CN1249090C - 蒸煮/干燥富含直链淀粉的淀粉的方法 - Google Patents

蒸煮/干燥富含直链淀粉的淀粉的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种制备预糊化的富含直链淀粉的淀粉的方法，其特征在于它包括以下步骤：形成包括富含直链淀粉的淀粉和水的悬浮液；将所述悬浮液在125-135℃的温度下进行蒸汽喷射蒸煮，以得到预糊化的富含直链淀粉的淀粉糊；在转鼓干燥器上，在2-10巴的压力下干燥所述预糊化的淀粉糊，得到预糊化的富含直链淀粉的淀粉。本发明也涉及预糊化富含直链淀粉的淀粉，其特征在于当它的平均粒度为100微米时，其表观密度低于0.4g/ml。本发明还涉及这种淀粉在制备软胶囊或药片和固体药物、食物或农用制剂的薄膜涂层方面的用途。

Description

蒸煮/干燥富含直链淀粉的淀粉的方法
本发明涉及一种制备预糊化富含直链淀粉的淀粉的新方法。
本发明也涉及通过该方法得到的淀粉。
预糊化淀粉通常是通过热、化学或机械方法制备，这些方法可以使淀粉颗粒溶胀，从而使它们可溶于冷水中。
优选的方法是喷雾干燥，在滚筒或挤出机上蒸煮。热压处理或在热交换器上间接加热的蒸煮方法往往产生由完整的、破碎的和溶胀的颗粒组成的复杂胶态分散体。
众所周知，富含直链淀粉的淀粉，即含有超过50wt％直链淀粉的淀粉特别难分散，并需要高的蒸煮温度。
美国专利3086890描述了一种制备预糊化直链淀粉的方法。该方法是在压力下，在191℃下将含有至多25wt％干物质的直链淀粉溶液热压处理，然后在110-200℃转鼓干燥。得到的粉末呈无定形状，分散后形成不可逆凝胶，其表观密度高，即通常大于0.4g/ml。
美国专利3607394描述了一种直链淀粉含量低于60wt％的淀粉的预糊化方法。该方法包括在149℃下蒸煮淀粉，之后进行转鼓干燥，喷雾干燥或其它类型的干燥。
欧洲专利0366898描述了一种联合的蒸煮/喷雾干燥方法，它可以得到无定形产品，这种产品实际上不会逆转，其表观密度比在两个单独步骤进行了相同处理而得到的相同淀粉的表观密度更大，即其表观密度大于0.45g/ml。富含直链淀粉的淀粉的蒸煮是在143℃下在蒸汽加压锅上进行的，喷雾干燥是在220℃的入口气温下进行的。该文献在图7中示出了各种现有技术的预糊化淀粉的比较。
从这一教导开始，经过长期的研究，申请人发现，使用特定的方法可以制备出预糊化的富含直链淀粉的淀粉，在得到低表观密度产品的同时在不很高的温度下进行操作，这在现有技术的方法中是不可能得到的。
因此，本发明提供一种制备预糊化的富含直链淀粉的淀粉的方法，其特征在于它包括以下步骤：
-形成包括富含直链淀粉的淀粉和水的悬浮液；
-将所述悬浮液在125-135℃的温度下进行蒸汽喷射蒸煮，以得到预糊化的富含直链淀粉的淀粉糊；
-在转鼓干燥器上，在2-10巴的压力下干燥所述预糊化的淀粉，得到预糊化的富含直链淀粉的淀粉。
然后可以将所得预糊化的富含直链淀粉的淀粉收集并磨碎以获得具有根据用途选择的粒度的粉末，关于用途将在后面进行描述。
根据本发明的目的，术语“富含直链淀粉的淀粉”为是指直链淀粉含量大于或等于50wt％，优选在50-80wt％之间的淀粉，其可得自任何植物来源，如特别是玉米，马铃薯，木薯。
优选地，本发明的方法使用玉米淀粉，如，由申请人出售的EURYLON。
本发明也适用于化学或物理改性的富含直链淀粉的淀粉。优选地，改性的淀粉选自乙酰化的，羟丙基化的，羧甲基化的和流化的淀粉以及淀粉辛烯基丁二酸酯。
以30-40wt％的干物质含量制备淀粉在水中的悬浮液。
然后，使用位于施以蒸汽反压的出口处的喷气咀(tuyere)对该悬浮液进行预糊化，所述蒸汽反压足以使得悬浮液的蒸煮温度达到125-135℃，与此同时保持可接受的粘度以使蒸煮后出来的乳液的流速不太低。例如，将施以2-3巴的反压。
