CN115590044B - 一种抗氧化冰淇淋脆筒专用变性淀粉的制备方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗氧化冰淇淋脆筒专用变性淀粉的制备方法及应用，属于淀粉技术领域；该制备方法包括：将蜡质玉米淀粉与水混合，并加入淀粉膨胀抑制剂，制得蜡质玉米淀粉乳；调节蜡质玉米淀粉乳的pH，并加入硫酸铜催化剂和双氧水进行氧化反应；调节氧化淀粉乳的pH，并加入环氧丙烷进行醚化反应，将醚化反应制得的氧化羟丙基精制淀粉乳进行离心干燥，将干燥后的蜡质氧化羟丙基淀粉与没食子酸丙酯混合复配，制得抗氧化冰淇淋脆筒专用变性淀粉。本发明制备的冰淇淋脆筒专用变性淀粉，具有低糊化温度、低粘度、亲油亲水性好的的优点；采用该淀粉制作的冰淇淋脆筒，具有强度高、酥脆性好，长期放置不易氧化酸败的优点。
Description
技术领域
本发明涉及淀粉技术领域，具体涉及一种抗氧化冰淇淋脆筒专用变性淀粉的制备方法及应用。
背景技术
冰淇淋是一种历史悠久、深受人们喜爱的冷冻食品，冰淇淋脆筒不仅是盛装冰淇淋的容器，更因为其酥脆的口感，为冰淇淋赋予新的生命力。冰淇淋脆筒多以面粉、膨化剂、植物油等为原料，在型腔模具内高温膨化成型。
优质的冰淇淋脆筒应具备如下属性：
1、作为冰淇淋盛装容器，必须具有足够的机械强度，能满足高速、自动化灌装生产线生产的工艺要求；
2、应具有良好的酥脆度，满足消费者口感需求；
3、应具有抗氧化性，冰淇淋脆筒成型过程通常会加入油脂，有利于成型脱模，而高温成型工艺加速了油脂类成分的氧化、酸败，冰淇淋脆筒在保存过程中会产生“哈喇”异味。
而，现有的冰淇淋脆筒很难同时满足上述所有属性。
发明内容
针对现有冰淇淋脆筒机械强度不高、酥脆度低和抗氧化性差的问题，本发明提供一种抗氧化冰淇淋脆筒专用变性淀粉的制备方法及应用。
本发明公开了一种抗氧化冰淇淋脆筒专用变性淀粉的制备方法，包括：
步骤1、将蜡质玉米淀粉与水混合，并加入淀粉膨胀抑制剂，搅拌均匀制得蜡质玉米淀粉乳；其中，所述淀粉膨胀抑制剂为硫酸钠；
步骤2、将蜡质玉米淀粉乳的pH调节至9.5~11.5，加入硫酸铜催化剂和双氧水进行氧化反应，制得氧化淀粉乳；
步骤3、将氧化淀粉乳的pH调节至10.5~12.5，加入环氧丙烷进行醚化反应，反应结束后调节pH至6.2~6.8，制得氧化羟丙基精制淀粉乳；
步骤4、将氧化羟丙基精制淀粉乳进行离心干燥，制得蜡质氧化羟丙基淀粉；
步骤5、将蜡质氧化羟丙基淀粉与没食子酸丙酯混合复配，制得抗氧化冰淇淋脆筒专用变性淀粉。
作为本发明的进一步改进，所述步骤1，具体包括：
将蜡质玉米淀粉与水混合，制得淀粉乳；
向淀粉乳中加入淀粉膨胀抑制剂并充分溶解；
室温下搅拌均匀，调整浓度为24~26波美度，制得蜡质玉米淀粉乳。
作为本发明的进一步改进，在所述步骤1中，
所述淀粉膨胀抑制剂的加入量为蜡质玉米淀粉干基重量的10~15%。
作为本发明的进一步改进，所述步骤2，具体包括：
向蜡质玉米淀粉乳中加入氢氧化钠，调节pH至9.5~11.5；而后，加入硫酸铜催化剂和双氧水进行氧化反应，制得氧化淀粉乳；其中，氧化反应温度为40~50℃。
作为本发明的进一步改进，在所述步骤2中，
双氧水的加入量为蜡质玉米淀粉干基重量的0.12~0.36%；
氧化反应时间为60min。
作为本发明的进一步改进，所述步骤3，具体包括：
将氧化淀粉乳降温至20~30℃，而后加入氢氧化钠调节pH至10.5~12.5；
而后，通入氮气置换容器中的空气，加入环氧丙烷，搅拌均匀后进行醚化反应；其中，醚化反应温度为38~45℃，醚化反应时间为14~24h；
醚化反应结束后加酸调节pH至6.2~6.8，终止反应，洗涤浓缩，制得氧化羟丙基精制淀粉乳。
