DE112019003321T5 - Adsorbierende stärke, adsorbierendes stärkeaggregat, und herstellungsverfahren, verwendung und nährstoffpräparat davon - Google Patents

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Wenli Zhu
Jiandong Li
Yong Qi
Qichuan Li
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Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf adsorbierende Stärke, adsorbierendes Stärkeaggregat und Herstellungsverfahren, Verwendung und Nährstoffpräparat davon. Die Herstellungsverfahren einer adsorbierenden Stärke umfasst die folgenden Schritte: - Herstellung von einer vernetzten Stärke, indem die Stärke in Wasser dispergiert wird, um eine stärkedispegierte Flüssigkeit zu erzeugen, und dann ein Vernetzungsreagenz dazu zugesetz wird, um eine Vernetzungsreaktion durchzuführen, - Herstellung von einem Stärkeoctenylsuccinat, indem eine Veresterungsreaktion zwischen der vernetzten Stärke und einem Octenylbernsteinsäureanhydrid durchgeführt wird, - Herstellung von einer adsorbierenden Stärke, indem eine enzymatische Hydrolysereaktion zwischen dem Stärkeoctenylsuccinat und einer Amylase durchgeführt wird, und einer Anschwellungs- und Trocknungsbehandlung nacheinander unterzogen wird. Bei der vorliegenden Erfindung ist zunächst durch die Vernetzungsbehandlung die Beständigkeit der Stärke gegenüber der Veresterung, der enzymatischen Hydrolyse und der Anschwellungsbehandlung beträchtlich verbessert. Dann durch die Veresterungsreaktion können die hydrophoben Gruppen, die zur Adsorption beitragen, eingeführt werden, und die physikalischen Poren ausgebildet werden. Durch die enzymatische Hydrolysereaktion kann die Anzahl der Poren stark erhöht werden, während die Struktur des Stärkekörnchens beibehalten werden kann. Bei der anschließenden Anschwellungsbehandlung können Stärkemoleküle die Volumen der Poren und der Körchenunter der Voraussetzung der Nichtgelatinierung erhöhen. Daher wird die Adsorptionsfähigkeit der adsorbierenden Stärke maximiert.

Description

  • QUERVERWEISE
  • Diese Anmeldung beansprucht die Priorität für die chinesische Patentanmeldung mit der Anmeldungsnummer 201811312484.8 und dem Titel „ADSORBIERENDE STÄRKE, ADSORBIERENDES STÄRKEAGGREGAT UND HERSTELLUNGSVERFAHREN, VERWENDUNG UND NÄHRSTOFFPRÄPARAT DAVON‟, eingereicht am 6. November 2018, die hierein in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme aufgenommen ist.
  • GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das technische Gebiet der Synthesechemie, und insbesondere auf eine adsorbierende Stärke, ein adsorbierendes Stärkeaggregat, und ein Herstellungsverfahren, eine Verwendung und ein Nährstoffpräparat davon.
  • HUNTERGRUND
  • Stärke ist ein natürlich nachwachsender Rohstoff, und der Stärkevorrat auf der Erde liegt an der zweiten Stelle nach Zellulose. Aufgrund einiger inhärenten Eigenschaften von Stärke hat sie ein breites Anwendungsspektrum in der Medizin-, Lebensmittel-, Papier- und Chemieindustrie. Um die Nachfrage nach Stärke für die industrielle Entwicklung zu erfüllen, hat man mittels einiger chemischen oder biologischen Methoden die inhärenten Eigenschaften von Stärke verbessert oder neue Eigenschaften eingeführt, wodurch die Verwendung von Stärke weiter erweitert wird. Die adsorbierende Stärke unter den vielen modifizierten Stärken hat aufgrund ihrer hervorragenden Adsorptionsleistung und ihres umweltfreundlichen Herstellungsverfahrens eine große Aufmerksamkeit von Forschern gewonnen.
  • Im Allgemeinen werden von der Oberfläche eines Stärkekörnchens bis zur Innenseite des Stärkekörnchens durch ein physikalisches, mechanisches, oder biochemisches Verfahren Poren gebildet, so dass die adsorbierende Stärke eine Adsorptionsfähigkeit aufweist. Die Oberfläche der adsorbierenden Stärke weist viele Poren mit einem Durchmesser von etwa 1 µm auf, und innerhalb des Körnchens bildet sich eine Hohlstruktur. Die Porosität kann betragen 50% oder mehr, und das Körchen weist eine ziemliche Körnchenfestigkeit auf. Aufgrund der hohlen Porenstruktur der adsorbierenden Stärke weist die adsorbierende Stärke eine größere spezifische Oberfläche, eine höhere Porosität, eine geringere Schüttdichte auf, so dass die adsorbierende Stärke eine ausgezeichnete Adsorptionsleistung aufweist.
