CN109942836A - 一种改性大米淀粉的制备方法 - Google Patents

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杜先锋
朱培蕾
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Abstract

本发明涉及一种改性大米淀粉的制备方法，属于淀粉改性工艺的领域。依次包括以下步骤：将乳清蛋白加至于蒸馏水中，高速搅拌至充分溶解；随后加入大米淀粉，常温下搅拌至大米淀粉与乳清蛋白混合均匀，将大米淀粉与乳清蛋白混合液于小于淀粉糊化温度下干燥至混合物体系中水分含量小于10％；随后将干燥后的混合物研磨、粉碎、过筛；将过筛后的混合物于135‑160℃下处理2‑6小时，得到改性大米淀粉。本发明制得改性大米淀粉的糊化起始温度和峰值温度降低，糊化时间缩短；溶解度增加，溶胀度降低；淀粉糊表现出典型的剪切稀化假塑性流体特征，剪切稳定性优于于天然大米淀粉糊；拓宽了大米淀粉的应用范围。

Description

一种改性大米淀粉的制备方法
技术领域
本发明涉及淀粉改性工艺的领域，具体是涉及一种改性大米淀粉的制备方法。
背景技术
大米淀粉作为一种可再生和生物降解的绿色资源，常被应用至各个领域。由于其分子结构的特点，天然大米淀粉在应用方面存在很多局限，如溶解性差，分散性差，抗剪切性能低，淀粉糊易老化，黏度不稳定等。
发明内容
为了解决天然大米淀粉的各种性能缺陷的技术问题，本发明提供一种改性大米淀粉的制备方法。
为了实现本发明的目的，本发明采用了以下技术方案：一种改性大米淀粉的制备方法，依次包括以下步骤：大米淀粉与乳清蛋白混合处理：将乳清蛋白加至于蒸馏水中，高速搅拌至充分溶解；随后加入大米淀粉，常温下搅拌至大米淀粉与乳清蛋白混合均匀；
干燥处理：将大米淀粉与乳清蛋白混合液于小于淀粉糊化温度下干燥至混合物体系中水分含量小于10％；随后将干燥后的混合物研磨、粉碎、过筛；
高温处理：将过筛后的混合物于135-160℃下处理2-6小时，干燥时湿度小于10％，得到改性大米淀粉。
作为优选的，所述乳清蛋白的用量为大米淀粉质量的3％-9％；大米淀粉与乳清蛋白混合液中总固形物含量为35-40％，淀粉乳浓度为29-38％。其中，总固形物含量与淀粉乳浓度的计算公式为：
总固形物含量＝(淀粉+蛋白质)/(淀粉+蛋白质+水)*100％；
淀粉乳浓度＝淀粉/(淀粉+水)*100％。
作为优选的，所述干燥的条件为40-45℃下干燥16-20h。
本发明的有益效果在于：1、本发明高温处理时温度在135～160℃，体系水分含量小于10％。较高的干热温度能够有效破坏淀粉颗粒结晶区的有序性，使得无定形区结构增加，由此使得改性淀粉具备更低的糊化温度、更短的糊化时间，在实际生产应用中能够降低热能消耗。同时，较高的干热温度，能够进一步增强大米淀粉与乳清蛋白之间以氢键为主的相互作用，同时促进乳清蛋白改性，改变分子构象，暴露出更多的疏水性基团，增强体系的疏水性。以上特性的引入，可以明显增强体系的黏度、抗剪切能力和乳化性能。
2、本发明中，控制乳清蛋白的质量为大米淀粉质量的3％～9％，淀粉乳浓度约为36％，乳清蛋白能够充分分散于大米淀粉溶液中，并有效吸附于大米淀粉颗粒表面。制备得到的干热改性大米淀粉在使用过程中，由于乳清蛋白和大米淀粉的均匀复合，不易产生两相分离情况。且产品易于消化，无不良风味，应用范围广。