令人惊奇并出人意料地发现，这一蒸煮温度是必要的并且足以获得良好的预糊化淀粉溶解度。根据本发明的方法，直链淀粉部分以无定形形式存在，而蒸煮富含直链淀粉的淀粉的现有技术方法则会产生更倾向于进行逆转的淀粉。
术语“喷气咀”理解为意指允许使用加压蒸汽瞬时蒸煮淀粉悬浮液的任何直接的蒸汽喷射蒸煮设备。
蒸煮后得到了预糊化淀粉糊然后在转鼓干燥器上将其干燥。
这种设备使得可以在一个和相同的设备中，通过采用从使用蒸汽加热的转鼓的表面上传递到淀粉糊的热而重复进行蒸煮和干燥步骤。例如根据使用的淀粉类型施以2-10巴的蒸汽压力值。通过使用组件，将淀粉糊以薄膜形式均匀铺展在转鼓的热表面上，驱动转鼓使其以5-8转/分钟的速度旋转，从而连续蒸煮，淀粉糊随后干燥。然后使用刮刀刮削形成的薄膜以分离薄片，之后研磨该薄片。
本发明的方法可以均一地获得预糊化的富含直链淀粉的淀粉，而不需采用现有技术教导的很高温度。因为本发明的方法采用的技术简单，比已知的喷雾干燥或热压处理技术的能量消耗低，所以它是特别有利的。
本发明预糊化富含直链淀粉的淀粉的特征在于，对于100微米的平均粒度来说，其表观密度低于0.4g/ml，考虑到根据现有技术，尤其是EP-B10366898中描述的方法得到的较高密度时，这一结果是特别令人惊奇的。
其在温水中的溶解度良好，在80％的范围内，而当删除喷气咀蒸煮步骤时，溶解度低于30％。
另外，这些淀粉具有多种应用优点，如特别是，良好的压缩能力，和特别是非常好的形成薄膜的能力。这种能力对于薄膜涂覆片剂，特别是对于多种其他需要形成水分和空气的阻挡层的应用特别有益。据本申请人所知，目前市场上不存在这种具有成膜性能的预糊化的富含直链淀粉的淀粉。因此，本发明的另外的主题是预糊化富含直链淀粉的淀粉在制备软凝胶囊或硬凝胶囊，以及涂覆固体形式的药物、人类食品、动物食品、农业化学或植物物质如种子中的用途。
本发明也涉及根据本发明获得的富含直链淀粉的淀粉在制备清新膜(freshening film)，也称香片(flavour sheet)中的用途。这些香片是小的正方形的可食用膜，它极精细，高香，通过快速溶解在口腔中而用作呼吸清新剂。本申请人发现，本发明的淀粉除了具有杰出的成膜性能外，还具有有利的包囊在水中具有低溶解度的分子，如香料或某些活性成分的能力。实际上，在形成这种以成膜聚合物为基础的薄膜过程中，当向成膜制剂中加入微溶于水的约5％的香料或活性成分时，在薄膜扩展过程中，憎水性分子与其他组分之间发生总相分离。成膜溶液被推到薄膜区一侧，而中心仅仅由香料和活性成分组成。这样得到的薄膜不能构建均匀的薄膜涂层。令人惊奇并出人意料的是，在引入香料前加入本发明预糊化的富含直链淀粉的淀粉则可以一方面允许包含微溶于水的香料或活性成分，另一方面显示出出色的薄膜质量。不希望束缚于任何理论，考虑到现有技术方法的预蒸煮富含直链淀粉的淀粉不具有这种包封性能，本申请人认为，这种包封性能与根据本发明方法的预蒸煮直链淀粉的无定形状态有关。得到的薄膜具有希望的性能，即良好的溶解性，充分的机械性能，强烈的香味和在包装过程中膜之间不彼此粘附。
因此，高香或者含有微溶于水的活性成分的可食用膜的特征在于它包含本发明的预糊化的富含直链淀粉的淀粉，据本申请人所知，构成了一种新型的工业产品。根据本发明，术语“微溶于水”可理解为意指香料或活性成分在水中的溶解度低于5wt％。
根据一个优选实施方案，本发明的膜包括(以干物质计)5-40％，优选5-25％的本发明的预糊化富含直链淀粉的淀粉。根据本发明另外的一个优选实施方案，所述预糊化的富含直链淀粉的淀粉，例如通过乙酰化或羟丙基化被稳定。
另外，薄膜包括任意的其他实践中通用的成膜聚合物，如特别是改性或未改性的富含支链淀粉的淀粉，改性或未改性的富含直链淀粉的淀粉，标准或特殊的麦芽糖糊精，成膜多糖和蛋白质，如明胶，茁霉多糖，植物胶，谷蛋白。