作为本发明的进一步改进，在所述步骤3中，
环氧丙烷的加入量为蜡质玉米淀粉干基重量的10~20%。
作为本发明的进一步改进，在所述步骤4中，
氧化羟丙基精制淀粉乳离心干燥至水分含量≤14wt%；
制得的蜡质氧化羟丙基淀粉的糊化温度≤58℃，布拉班德峰值粘度为300~400BU。
作为本发明的进一步改进，在所述步骤5中，
没食子酸丙酯的添加量为：每kg蜡质氧化羟丙基淀粉加入0.02~0.05g没食子酸丙酯。
本发明还公开了一种抗氧化冰淇淋脆筒专用变性淀粉在冰淇淋脆筒加工制作中作为抗氧化成型添加剂的应用，所述抗氧化冰淇淋脆筒专用变性淀粉由上述抗氧化冰淇淋脆筒专用变性淀粉的制备方法制备而得。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明制备的冰淇淋脆筒专用变性淀粉，具有低糊化温度、低粘度、亲油亲水性好的的优点；采用该淀粉制作的冰淇淋脆筒，具有强度高、酥脆性好，长期放置不易氧化酸败的优点。
附图说明
图1为本发明一种实施例公开的抗氧化冰淇淋脆筒专用变性淀粉的制备方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，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的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。
下面结合附图对本发明做进一步的详细描述：
如图1所示，本发明提供一种抗氧化冰淇淋脆筒专用变性淀粉的制备方法，包括：
步骤1、将蜡质玉米淀粉与水混合，并加入淀粉膨胀抑制剂，搅拌均匀制得蜡质玉米淀粉乳；
具体包括：
将蜡质玉米淀粉与水混合（优选蜡质玉米淀粉与水的质量比为1:1.5），制得淀粉乳；向淀粉乳中加入淀粉膨胀抑制剂并充分溶解，其中，淀粉膨胀抑制剂为硫酸钠，淀粉膨胀抑制剂的加入量为蜡质玉米淀粉干基重量的10~15%；而后，室温下搅拌均匀（优选搅拌30min），调整浓度为24~26波美度，制得蜡质玉米淀粉乳。
步骤2、将蜡质玉米淀粉乳的pH调节至9.5~11.5，加入硫酸铜催化剂和双氧水进行氧化反应，制得氧化淀粉乳；
具体包括：
向蜡质玉米淀粉乳中加入氢氧化钠，调节pH至9.5~11.5；其中，氢氧化钠的浓度优选为3%；而后，加入硫酸铜催化剂和双氧水进行氧化反应，制得氧化淀粉乳；其中，双氧水的加入量为蜡质玉米淀粉干基重量的0.12~0.36%，氧化反应温度为40~50℃，氧化反应时间为60min。
步骤3、将氧化淀粉乳的pH调节至10.5~12.5，加入环氧丙烷进行醚化反应，反应结束后调节pH至6.2~6.8，制得氧化羟丙基精制淀粉乳；
具体包括：
将氧化淀粉乳降温至20~30℃，而后加入氢氧化钠调节pH至10.5~12.5；其中，氢氧化钠的浓度优选为3%；而后，通入氮气置换容器中的空气，加入环氧丙烷，搅拌均匀后进行醚化反应；其中，环氧丙烷的加入量为蜡质玉米淀粉干基重量的10~20%，醚化反应温度为38~45℃，醚化反应时间为14~24h；醚化反应结束后加酸调节pH至6.2~6.8，终止反应，洗涤浓缩，制得氧化羟丙基精制淀粉乳。
步骤4、将氧化羟丙基精制淀粉乳进行离心干燥，制得蜡质氧化羟丙基淀粉；其中，氧化羟丙基精制淀粉乳离心干燥至水分含量≤14wt%，制得的蜡质氧化羟丙基淀粉的糊化温度≤58℃，布拉班德峰值粘度为300~400BU。
步骤5、将蜡质氧化羟丙基淀粉与没食子酸丙酯混合复配，制得抗氧化冰淇淋脆筒专用变性淀粉；其中，没食子酸丙酯的添加量为：每kg蜡质氧化羟丙基淀粉加入0.02~0.05g没食子酸丙酯。