3、大米淀粉在糊化状态下，具有柔软的稠度和奶油的气味，组织细腻，容易涂开；乳清蛋白其分子量小，亲水性强。在干热改性大米淀粉制备过程中，乳清蛋白易于与大米淀粉混合均匀，与大米淀粉表面接触的几率高，有利于两种大分子在干热过程中相互作用。在产品应用过程中，乳清蛋白营养全面，易于吸收，通过乳清蛋白改性的大米淀粉，适宜于婴幼儿配方以及营养强化食品。
4、本发明所制备的改性大米淀粉，与天然大米淀粉相比：1)、糊化起始温度和峰值温度降低，糊化时间缩短；2)、溶解度增加，溶胀度降低；3)、淀粉糊表现出典型的剪切稀化假塑性流体特征，剪切稳定性优于于天然大米淀粉糊；拓宽了大米淀粉的应用范围。
附图说明
图1为天然大米淀粉的SEM图；
图2为实施例1制得改性大米淀粉的SEM图；
图3为实施例2制得改性大米淀粉的SEM图；
图4为实施例3制得改性大米淀粉的SEM图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式对本发明技术方案作进一步详细描述。
实施例1
大米淀粉与乳清蛋白混合处理：3g乳清蛋白添加于177ml蒸馏水中，高速搅拌，使乳清蛋白充分溶解。随后加入100g大米淀粉，搅拌120分钟，使两者混合均匀。乳清蛋白的用量为大米淀粉质量的3％，总固形物含量约为37％；淀粉乳浓度为36％。
干燥处理：将大米淀粉与乳清蛋白混合液于40℃烘箱中干燥16h，使得混合物体系中水分含量小于10％，随后研磨、粉碎、过100目筛。
高温处理：将过筛后的大米淀粉与乳清蛋白混合物于135℃条件下加热处理6小时后，即得到改性大米淀粉。
实施例2
大米淀粉与乳清蛋白混合处理：6g乳清蛋白添加于194ml蒸馏水中，高速搅拌，使乳清蛋白充分溶解。随后加入100g大米淀粉，搅拌120分钟，使两者混合均匀。乳清蛋白的用量为大米淀粉质量的6％，总固形物含量约为35％；淀粉乳浓度为34％。
干燥处理：将大米淀粉与乳清蛋白混合液于40℃烘箱中干燥20h，使得混合物体系中水分含量小于10％，随后研磨、粉碎、过100目筛。
高温处理：将过筛后的大米淀粉与乳清蛋白的混合物于150℃条件下加热处理4小时后，即得到改性大米淀粉。
实施例3
大米淀粉与乳清蛋白混合处理：9g乳清蛋白添加于163ml蒸馏水中，高速搅拌，使乳清蛋白充分溶解。随后加入100g大米淀粉，搅拌120分钟，使两者混合均匀。乳清蛋白的用量为大米淀粉质量的9％，总固形物含量约为40％；淀粉乳浓度为38％。
干燥处理：将大米淀粉与乳清蛋白混合液于45℃烘箱中干燥16h，使得混合物体系中水分含量小于10％，随后研磨、粉碎、过100目筛。
高温处理：将过筛后的大米淀粉与乳清蛋白的混合物于160℃条件下加热处理2小时后，即得到改性大米淀粉。
对比例1
大米淀粉与乳清蛋白混合处理：1g乳清蛋白添加于170ml蒸馏水中，高速搅拌，使乳清蛋白充分溶解。随后加入100g大米淀粉，搅拌120分钟，使两者混合均匀。乳清蛋白的用量为大米淀粉质量的1％，总固形物含量约为36％；淀粉乳浓度为37％。
干燥处理：将大米淀粉与乳清蛋白混合液于40℃烘箱中干燥16h，使得混合物体系中水分含量小于10％，随后研磨、粉碎、过100目筛。
高温处理：将过筛后的大米淀粉与乳清蛋白混合物于100℃条件下加热处理6小时后，即得到改性大米淀粉。
对比例2