  • Es gibt viele Berichte über die adsorbierende Stärke. Ein klassisches biologisches Verfahren zur Herstellung von der adsorbierenden Stärke besteht darin, durch einen enzymatischen Hydrolyse-Ansatz die adsorbierende Stärke herzustellen. Beispielsweise wird Stärke mit Amylase behandelt, um die adsorbierende Stärke herzustellen. Jedoch ist der Porendurchmesser der durch die enzymatische Hydrolyse erhaltenen adsorbierenden Stärke im Allgemeinen relativ gering, und die Adsorptionsfähigkeit ist damit schwach (im Allgemeinen beträgt die Ölabsorptionsrate weniger als 1), damit es schwierig ist, die Anwendungsanforderungen von Produkten mit hoher Adsorptionskapazität zu erfüllen. Einige weitere Literaturen berichten, dass auf der Grundlage des enzymatische Hydrolyse-Ansatzes Kombination mit Vernetzung, Veresterung, Veretherung, Säurehydrolyse, Gelatinierung oder Ultraschallwellen usw. die Leistung der adsorbierenden Stärke weiter verbessern kann. Jedoch werden die innere Mikrostruktur von Stärke und die Adsorptionsfähigkeit nur begrenzt verbessert. Darüber hinaus kann die Kombination der mehreren Vorgänge die körnige Struktur von Stärke wahrscheinlicher zerstören, was negativ die Adsorptionsfähigkeit beeinträchtigt.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Auf dieser Basis ist es notwendig, eine eine bessere Adsorptionsfähigkeit aufweisende adsorbierende Stärke, ein adsorbierendes Stärkeaggregat, und ein Herstellungsverfahren, eine Verwendung und ein Nährstoffpräparat davon bereitzustellen.
  • Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung von der adsorbierenden Stärke bereit, das die folgenden Schritte umfasst:
    • - Herstellung einer vernetzten Stärke, indem Stärke in Wasser dispergiert wird, um eine stärkedispergierte Flüssigkeit zu erzeugen, und dann ein Vernetzungsreagenz zugesetzt wird, um eine Vernetzungsreaktion durchzuführen,
    • - Herstellung eins Stärkeoctenylsuccinats, indem eine Veresterungsreaktion zwischen der vernetzten Stärke und einem Octenylbernsteinsäureanhydrid durchgeführt wird,
    • - Herstellung eins enzymatisch hydrolysierten Stärkeesters, indem eine enzymatische Hydrolysereaktion zwischen dem Stärkeoctenylsuccinat und einer Amylase durchgeführt wird, und
    • - Herstellung der adsorbierenden Stärke, indem der enzymatisch hydrolysierte Stärkeester nacheinander einer Anschwellungs- und Trocknungsbehandlung unterzogen wird.
  • Der Erfinder hat bei den Forschungen herausgefunden, dass bei der herkömmlichen adsorbierenden Stärke die Poren durch die enzymatische Hydrolyse, die Veresterung usw. ausgebildet werden. Allerdings aufgrund der molekularen Eigenschaften der Stärke selbst ist die Anzahl der ausgegebildeten Poren begrenzt, so dass es schwierig ist, die Adsorptionsfähigkeit erheblich zu verbessern. Dies liegt daran, dass ein übermäßig hoher Grad von der enzymatischen Hydrolyse oder Veresterung zur Verschwindung der Struktur der Stärkekörnchen führt, und damit der Adsorptionseffekt nicht ausgeübt werden kann. Insbesondere am Beispiel der enzymatischen Hydrolyse geht die Wirkung von einem Enzym auf die Stärke im Allgemeinen von einem amorphen Bereich ab aus. Wenn das Enzym auf einen kristallinen Bereich einwirkt, bleibt der kristalline Bereich aufgrund seiner antienzymatischen Eigenschaften stehen, während der amorphe Bereich zersetzt wird und verschwindet, wodurch die poröse Struktur des Stärkekörnchens gebildet wird. Nach der enzymatischen Hydrolyse sind die Poren auf der gesamten Oberfläche des Stärkekörnchens vorgesehen und vertiefen sich die Poren von der Oberfläche zum Zentrum hin, so dass die Stärke eine gute Adsorptionseigenschaft und eine langsame Freisetzungseigenschaft aufweist. Mit dem zunehmenden Grad von der enzymatischen Hydrolyse können jedoch aufgrund einer übermäßigen enzymatischen Hydrolyse eine große Anzahl von den Poren zu wenigeren größeren Poren in der Stärke geworden sein, was zu einer Verringerung der Adsorptionsfähigkeit führt. Darüber hinaus kann die Vernetzungsbehandlung allein nur die Oberflächenstruktur der Stärke konsolidieren, eher als zur Erhöhung der Anzahl der Poren und der Adsorptionsfähigkeit der Stärke zu verwenden.