根据一个优选的变体，可食用膜含有5-40％本发明的预糊化富含直链淀粉的淀粉和40-80％的富含支链淀粉的淀粉，用于平衡到100％的余量是香料、活性成分，甜味剂，一种或多种保湿剂和任选的着色剂。本发明膜的最终的水含量通常为约12％。
术语“富含支链淀粉的淀粉”应该理解为意指所谓的蜡状淀粉，特别是来自玉料或马铃薯的淀粉。
根据另外一个更优选的变体，所述膜包括(以干物质计)5-40％，优选5-25％本发明的预糊化富含直链淀粉的淀粉，和40-80％，优选40-70％通过酸途径流化的蜡状淀粉。
将优选选择通过本领域技术人员公知的方法对来自于玉米的蜡状淀粉进行流化所得的淀粉。
当然，本发明的膜可以以原样用作香片来清新呼吸，但是它也可以用于各种载体的，尤其是饮食或药物载体的膜涂层。可以非限定性地提到药片、糖果或任何其他载体的膜涂层。
在任何其他类型的需要这种包封性能的应用场合也可以采用本发明淀粉包封微溶于水的物质的这一有利性能，这一利用可在水介质或干燥状态下进行。
根据以下实施例将会更清淅地理解本发明，其意图是示范性而非限定性的。
实施例1
根据以下方法制备改性或未改性的富含直链淀粉的淀粉，所述方法包括：
-制备淀粉和水的悬浮液；
-在喷气咀中蒸煮；
-在转鼓干燥器上干燥；
-收集粉末。
在所有的情况下，起始淀粉均为本申请人出售的EURYLON7，其直链淀粉含量为70wt％。
各种工艺参数以及表观密度和所得各产物的平均粒度示于表1。表观密度是根据欧洲药典第3版中的药物技术方法2.9.16测定的。平均粒度是从通过在500、315、200、150、100和50微米的连续筛上筛分测得的粒度计算出来的。
位移密度是根据EP-B10366898中描述的方法测定的。
  试验1EURYLON7   试验2EURYLON7乙酰基 试验3EURYLON7乙酰基   试验4EURYLON7辛烯基丁二酸酯   试验5EURYLON7羟丙基   试验6EURYLON7酸流化
  干物质(％)   33.5   33.4 33.4   38   35.4   39
  喷气嘴温度(℃)   130   135 135   133   135   135
  喷气嘴反压(巴)   2.67   3.1 3.1   2.92   3.1   3.1
  转鼓转动速度(转/分)   6.5   7 8   6.5   7   6.5
  转鼓压力(巴)   10   10 2   10   10   10
  平均粒度(μm)   88.2   101.2 100.8   100.6   100.6   100.4
  表观密度(g/ml)   0.31   0.22 0.23   0.34   0.16   0.37
  位移密度(g/ml)   1.26   1.26 1.2   1.6   1.05   1.95
实施例2
为了阐明成膜性能，在机械搅拌下，将前述实施例中第3个试验得到的产品溶于热水(70-80℃)中，干物质量为15％。
70℃下的布鲁克菲尔德粘度为4000mPa，60℃下的布鲁克菲尔德粘度为5000mPa。
将溶液置于聚乙烯载体上，厚度为45.7微米。
将这样沉积的溶液在室温下干燥，得到刚性膜，这种刚性膜是非脆性的，并且不溶于水。
因为这种膜能用来涂覆各种类型的希望保护的固体形式，不管它们是药用(药片、明胶胶囊)，食用(油炸、酸性食品(tart bases)、糖果)、或农用(种子、颗粒)固体形式，所以这种薄膜可以用于非常多的场合。
这些成膜性能也可以用于制造软凝胶囊或硬凝胶囊。
实施例3
配方
  悬浮液的组成(％)   用量(g)   干基膜组成(％)
 流化蜡状淀粉(CLEARGUMCB90)   27.75   138.75   55.5
 实施例中试验2的富含直链淀粉的淀粉   4.60   23.00   9.2
 西里西亚薄荷香精   2.50   12.50   5.0