本发明提供一种抗氧化冰淇淋脆筒专用变性淀粉在食品加工领域中的应用，优选为其在冰淇淋脆筒加工制作中作为抗氧化成型添加剂的应用，抗氧化冰淇淋脆筒专用变性淀粉由上述抗氧化冰淇淋脆筒专用变性淀粉的制备方法制备而得。
本发明的设计原理为：
本发明选择易膨化的蜡质玉米淀粉，通过催化氧化变性和碱性条件醚化变性复合变性技术，制得蜡质氧化羟丙基淀粉，其具有低粘度、低糊化温度、亲油亲水性，实现脆筒较低温度下成型，且成型粘度降低有利于高温脱模；由于其糊化温度低，在脆筒成型过程中，提前糊化，填充面粉蛋白质网状结构，能很好地改善冰淇淋脆筒工艺以及脆筒的机械强度与酥脆度；同时，没食子酸丙酯（PG）是一种食品中常用的抗氧化剂，蜡质氧化羟丙基淀粉与没食子酸丙酯（PG）二次复配，实现功能与特性互补；抗氧化冰淇淋脆筒专用变性淀粉，集抗氧化性和较好的机械强度与酥脆度于一体，产品广泛应用于高温膨化食品等领域。
下列实施例中所提及的蜡质玉米淀粉的直链淀粉含量为10%以下。
实施例1
一种抗氧化冰淇淋脆筒专用变性淀粉的制备方法，包括：
S11、将蜡质玉米淀粉和水按比例（蜡质玉米淀粉：水=1：1.5）调制淀粉乳，加入蜡质玉米淀粉干基12%的淀粉膨胀抑制剂硫酸钠充分溶解，搅拌均匀，调整浓度为24~26波美度，室温下，搅拌30min；
S12、将S11制得的蜡质玉米淀粉乳加入3%氢氧化钠调整pH为10，加入硫酸铜催化剂，加入蜡质玉米淀粉干基0.16%的双氧水，升温至45℃，氧化反应60min；
S13、将S12制得的氧化淀粉乳，降温至20℃，加入3%氢氧化钠调整pH为11.5，通入氮气置换容器中的空气，加入蜡质玉米淀粉干基质量12%的环氧丙烷，搅拌30min后，升温至40℃，醚化反应14h，反应结束加酸调pH为6.5，终止反应，洗涤浓缩，得到氧化羟丙基精制淀粉乳；
S14、将S13制得的氧化羟丙基精制淀粉乳离心干燥至水分含量≤14wt%，得到蜡质氧化羟丙基淀粉；
S15、将S14制得的蜡质氧化羟丙基淀粉加入0.025g/Kg没食子酸丙酯（PG）混合复配，得到抗氧化冰淇淋脆筒专用变性淀粉。
实施例2
一种抗氧化冰淇淋脆筒专用变性淀粉的制备方法，包括：
S21、将蜡质玉米淀粉和水按比例（蜡质玉米淀粉：水=1：1.5）调制淀粉乳，加入蜡质玉米淀粉干基15%的淀粉膨胀抑制剂硫酸钠充分溶解，搅拌均匀，调整浓度为24~26波美度，室温下，搅拌30min；
S22、将S21制得的蜡质玉米淀粉乳加入3%氢氧化钠调整pH为10.5，加入硫酸铜催化剂，加入蜡质玉米淀粉干基0.2%的双氧水，升温至45℃，氧化反应60min；
S23、将S22制得的氧化淀粉乳，降温至20℃，加入3%氢氧化钠调整pH为11.5，通入氮气置换容器中的空气，加入蜡质玉米淀粉干基质量15%的环氧丙烷，搅拌30min后，升温至38℃，醚化反应16h，反应结束加酸调pH为6.2，终止反应，洗涤浓缩，得到氧化羟丙基精制淀粉乳；
S24、将S23制得的氧化羟丙基精制淀粉乳离心干燥至水分含量≤14wt%，得到蜡质氧化羟丙基淀粉；
S25、将S24制得的蜡质氧化羟丙基淀粉加入0.03g/Kg没食子酸丙酯（PG）混合复配，得到抗氧化冰淇淋脆筒专用变性淀粉。
实施例3
一种抗氧化冰淇淋脆筒专用变性淀粉的制备方法，包括：
S31、将蜡质玉米淀粉和水按比例（蜡质玉米淀粉：水=1：1.5）调制淀粉乳，加入蜡质玉米淀粉干基12%的淀粉膨胀抑制剂硫酸钠充分溶解，搅拌均匀，调整浓度为24~26波美度，室温下，搅拌30min；
S32、将S31制得的蜡质玉米淀粉乳加入3%氢氧化钠调整pH为10.5，加入硫酸铜催化剂，加入蜡质玉米淀粉干基0.22%的双氧水，升温至45℃，氧化反应60min；