  • Des weiteren hat der Erfinder auch herausgefunden, dass herkömmliche adsorbierende Stärke einen Adsorptionseffekt durch die äußere Oberfläche und die inneren Poren der Stärke ausübt, wobei der Adsorptionsanteil der äußeren Oberfläche größer ist. Bei der Adsorption fettlöslicher Substanzen werden damit eine große Menge von den fettlöslichen Substanzen unweigerlich an der Oberfläche der Stärke adsorbiert, was negativ die späteren Ausfühurungsvorgänge beeinträchtigt und auch die Adsorptionsfähigkeit begrenzt. Die Erfindung erweitert in höchstem Maße den inneren Hohlraum der adsorbierenden Stärke und des adsorbierenden Stärkeaggregats, so dass unter der Bedingung der gleichen Adsorptionsmenge der Adsorptionsanteil der äußeren Oberfläche beträchtlich verringert wird, wodurch die bei der herkömmlichen adsorbierenden Stärke bestehenden Anwendungsprobleme überwunden werden.
  • Die vorliegende Erfindung übernimmt kreativ ein kombiniertes Verfahren, das zuerst die Vernetzung von Stärke, dann die Veresterung mit dem Octenylbernsteinsäureanhydrid, die enzymatischen Hydrolyse mit der Amylase, die Anschwellungsbehandlung und die Trocknungsbehandlung umfasst. Verbessert beträchtlich ist zunächst die Beständigkeit von Stärke gegenüber der Veresterung, der enzymatischen Hydrolyse und der Anschwellungsbehandlung durch die Vernetzungsbehandlung. Durch die Veresterungsreaktion können dann die hydrophoben Gruppen, die zur Adsorption beitragen, eingeführt werden, um die physikalischen Poren auszubilden. Durch die enzymatische Hydrolysereaktion kann die Anzahl der Poren stark erhöht werden, während die Struktur des Stärkekörnchens beibehalten werden kann. Durch die spätere Anschwellungsbehandlung können die Volumen der Poren und des Körnchens bei den nicht gelatinierten Stärkemolekülen (d.h. die Körnchenstruktur ist beigehalten) erhöht werden, damit die Adsorptionsfähigkeit der adsorbierenden Stärke maximiert ist.
  • Insbesondere wird zuerst durch das Vernetzungsreagenz zwischen den Stärkemolekülen die vernetzte Stärke, die eine mehrdimensionale räumliche Netzwerkstruktur aufweist, gebildet, damit die Beständigkeit der Stärke gegenüber Säure-Base-Behandlung, mechanischer Verarbeitung, und Scherung, und die Geleigenschaft der Stärke verbessert werden. Daher wird die Beständigkeit von Stärke gegenüber Veresterung, enzymatischer Hydrolyse und Anschwellungsbehandlung beträchtlich verbessert. Dann wird die Veresterung von Octenylbernsteinsäureanhydrid durchgeführt. Durch die Veresterungsreaktion werden einerseits neue Poren auf der Oberfläche der Stärke ausgebildet, und andererseits sowohl hydrophile Gruppen als auch hydrophobe Gruppen in die lange Polysaccharidkette der vernetzten Stärke eingeführt. Die hydrophobe Gruppe verstärkt die Bindungsfähigkeit von Stärke mit fettlöslichen Substanzen, wodurch die Adsorptionsfähigkeit der adsorbierenden Stärke verbessert wird. In der vorliegenden Erfindung wird die Vernetzungsbehandlung von der Stärke im Voraus durchgeführt, so dass das Problem, dass bei einer übermäßigen enzymatischen Hydrolyse eine große Anzahl von Poren zu wenigeren größeren Poren in der Stärke umgewanelt werden, was zu einer Verringerung der Adsorptionsfähigkeit führt, vermieden werden kann. Dabei erhöht die Vernetzungsreaktion die Ordnungsmäßigkeit der Stärke, wodurch die Gelatinierungstemperatur der Stärke stark erhöht wird, so dass unter den Erwärmungsbedingungen der Anschwellungsbehandlung der enzymatisch hydrolysierte Stärkeester Wasser ausreichend absorbieren, ohne Gelantinierung, und anschwellen kann, und in Form des Stärkekörnchens weiterhin bleibt. Daher werden das Volumen und der Porendurchmesser der Poren der Stärke beträchtlich erhöht, wodurch die Adsorptionsfähigkeit der hergestellten adsorbierenden Stärke verbessert wird.
  • In einer der Ausführungsformen ist das Vernetzungsreagenz eines oder mehrere aus der Gruppe Natriumtrimetaphosphat, Natriumhexametaphosphat, Natriumtripolyphosphat, Phosphoroxychlorid, Glyoxal und Epichlorhydrin. Auf diese Weise bilden die alkoholische Hydroxylgruppe der Stärke und die multifunktionale Gruppe des Vernetzungsmittels eine Dietherbindung oder eine Diesterbindung, so dass zwei oder mehr Stärkemoleküle „verbrücken“ können, um ein eine mehrdimensionale räumliche Netzwerkstruktur aufweisendes Stärkederivat, d.h. eine vernetzte Stärke, zu erzeugen.
  • In einer der Ausführungsformen beträgt bei dem Schritt der Herstellung der vernetzten Stärke ein Gewichtsverhältnis von Stärke, Wasser und Vernetzungsreagenz von 100:100: 5 bis 100: 200: 20).