大米淀粉与乳清蛋白混合处理：12g乳清蛋白添加于163ml蒸馏水中，高速搅拌，使乳清蛋白充分溶解。随后加入100g大米淀粉，搅拌120分钟，使两者混合均匀。乳清蛋白的用量为淀粉质量的12％，总固形物含量约为41％；淀粉乳浓度为38％。
干燥处理：将大米淀粉与乳清蛋白混合液于40℃烘箱中干燥16h，使得混合物体系中水分含量小于10％，随后研磨、粉碎、过100目筛。
高温处理：将过筛后的大米淀粉与乳清蛋白混合物于200℃条件下加热处理6小时后，即得到改性大米淀粉。
对实施例1-3制得的改性淀粉与未经过改性的天然大米淀粉的相关性质进行测试。
1)、采用扫描电镜观察实施例1-3制得的改性淀粉与未经过改性的天然大米淀粉形貌图，如图1所示，图1为天然大米淀粉的SEM图；图2为实施例1制得改性大米淀粉的SEM图；图3为实施例2制得改性大米淀粉的SEM图；图4为实施例3制得改性大米淀粉的SEM图。
由图可示，实施例1-3是温度逐渐升高的，随着加热温度的升高，淀粉颗粒的团聚现象明显增强。这种颗粒间的团聚，主要来自于乳清蛋白的粘附、交联以及乳清蛋白与淀粉分子间的相互作用。
2)、改性大米淀粉的热力学特性
采用差示扫描量热仪对天然大米淀粉及改性大米淀粉的热力学特性进行检测，记录起始糊化温度(To)、峰值温度(Tp)、终止温度(Tc)和糊化焓(ΔH)。测得数据如表1所示，表1中实施例1-3分别分别代表135℃、150℃和160℃高温处理后得到的改性大米淀粉；对比例1乳清蛋白添加量为淀粉的1％，100℃高温处理后的改性淀粉，对比例2乳清蛋白添加量为淀粉的12％，经200℃高温处理温度后得到的改性淀粉。
表1天然大米及改性大米淀粉热力学参数
由上表1可以看出，由实施例1-3随着加热温度的升高，改性淀粉糊化起始温度、峰值温度、终止温度，均明显低于天然大米淀粉。说明干热处理破坏了淀粉结晶区的有序度，温度越高，破坏力越强，从而导致淀粉的热力学特征产生了明显变化。对比例1中乳清蛋白添加量为1％，干热温度为100℃时，淀粉的热力学特征变化与淀粉相比无明显差异。对比例2中乳清蛋白添加量为12％，干热温度为200℃时，改性淀粉的糊化时间和糊化焓值均明显高于实施例1-3，说明过高的乳清蛋白添加量和高温处理温度，将消耗更多的热能和时间用于淀粉的糊化，会增加的生产成本。
以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施方式技术方案的精神和范围。

Claims (3)

1.一种改性大米淀粉的制备方法，其特征在于，依次包括以下步骤：大米淀粉与乳清蛋白混合处理：将乳清蛋白加至于蒸馏水中，高速搅拌至充分溶解；随后加入大米淀粉，常温下搅拌至大米淀粉与乳清蛋白混合均匀；
干燥处理：将大米淀粉与乳清蛋白混合液于小于淀粉糊化温度下干燥至混合物体系中水分含量小于10％；随后将干燥后的混合物研磨、粉碎、过筛；
高温处理：将过筛后的混合物于135-160℃下处理2-6小时，得到改性大米淀粉。
2.根据权利要求1所述的改性大米淀粉的制备方法，其特征在于：所述乳清蛋白的用量为大米淀粉质量的3％-9％；大米淀粉与乳清蛋白混合液中总固形物含量为35-40％。
3.根据权利要求1所述的改性大米淀粉的制备方法，其特征在于：所述干燥的条件为40-45℃下干燥16-20h。
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