S33、将S32制得的氧化淀粉乳，降温至30℃，加入3%氢氧化钠调整pH为12.0，通入氮气置换容器中的空气，加入蜡质玉米淀粉干基质量12%的环氧丙烷，搅拌30min后，升温至45℃，醚化反应18h，反应结束加酸调pH为6.8，终止反应，洗涤浓缩，得到氧化羟丙基精制淀粉乳；
S34、将S33制得的氧化羟丙基精制淀粉乳离心干燥至水分含量≤14wt%，得到蜡质氧化羟丙基淀粉；
S35、将S34制得的蜡质氧化羟丙基淀粉加入0.045g/Kg没食子酸丙酯（PG）混合复配，得到抗氧化冰淇淋脆筒专用变性淀粉。
对比例1
一种变性淀粉的制备方法，包括：
D11、将蜡质玉米淀粉和水按比例（蜡质玉米淀粉：水=1：1.5）调制淀粉乳，加入蜡质玉米淀粉干基15%的淀粉膨胀抑制剂硫酸钠充分溶解，搅拌均匀，调整浓度为24~26波美度，室温下，搅拌30min；
D12、将D11制得的蜡质玉米淀粉乳加入3%氢氧化钠调整pH为10.5，加入硫酸铜催化剂，加入蜡质玉米淀粉干基0.2%的双氧水，升温至45℃，氧化反应60min；
D13、将D12制得的氧化淀粉乳离心脱水，然后干燥至水分≤14%，制得蜡质氧化淀粉；
D14、将D13制得的蜡质氧化淀粉加入0.025g/Kg没食子酸丙酯（PG）混合复配。
对比例2
一种变性淀粉的制备方法，包括：
D21、将蜡质玉米淀粉和水按比例（蜡质玉米淀粉：水=1：1.5）调制淀粉乳，加入蜡质玉米淀粉干基15%的淀粉膨胀抑制剂硫酸钠充分溶解，搅拌均匀，调整浓度为24~26波美度，室温下，搅拌30min；
D22、将D21制得的蜡质玉米淀粉乳，降温至20℃，加入3%氢氧化钠调整pH为11.5，通入氮气置换容器中的空气，加入蜡质玉米淀粉干基质量15%的环氧丙烷，搅拌30min后，升温至40℃，醚化反应18h，反应结束加酸调pH值6.5，终止反应，洗涤浓缩，得到蜡质羟丙基精制淀粉乳；
D23、将D22制得的蜡质羟丙基精制淀粉乳，离心干燥至水分含量≤14wt%，得到蜡质羟丙基淀粉；
D24、将D23制得的蜡质羟丙基淀粉加入0.025g/Kg没食子酸丙酯（PG）混合复配。
对比例3
一种变性淀粉的制备方法，包括：
D31、将蜡质玉米淀粉和水按比例（蜡质玉米淀粉：水=1：1.5）调制淀粉乳，加入蜡质玉米淀粉干基15%的淀粉膨胀抑制剂硫酸钠充分溶解，搅拌均匀，调整浓度为24~26波美度，室温下，搅拌30min；
D32、将D31制得的蜡质玉米淀粉乳加入3%氢氧化钠调整pH为10.5，加入硫酸铜催化剂，加入蜡质玉米淀粉干基0.2%的双氧水，升温至45℃，氧化反应60min；
D33、将D32制得的氧化淀粉乳，降温至20℃，加入3%氢氧化钠调整pH为11.5，通入氮气置换容器中的空气，加入蜡质玉米淀粉干基质量15%的环氧丙烷，搅拌30min后，升温至40℃，醚化反应18h，反应结束加酸调pH值6.5，终止反应，洗涤浓缩，得到氧化羟丙基精制淀粉乳；
D34、将D33制得的氧化羟丙基精制淀粉乳离心干燥至水分含量≤14wt%，得到蜡质氧化羟丙基淀粉。
性能测试
糊化温度测定：测定实施例1~3和对比例1~3的水分，按照5%绝干浓度，选择BrabenderViscograph-E型粘度计，测量范围700cmg,升降温速率1.5℃/min，起始温度50℃，最低温度30℃，测试粘度曲线，观测糊化温度T（℃）数值，和峰值粘度。
醚化取代度测定：测定实施例1~3和对比例1~3的羟丙基含量WH（%），按照GB29930附录A.4方法测定，计算醚化取代度MS，MS=2.84WH/（100-WH）。
脆筒强度、酥脆度测试：称取小麦47#粉85克、脆筒专用变性淀粉20克、食用盐0.1克、食用小苏打0.15克、食用色拉油2克、大豆卵磷脂0.2克，加入200ml水中，搅拌均匀，磁力搅拌器自动搅拌20—30min，保持面浆的均匀性。调整脆筒成型磨具温度，使上模温度为200℃，下模温度为175℃，加热时间90秒。将面浆加入型腔内，加热成型，脱模冷却后，测试脆筒强度、剂酥脆度。脆筒自然存放20日，测试过氧化值。