  • In einer der Ausführungsformen beträgt bei der Vernetzungsreaktion der pH-Wert von 7,5 bis 12, die Temperatur von 30°C bis 60°C und die Reaktionsdauer von 1h bis 9h. Des weiteren wird nach der Reaktion mittels verdünnter Salzsäure der pH-Wert auf 7 bis 9 eingestellt und die Temperatur auf 20°C bis 50°C abgekühlt.
  • In einer der Ausführungsformen beträgt das Gewichtsverhältnis von dem der vernetzten Stärke entsprechenden Stärke-Rohmaterial und dem Octenylbernsteinsäureanhydrid 100:1 bis 100:3. Das heißt, die Menge der zugesetzten vernetzten Stärke wird in Bezug auf dem entsprechenden Stärke-Rohmaterial gemessen und das Gewichtsverhältnis der vernetzten Stärke zum Stärkeoctenylsuccinat beträgt 100:1 bis 100:3.
  • In einer der Ausführungsformen beträgt der pH-Wert der Veresterungsreaktion von 7,5 bis 9, die Reaktionsdauer von 1h bis 5h, und die Reaktionstemperatur von 20°C bis 50°C. Die Veresterungsreaktion wird unter den Bedingungen von schwacen Basen durchgeführt, um die Hydroxylgruppe am Stärkeglucosemolekül mit Octenylbernsteinsäureanhydrid zu verestern. Vorzugsweise wird nach der Reaktion das Stärkeoctenylsuccinat filtriert und gesammelt und 3 bis 5 mal mit Wasser gewaschen.
  • In einer der Ausführungsformen ist die Amylase eine oder mehrere aus der Gruppe α-Amylase, β-Amylase, Isoamylase und Glucoamylase. Gemäß dem dem Stärkeoctenylsuccinat entsprechenden Stärkegewicht beträgt die Enzymverbrauchsmenge der Amylase von 5 U/g bis 200 U/g.
  • In einer der Ausführungsformen verwendet die enzymatische Hydrolysereaktion Wasser als Lösungsmittel, und als Massenverhältnis des Stärkeoctenylsuccinats zu dem in der enzymatischen Hydrolysereaktion verwendeten Wasser beträgt 100: 100 bis 100:200.
  • In einer der Ausführungsformen beträgt der pH-Wert der enzymatischen Hydrolysereaktion von 5,0 bis 7,0, und die enzymatische Hydrolysedauer beträgt von 3h bis 24h. Nachdem die enzymatische Hydrolysereaktion fertig ist und bevor der Schritt der Herstellung von dem Stärkeester nach der enzymatischen Hydrolyse durchgeführt wird, umfasst das Verfahren auch die Schritte, nach der enzymatischen Hydrolysereaktion den pH-Wert des Systems auf 3,0 bis 3,5 einzustellen und für 10 bis 30 Minuten beizubehalten, um das Enzym zu inaktivieren, und anschließend den pH-Wert auf 6,5 bis 7,0 zurück einzustellen.
  • In einer der Ausführungsformen wird die Anschwellungsbehandlung unter Erwärmungsbedingungen durchgeführt.
  • In einer der Ausführungsformen beträgt die Erwärmungstemperatur von 75 °C bis 95 °C und die Erwärmungsdauer beträgt von 15 min bis 120 min.
  • Es versteht sich, dass das Trocknungsverfahren ein im Stand der Technik üblicherweise verwendetes Verfahren sein kann, wie Gefriertrocknung, Lufttrocknung, Sprühtrocknung und dergleichen.
  • Vorzugsweise ist die Trocknungsbehandlung eine Sprühtrocknung.
  • In einer der Ausführungsformen ist die Stärke eine oder mehrere aus der Guppe Kartoffelstärke, Maisstärke, Klebmaisstärke, Weizenstärke, Gerstenstärke, Roggenstärke, Reisstärke, Sorghumstärke, Batatestärke, Tapiokastärke, Süßkartoffelstärke und Hülsenfruchtstärke.
  • In einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine adsorbierende Stärke bereitgestellt, die durch eines der oben genannten Herstellungsverfahren hergestellt wird.
  • In einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine adsorbierende Stärke bereitgestellt, deren Ölabsorptionsrate 3 bis 5 beträgt, wobei sich die Ölabsorptionsrate auf das Gewicht des durch eine adsorbierende Stärke pro Gewichtseinheit adsorbierten Sojaöls bezieht, deren Einheit 1 ist. Vorzugsweise beträgt die Ölabsorptionsrate der adsorbierenden Stärke 3 bis 4,5.
  • In einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein adsorbierendes Stärkeaggregat bereitgestellt, das eine der oben beschriebenen adsorbierenden Stärken und ein Klebstoff, der ein wasserlösliches Kolloid ist, umfasst, und die adsorbierende Stärke bildet mittels dem Klebstoff das adsorbierende Stärkeaggregat.