 甘油   15.0   75.0   30.0
 糖精钠(Sodium saccharinate)   0.15   0.75   0.3
 水   50.0   250.0   -
 总计   100   500   100
根据以下方法制备香片：
-在带夹套的不锈钢碗中，将CLEARGUM分散在水、甘油和糖精钠的混合物中，加热到90℃；
-倾入到KENWOOD混合器碗中，加入预糊化的富含直链淀粉的淀粉和香料，有最低速度下混合1分钟(溶液S)；
-将溶液S倾入到不锈钢碗中并加热到85℃，尽可能将混合物脱气；
-当混合物被加热到85℃时，用装配有预热到60℃的标尺的自动涂膜器(刮条涂布机B-2105，RK印花涂层)在塑料板上形成一层薄膜(糊状物厚度为1.5mm)；
-使其在温度为20℃，相对湿度为80％的炉中干燥2天，然后在20℃和非控制的气氛中结束干燥。
这样得到的高香膜溶解性好，柔软，有弹性，不脆，无裂缝，规整，且香料分布均匀，透明。在延长的贮存过程中，在与其他膜接触时不粘连，因此可容易地用作清新香片，或用于包装或涂覆任何类型的载体，特别是食用或药用载体。
以相同的方式但没有引入本发明淀粉而制备的薄膜其中心是完全非均相，不可能以均匀的薄片形式与载体分离。

Claims (17)

1.制备预糊化的富含直链淀粉的淀粉的方法，其特征在于它包括以下步骤：
-形成包括富含直链淀粉的淀粉和水的悬浮液；
-将所述悬浮液在125-135℃的温度下进行蒸汽喷射蒸煮，以得到预糊化的富含直链淀粉的淀粉糊；
-在转鼓干燥器上，在2-10巴的压力下干燥所述预糊化的富含直链淀粉的淀粉糊，得到预糊化的富含直链淀粉的淀粉。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于它还包括研磨预糊化的富含直链淀粉的淀粉，以得到粉末的步骤。
3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于所述富含直链淀粉的淀粉中直链淀粉的含量大于或等于50wt％。
4.根据权利要求3的方法，其特征在于所述富含直链淀粉的淀粉中直链淀粉的含量为50-80wt％。
5.根据权利要求1的方法，其特征在于所述富含直链淀粉的淀粉为玉米淀粉。
6.根据权利要求1的方法，其特征在于所述悬浮液的干物质含量大于25wt％。
7.根据权利要求6的方法，其特征在于所述悬浮液的干物质含量为30-40wt％。
8.根据权利要求1的方法，其特征在于所述富含直链淀粉的淀粉为化学或物理改性的。
9.根据权利要求8的方法，其特征在于所述改性富含直链淀粉的淀粉选自乙酰化的、羟丙基化的、羧甲基化的和流化的淀粉以及淀粉辛烯基丁二酸酯。
10.根据权利要求8的方法，其特征在于所述改性富含直链淀粉的淀粉为乙酰化的淀粉。
11.通过权利要求1-10任一项的方法获得的预糊化的富含直链淀粉的淀粉，其特征在于当它的平均粒度为100微米时，其表观密度低于0.4g/ml。
12.通过权利要求10的方法获得的预糊化的富含直链淀粉的淀粉在制造软凝胶胶囊或硬凝胶胶囊和药用、食用或农用固体形式的薄膜涂层中的用途。
13.权利要求11的预糊化的富含直链淀粉的淀粉在制备可食用的含有水中溶解度低于5wt％的香料和/或活性成分的薄膜中的用途。
14.权利要求11的预糊化的富含直链淀粉的淀粉在包囊水中溶解度低于5wt％的分子中的用途。
15.含有微溶于水的活性成分的香膜或薄膜，其特征在于它包含权利要求11的预糊化富含直链淀粉的淀粉。
16.权利要求15的薄膜，其特征在于它包括5-40％的稳定的预糊化富含直链淀粉的淀粉，以干物质计。
17.权利要求16的薄膜，其特征在于它包括5-25％的稳定的预糊化富含直链淀粉的淀粉，以干物质计。
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