过氧化值测定：测定实施例1~3和对比例1~3的过氧化值（g/100g），按照GB5009.227-2016方法测定脆筒过氧化值，X=(V-V0)×C×0.1269/m×100。
实施例1~3和对比例1~3最终产品性能测试结果如表1所示。
表1
结论：
本发明制备的抗氧化冰淇淋脆筒专用淀粉，颗粒结构完整，醚化取代度达到MS≥0.14，糊化温度≤58℃，布拉班德峰值粘度300~400BU，机械强度，酥脆度显著提高，脆筒20日过氧化值大幅降低80%以上，抗氧化冰淇淋脆筒专用变性淀粉将在高温膨化食品加工领域得到广泛的应用。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种抗氧化冰淇淋脆筒专用变性淀粉的制备方法，其特征在于，包括：
步骤1、将蜡质玉米淀粉与水混合，并加入淀粉膨胀抑制剂，搅拌均匀制得蜡质玉米淀粉乳；其中，所述淀粉膨胀抑制剂为硫酸钠，所述蜡质玉米淀粉乳的浓度为24~26波美度；
步骤2、将蜡质玉米淀粉乳的pH调节至9.5~11.5，加入硫酸铜催化剂和双氧水进行氧化反应，制得氧化淀粉乳；其中，双氧水的加入量为蜡质玉米淀粉干基重量的0.12~0.36%，氧化反应温度为40~50℃，氧化反应时间为60min；
步骤3、将氧化淀粉乳降温至20~30℃，而后加入氢氧化钠调节pH至10.5~12.5；而后，通入氮气置换容器中的空气，加入环氧丙烷，搅拌均匀后进行醚化反应；其中，醚化反应温度为38~45℃，醚化反应时间为14~24h；醚化反应结束后加酸调节pH至6.2~6.8，终止反应，洗涤浓缩，制得氧化羟丙基精制淀粉乳；
步骤4、将氧化羟丙基精制淀粉乳进行离心干燥，制得蜡质氧化羟丙基淀粉；
步骤5、将蜡质氧化羟丙基淀粉与没食子酸丙酯混合复配，制得抗氧化冰淇淋脆筒专用变性淀粉；其中，没食子酸丙酯的添加量为：每kg蜡质氧化羟丙基淀粉加入0.02~0.05g没食子酸丙酯。
2.如权利要求1所述的抗氧化冰淇淋脆筒专用变性淀粉的制备方法，其特征在于，所述步骤1，具体包括：
将蜡质玉米淀粉与水混合，制得淀粉乳；
向淀粉乳中加入淀粉膨胀抑制剂并充分溶解；
室温下搅拌均匀，调整浓度为24~26波美度，制得蜡质玉米淀粉乳。
3.如权利要求1或2所述的抗氧化冰淇淋脆筒专用变性淀粉的制备方法，其特征在于，在所述步骤1中，
所述淀粉膨胀抑制剂的加入量为蜡质玉米淀粉干基重量的10~15%。
4.如权利要求1所述的抗氧化冰淇淋脆筒专用变性淀粉的制备方法，其特征在于，所述步骤2，具体包括：
向蜡质玉米淀粉乳中加入氢氧化钠，调节pH至9.5~11.5；而后，加入硫酸铜催化剂和双氧水进行氧化反应，制得氧化淀粉乳。
5.如权利要求1所述的抗氧化冰淇淋脆筒专用变性淀粉的制备方法，其特征在于，在所述步骤3中，
环氧丙烷的加入量为蜡质玉米淀粉干基重量的10~20%。
6.如权利要求1所述的抗氧化冰淇淋脆筒专用变性淀粉的制备方法，其特征在于，在所述步骤4中，
氧化羟丙基精制淀粉乳离心干燥至水分含量≤14wt%；
制得的蜡质氧化羟丙基淀粉的糊化温度≤58℃，布拉班德峰值粘度为300~400BU。
7.一种抗氧化冰淇淋脆筒专用变性淀粉在冰淇淋脆筒加工制作中作为抗氧化成型添加剂的应用，所述抗氧化冰淇淋脆筒专用变性淀粉由如权利要求1~6中任一项所述的抗氧化冰淇淋脆筒专用变性淀粉的制备方法制备而得。
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