  • In einer der Ausführungsformen ist das wasserlösliche Kolloid in einer wasserlöslichen Kolloidlösung ein pflanzliches Kolloid oder ein tierisches Kolloid. Das wasserlösliche Kolloid umfasst, ohne darauf beschränkt zu sein, eines oder mehrere aus der Gruppe Akaziengummi, Xanthangummi, Pfirsichgummi, Pektin, Gelatine und Fischgelatine.
  • In einer der Ausführungsformen beträgt das Massenverhältnis der adsorbierenden Stärke zum wasserlöslichen Kolloid 100:3 bis 100:10.
  • In einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Herstellungsverfahren adsorbierendes Stärkeaggregats bereitgestellt, das die folgenden Schritte umfasst.
  • Die wasserlösliche Kolloidlösung wird durch ein Sprühverfahren auf die adsorbierende Stärke gesprüht, und nach einem Trocknen wird das adsorbierende Stärkeaggregat hergestellt, wobei die adsorbierende Stärke eine der oben beschriebenen adsorbierenden Stärken ist.
  • Im erfindungsgemäßen adsorbierenden Stärkeaggregat und Herstellungsverfahren davon wird das wasserlösliche Kolloid als der Klebstoff verwendet, und durch die Sprühverfahren auf die adsorbierende Stärke gesprüht, so dass unter eine Haftheit der wasserlöslichen Kolloidlösung die adsorbierende Stärke zusammen klebt und aggregiert, um Körnchen zu bilden. Beim hergestellten adsorbierenden Stärkeaggregat sind große physikalische Räume zwischen Stärkekörnchen erzeugt. In Bezug auf das adsorbierende Stärkeaggregat, das durch das Kleben einer großen Anzahl der Stärkekörnchen gebildet ist, wird der interne Adsorptionsraum offensichtlich vergrößert, so dass auf der Basis einer Porenadsorption im Körnchen, die von einer einzelnen lipophilen Stärkegruppe der ursprünglich adsorbierenden Stärke unterstützt wird, Poren zwischen den Körnchen zur Adsorption weiter bereitgestellt werden. Daher ist der Adsorptionseffekt im Vergleich zur adsorbierenden Stärke weiter verbessert.
  • In einer der Ausführungsformen ist das wasserlösliche Kolloid in einer wasserlöslichen Kolloidlösung ein pflanzliches Kolloid oder ein tierisches Kolloid. Das wasserlösliche Kolloid umfasst, ohne darauf beschränkt zu sein, eines oder mehrere aus der Gruppe Akaziengummi, Xanthangummi, Pfirsichgummi, Pektin, und Gelatine. Der Massenanteil der wasserlöslichen Kolloidlösung beträgt 3% bis 20%.
  • Des weiteren kann das oben genannte Herstellungsverfahren des adsorbierenden Stärkeaggregates in einem Wirbelbett durchgeführt werden. Unter einer Wirkung eines hochviskosen Kolloids werden die im Wirbelbett rollenden Stärkekörnchen aggregiert, um das adsorbierende Stärkeaggregat herzustellen. Die wasserlösliche kolloidale Lösung wird vernebelt und in das mit adsorbierender Stärke versehenes Wirbelbett gesprüht, wobei die Einlasslufttemperatur auf 45°C bis 60°C eingestellt, und die fluidisierte Trocknung für 3min bis 15min durchgeführt wird, um das adsorbierende Stärkeaggregat herzustellen.
  • Die oder das nach dem obigen Verfahren hergestellte adsorbierende Stärke oder adsorbierende Stärkeaggregat kann zur Adsorption von den fettlöslichen Substanzen oder zur Adsorption von den Dispersoide, in denen die fettlöslichen Substanzen als ein Dispersionsmedium gelten, verwendet werden.
  • In einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein adsorbierendes Stärkeaggregat bereitgestellt, dessen Ölabsorptionsrate 3 bis 5 beträgt, wobei sich die Ölabsorptionsrate auf das Gewicht des durch das adsorbierende Stärkeaggregat pro Gewichtseinheit adsorbierten Sojaöls bezieht, deren Einheit 1 ist. Vorzugsweise beträgt die Ölabsorptionsrate des adsorbierenden Stärkeaggregat 4,5 bis 5.
  • In einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die Verwendungen einer der obigen adsorbierenden Stärken oder eines der nach einem der obigen Herstellungsverfahren hergestellten adsorbierenden Stärkeaggregats bei der Herstellung von Kosmetika, Futtermittelzusatzstoffen, Lebensmittelzusatzstoffen oder Arzneimitteln bereitgestellt.
  • In einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Nährstoffpräparat bereitgestellt, dessen Komponenten ein Nährstoff, ein Wasser und ein Zusatzstoff umfassen. Der Zusatzstoff ist die Verwendung einer der oben genannten adsorbierenden Stärken oder das nach einem der obigen Herstellungsverfahren hergestellte adsorbierende Stärkeaggregat. Der Nährstoff ist ein fettlöslicher Nährstoff oder ein wasserlöslicher Nährstoff, und wenn der Nährstoff ein wasserlöslicher Nährstoff ist, umfasst das Nährstoffpräparat ferner ein fettlösliches Dispersionsmedium.
