干燥

将上述制得的改性玉米淀粉置于离心机中以800r/min的离心速度离心分离60min，然后置于100℃干燥机中闪蒸干燥得含水量＜14％的玉米淀粉，最后过100目旋振筛得颗粒状冷水可溶性淀粉。

(5)检测上述制得的颗粒状冷水可溶性淀粉理化性质如表1。

实施例2

一种颗粒状冷水可溶性淀粉的生产方法，包括以下步骤：

(1)酸化

取100g食用级小麦淀粉加入混合机中，然后雾状喷入质量浓度为10％的盐酸900ml混合5.5min制得酸化小麦淀粉；

(2)发酵

将上述制得的酸化小麦淀粉装入容器或淀粉袋中在26℃下发酵7h得发酵小麦淀粉；

(3)洗涤

将发酵后的小麦淀粉在洗涤池中用质量浓度为85％的乙醇洗涤2次进行沉降，然后加入氢氧化钾溶液中和至pH值为5.5得改性小麦淀粉；

(4)离心和干燥

将上述制得的改性小麦淀粉置于离心机中以850r/min的离心速度离心分离50min，然后置于105℃干燥机中闪蒸干燥得含水量＜14％的小麦淀粉，最后过105目旋振筛得颗粒状冷水可溶性淀粉。

(5)检测上述制得的颗粒状冷水可溶性淀粉理化性质如表1。

实施例3

一种颗粒状冷水可溶性淀粉的生产方法，包括以下步骤：

(1)酸化

取100g食用级绿豆淀粉加入混合机中，然后雾状喷入质量浓度为10.5％的盐酸800ml混合5.5min制得酸化绿豆淀粉；

(2)发酵

将上述制得的酸化绿豆淀粉装入容器或淀粉袋中在27℃下发酵6.5h得发酵绿豆淀粉；

(3)洗涤

将发酵后的绿豆淀粉在洗涤池中用质量浓度为85％的乙醇洗涤3次进行沉降，然后加入碳酸氢钠溶液中和至pH值为6得改性绿豆淀粉；

(4)离心和干燥

将上述制得的改性绿豆淀粉置于离心机中以900r/min的离心速度离心分离40min，然后置于108℃干燥机中闪蒸干燥得含水量＜14％的绿豆淀粉，最后过110目旋振筛得颗粒状冷水可溶性淀粉。

(5)检测上述制得的颗粒状冷水可溶性淀粉理化性质如表1。

实施例4

一种颗粒状冷水可溶性淀粉的生产方法，包括以下步骤：

(1)酸化

取100g食用级甘薯淀粉加入混合机中，然后雾状喷入质量浓度为10.5％的盐酸700ml混合6min制得酸化甘薯淀粉；

(2)发酵

将上述制得的酸化甘薯淀粉装入容器或淀粉袋中在28℃下发酵6.5h得发酵甘薯淀粉；

(3)洗涤

将发酵后的甘薯淀粉在洗涤池中用质量浓度为85％的乙醇洗涤3次进行沉降，然后加入碳酸氢钾溶液中和至pH值为6.5得改性甘薯淀粉；

(4)离心和干燥

将上述制得的改性甘薯淀粉置于离心机中以950r/min的离心速度离心分离35min，然后置于110℃干燥机中闪蒸干燥得含水量＜14％的甘薯淀粉，最后过115目旋振筛得颗粒状冷水可溶性淀粉。

(5)检测上述制得的颗粒状冷水可溶性淀粉理化性质如表1。

实施例5

一种颗粒状冷水可溶性淀粉的生产方法，包括以下步骤：

(1)酸化

取100g食用级木薯和马铃薯淀粉混合(任意比例混合)加入混合机中，然后雾状喷入质量浓度为11％的盐酸500ml混合6min制得酸化混合淀粉；

(2)发酵

将上述制得的酸化混合淀粉装入容器或淀粉袋中在30℃下发酵6h得发酵木薯淀粉；

(3)洗涤

将发酵后的混合淀粉在洗涤池中用质量浓度为85％的乙醇洗涤3次进行沉降，然后加入氢氧化钠和氢氧化钾溶液中和至pH值为7得改性混合淀粉；

(4)离心和干燥

将上述制得的改性混合淀粉置于离心机中以1000r/min的离心速度离心分离30min，然后置于110℃干燥机中闪蒸干燥得含水量＜14％的混合淀粉，最后过120目旋振筛得颗粒状冷水可溶性淀粉。

(5)检测上述制得的颗粒状冷水可溶性淀粉理化性质如表1。

表1为本发明制得的颗粒状冷水可溶性淀粉理化性质。

表1中冷水中溶解度的测定方法如下：

取50ml质量浓度为0.02g/ml淀粉溶液于离心管中，将离心管放在20℃温度下振荡20min,然后再以3000r/min的离心速度离心15min，取上清液置于120℃干燥箱中干燥至恒重，冷却得溶解淀粉量，溶解度的计算公式为：

C＝A/W×100％

式中：C为冷水溶解度，A为溶解淀粉质量/g，W为淀粉样品质量/g。

由表1可知，本发明制得的颗粒状冷水可溶性淀粉颗粒完整度较高，冷水中溶解率最高可达98％。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种颗粒状冷水可溶性淀粉的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)酸化

取淀粉加入混合机中，然后雾状喷入盐酸混合均匀制得酸化淀粉；

(2)发酵

将上述制得的酸化淀粉装入容器或淀粉袋中进行发酵处理；

(3)洗涤

将发酵后的淀粉在洗涤池中用乙醇洗涤沉降，然后加入碱溶液进行中和处理得改性淀粉；

(4)离心和干燥

将上述制得的改性淀粉置于离心机中离心分离，然后置于干燥机中闪蒸干燥、过筛得颗粒状冷水可溶性淀粉。

2.如权利要求1所述的颗粒状冷水可溶性淀粉的生产方法，其特征在于：所述步骤(1)中的淀粉为食用级淀粉，所述食用级淀粉为玉米、小麦、绿豆、甘薯、木薯、马铃薯、大米中的一种或者几种混合。

3.如权利要求1所述的颗粒状冷水可溶性淀粉的生产方法，其特征在于：所述步骤(1)中淀粉与盐酸的质量体积比为1:10～1:5,盐酸的质量浓度为10～11％，混合时间为5～6min。

4.如权利要求1所述的颗粒状冷水可溶性淀粉的生产方法，其特征在于：所述步骤(2)中发酵温度为25～30℃，发酵时间为6～7d。

5.如权利要求1所述的颗粒状冷水可溶性淀粉的生产方法，其特征在于：所述步骤(3)中乙醇的质量浓度为85％，洗涤次数为2～3次，碱溶液为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾中的一种或者几种混合，中和后的pH值为5.0～7.0。

6.如权利要求1所述的颗粒状冷水可溶性淀粉的生产方法，其特征在于：所述步骤(4)中离心速度为800～1000r/mi n，离心时间为30～60mi n。

7.如权利要求1所述的颗粒状冷水可溶性淀粉的生产方法，其特征在于：所述步骤(4)中闪蒸干燥温度为100～110℃，干燥后改性淀粉的含水量＜14％，过筛时采用旋振筛，筛孔目数为100～120。