  • Es ist zu beachten, dass, wenn der Nährstoff ein fettlöslicher Nährstoff ist, das fettlösliche Dispergiermedium selektiv zugesetzt werden kann, und wenn der Nährstoff ein wasserlöslicher Nährstoff ist, im Allgemeinen das fettlösliche Dispergiermedium zugesetzt werden muss. Der wasserlösliche Nährstoff wird zuerst in dem fettlöslichen Dispersionsmedium dispergiert. Dann wird die adsorbierende Stärke zur Adsorption verwendet, um das Nährstoffpräparat herzustellen. Darüber hinaus kann je nach Bedarf auch das Antioxidationsmittel zugesetzt werden.
  • Außerdem können für dieses Nährstoffpräparat der Nährstoff und das Wasser zuerst gemischt werden, und dann wird der Zusatzstoff (d.h. die adsorbierende Stärke oder das adsorbierende Stärkeaggregat) zur Adsorption zugesetzt, so dass die adsorbierende Stärke oder das adsorbierende Stärkeaggregat mit dem Nährstoff belastet werden kann. Daher kann die Adsorptionskapazität vom Nährstoff erhöht werden. Bei dem zusätzlichen fettlöslichen Dispersionsmedium und dem zusätzlichen Antioxidationsmittel werden zuerst das fettlösliche Dispersionsmedium und das Antioxidationsmittel mit dem Nährstoff und Wasser gemischt, und dann wird der Zusatzstoff (d.h. die adsorbierende Stärke oder das adsorbierende Stärkeaggregat) zur Adsorption zugesetzt.
  • Außerdem das fettlösliche Dispersionsmedum umfasst, ohne darauf beschränkt zu sein, Maisöl, Sojaöl, Sonnenblumenöl, Salatöl, Olivenöl usw.
  • In einer der Ausführungsformen ist das Nährstoffpräparat ein fettlösliches Nährstoffpräparat, wenn der Nährstoff ein fettlöslicher Nährstoff ist und der Zusatzstoff eine der oben genannten adsorbierenden Stärken ist. In Bezug auf den Gewichtsprozentsatz umfassen die Komponenten des Nährstoffpräparates:
    • 5%-75% fettlöslicher Nährstoff,
    • 20%-70% adsorbierende Stärke,
    • 0-45% fettlösliches Dispersionsmedium,
    • 0-3% Antioxidationsmittel, und
    • 1%-5% Wasser.
  • In einer der Ausführungsformen ist das Nährstoffpräparat ein fwasserlösliches Nährstoffpräparat, wenn der Nährstoff ein wasserlöslicher Nährstoff ist und der Zusatzstoff eine der oben genannten adsorbierenden Stärken ist. In Bezug auf den Gewichtsprozentsatz umfassen die Komponenten des Nährstoffpräparates:
    • 5%-40% wasserlöslicher Nährstoff,
    • 20%-70% adsorbierende Stärke,
    • 10%-40% fettlösliches Dispersionsmedium,
    • 0-3% Antioxidationsmittel, und
    • 1%-5% Wasser.
  • Außerdem kann das wasserlösliche Nährstoffpräparat hergestellt werden, indem der wasserlösliche Nährstoff in dem fettlöslichen Dispersionsmedium dispergiert wird und dann die adsorbierende Stärke zur Adsorption verwendet wird.
  • In einer der Ausführungsformen ist das Nährstoffpräparat ein fettlösliches Nährstoffpräparat, wenn der Nährstoff ein fettlöslicher Nährstoff ist und der Zusatzstoff das nach einem der oben genannten Herstellungsverfahren hergestellte adsorbierende Stärkeaggregat ist. In Bezug auf den Gewichtsprozentsatz umfassen die Komponenten des Nährstoffpräparates:
    • 5%-80% fettlöslicher Nährstoff,
    • 17%-60% adsorbierendes Stärkeaggregat,
    • 0-50% fettlösliches Dispersionsmedium,
    • 0-3% Antioxidationsmittel, und
    • 1%-5% Wasser.
  • In einer der Ausführungsformen ist das Nährstoffpräparat ein wasserlösliches Nährstoffpräparat, wenn der Nährstoff ein wasserlöslicher Nährstoff ist und der Zusatzstoff das nach einem der oben genannten Herstellungsverfahren hergestellter adsorbierende Stärkeaggregat ist. In Bezug auf den Gewichtsprozentsatz umfassen die Komponenten des Nährstoffpräparates:
    • 5%-45% wasserlöslicher Nährstoff,
    • 17%-65% adsorbierendes Stärkeaggregat,
    • 10%-40% fettlösliches Dispersionsmedium,
    • 0-3% Antioxidationsmittel, und
    • 1%-5% Wasser.
  • Außerdem kann das wasserlösliche Nährstoffpräparat hergestellt werden, indem der wasserlösliche Nährstoff in dem fettlöslichen Dispersionsmedium dispergiert wird und dann die adsorbierende Stärke zur Adsorption verwendet wird.
  • In einer der Ausführungsformen ist das Antioxidationsmittel eines oder mehrere von Propylgallat, BHT (Dibutylhydroxytoluol), Ethoxychinolin, Tee-Polyphenole, α-Tocopherol, L-Ascorbinsäure-6-palmitat, Tee-Polyphenolpalmitat, Natriumascorbat, Ascorbinsäure, Dilaurylthiodipropionat und Liponsäure.
  • Vorzugsweise ist das Antioxidationsmittel ein fettlösliches Antioxidationsmittel, das eines oder mehrere von Propylgallat, BHT, Natriumascorbat, Ascorbinsäure, Ethoxychinolin, Tee-Polyphenolen und α-Tocopherol umfasst.
  • In einer der Ausführungsformen ist der wasserlösliche Nährstoff eines oder mehrere von Vitamin A-Derivaten, Vitamin E-Derivaten, Vitamin D, Carotinoiden, Coenzym Q10, Vitamin C, Vitamin B-Familie, Mineralsalzen und wasserlöslichen Aminosäuren.
  • Der fettlöslichen Nährstoff ist eines oder mehrere von Vitamin A-Acetat, Vitamin A-Palmitat, Vitamin E-Acetat, Vitamin E-Palmitat, Vitamin D2, Vitamin D3, β-Carotin, Astaxanthin, Lycopin, Canthaxanthin, Lutein, Coenzym Q10 , Vitamin C, Vitamin B1, Vitamin B2, Vitamin B6, Folsäure, Vitamin B12, Niacin, L-Selen-Methylselenocystein, Methionin, Natriumiodat, Natriumselenit, Eisensulfat, reich Eisenmaleat, Eisengluconat und Kupferiodid.
  • Im Vergleich zu der herkömmlichen adsorbierenden Stärke umfasst die Erfindung mindestens die folgenden vorteilhaften Wirkungen, dass
    1. 1) das Volumen und der Porendurchmesser des inneren Hohlraums der adsorbierenden Stärke und ihres Aggregates größer sind, und
    2. 2) die Adsorptionsfähigkeit von der adsorbierenden Stärke und ihrem Aggregate stärker ist und die Ölabsorptionsrate 3 bis 5 betragen kann (wobei sich die Ölabsorptionsrate auf das Gewicht des durch die adsorbierende Stärke pro Gewichtseinheit adsorbierten Sojaöls bezieht, deren Einheit 1 ist).
  • Figurenliste
    • 1 ist eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme der in Ausführungsform 1 hergestellten adsorbierenden Stärke, und
    • 2 ist eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme des in Ausführungsform 10 hergestellten adsorbierenden Stärkeaggregates.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Um das Verständnis der vorliegenden Erfindung zu erleichtern, wird die vorliegende Erfindung nachstehend unter Bezugnahme auf die relevanten Zeichnungen ausführlicher beschrieben. Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen gezeigt. Die vorliegende Erfindung kann jedoch in vielen verschiedenen Formen implementiert werden und ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Im Gegenteil besteht der Zweck der Bereitstellung dieser Ausführungsformen darin, ein gründlicheres und umfassenderes Verständnis der Offenbarung der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen.
  • Sofern nicht anders definiert ist, haben alle hier verwendeten technischen und wissenschaftlichen Begriffe die gleiche Bedeutung, wie sie von Fachleuten auf dem technischen Gebiet der vorliegenden Erfindung allgemein verstanden werden. Die in der Beschreibung der vorliegenden Erfindung hierin verwendeten Begriffe dienen nur dem Zweck, spezifische Ausführungsformen zu beschreiben, und sollen die vorliegende Erfindung nicht einschränken. Der Begriff „und/oder“, wie er hier verwendet wird, umfasst alle Kombinationen eines oder mehrerer verwandter aufgelisteter Elementen.
  • Im Folgenden sind spezifische Ausführungsformen dargestellt.
  • Ausführungsform 1 - Herstellung von einer adsorbierenden Maisstärke
    1. 1) 100 kg Maisstärke wird zu 140 kg Wasser zugesetzt und gleichmäßig umgerührt, um eine stärkedispegierte Flüssigkeit herzustellen. Zurr stärkedispegierten Flüssigkeit wird 12 kg Natriumtrimetaphosphat zugesetzt, um die Vernetzungsreaktion durchzuführen. Bei der Reaktion ist der pH-Wert auf 10, die Temperatur auf 40°C und die Reaktionsdauer auf 5h eingestellt. Nach der Reaktion wird das Material auf der Raumtemperatur abgekühlt, und mit der verdünnten Salzsäure der pH-Wert auf 8 eingestellt.
    2. 2) 3 kg Octenylbernsteinsäureanhydrid wird zugesetzt, der pH-Wert wird mit der verdünnten Natriumhydroxidlösung auf 8,1 eingestellt und die Reaktion wird 3h durchgeführt, um eine Veresterungspfropfung durchzuführen. Nach der Reaktion wird das Waschen durch die Abnutsche und die Rehydratisierung durchgeführt, so dass das Salz und das nicht umgesetzte Octenylbernsteinsäureanhydrid entfernt werden, um das Stärkeoctenylsuccinat herzustellen.
    3. 3) Zu dem in Schritt 2) hergestellten Stärkeoctenylsuccinat wird 150 kg Wasser zugesetzt, und der pH-Wert wird auf 6,5 eingestellt. 12 Millionen U Glucoamylase und 12 Millionen U α-Amylase werden dazu zugesetzt, und die enzymatische Hydrolyse wird 8h durchgeführt. Eine Enzyminaktivierung (der pH-Wert wird auf 3,5 eingestellt und dabei 30min beibehalten) wird ausgeführt, und der pH-Wert wird wieder auf 6,5 eingestellt.
    4. 4) Das Material wird auf 85°C erhitzt und dabei 30min beibehalten, damit sich die Stärke bis mit einem gewissen Maß anschwellt. Nach der Gefriertrocknung wird die adsorbierende Maisstärke hergestellt. Die gemessene Ölabsorptionsrate der adsorbierenden Maisstärke beträgt 3,7.
  • Ausführungsform 2 bis Ausführungsform 5
  • Gemäß dem Verfahren in Ausführungsform 1 werden Stärkearten, Arten und Verbrauchsmenge von Vernetzungsreagenzien, Verbrauchsmenge von Octenylbernsteinsäureanhydrid, Arten und Verbrauchsmenge von Enzymen, Parameter wie Heiztemperatur und Heizzeit für die Anschwellungsbehandlung verändert. Die anderen Bedingungen sind die gleichen wie in Ausführungsform 1, und die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 1 dargestellt. Tabelle 1
    Ausführungsform Stärke Vernetzungsreagenz Octenylbernsteinsäureanhydrid (kg) Amylase Heiztemperatur (°C) Heizzeit (min) Ölabsorptionsrate
    Name Masse (kg) Name Masse (kg) Art Menge (U/g)
    2 Batatestärke 100 Natriumtripolyphosphat 10 3 Glucoamylase 10 80 40 4,2
    3 Kartoffelstärke 100 Phosphoroxychlorid 5 2 β-Amylase 200 75 100 3,9
    4 Weizenstärke 100 Epichlorhydrin 8 2,5 α-Amylase 5 90 15 3,0
    5 Maniokstärke 100 Phosphoroxychlorid 20 1 Glucoamylase und α-Amylase 15: 5 80 30 3,5
  • Ausführungsform 6 bis Ausführungsform 9
  • Gemäß dem Verfahren in Ausführungsform 1 werden die Reaktionsbedingungen der Vernetzungsreaktion, der Veresterungsreaktion und der enzymatischen Hydrolysereaktion verändert, und die anderen Bedingungen sind die gleichen wie in Ausführungsform 1, und die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 2 dargestellt. Tabelle 2
    Ausführungsform Vernetzungsreaktion Veresterungsreaktion enzymatische Hydrolysereaktion Ölabsorptionsrate
    pH-Wert Reaktionstemperatur (°C) Reaktionsdauer (h) pH-Wert Reaktionstemperatur (°C) Reaktionsdauer (h) pH Wert Enzymatische Hydrolysedauer (h) Wasserverbrauch (Massenmultiplikator des Stärkeesters)
    6 7,5 30 9 7,5 20 5 5 24 1 3,2
    7 10 40 6 9 30 4 6 18 2 4,5
    8 12 50 3 8 40 2 7 3 1,5 3,5
    9 9 60 1 8,5 50 1 6,5 12 1,2 4,1
  • Vergleichsbeispiel 1 - Herstellung von einer herkömmlichen adsorbierenden Stärke
    1. 1) 100 kg Maisstärke wird zu 140 kg Wasser zugesetzt und gleichmäßig umgerührt, um eine stärkedispegierte Flüssigkeit herzustellen. Zur stärkedispegierten Flüssigkeit wird 12 kg Natriumtrimetaphosphat zugesetzt, um die Vernetzungsreaktion durchzuführen. Bei der Reaktion wird der pH-Wert auf 10, die Temperatur auf 40°C und die Reaktionsdauer auf 5h eingestellt. Nach der Reaktion wird das Material auf der Raumtemperatur abgekühlt, und mit der verdünnten Salzsäure wird der pH-Wert auf 8 eingestellt.
    2. 2) 3 kg Octenylbernsteinsäureanhydrid wird zugegeben, der pH-Wert wird mit einem Massenanteil von 1% der Natriumhydroxidlösung bei 8,1 gehalten, und die Reaktion dauert 3h, um eine Veresterungspfropfreaktion durchzuführen. Nach der Reaktion wird das Waschen durch die Abnutsche und die Rehydratisierung durchgeführt, so dass das Salz und das nicht umgesetzte Octenylbernsteinsäureanhydrid entfernt werden, um das Stärkeoctenylsuccinat herzustellen.
    3. 3) Zum in Schritt 2) hergestellten Stärkeoctenylsuccinat wird 150 kg Wasser zugesetzt, und der pH-Wert wird auf 6,5 eingestellt. 12 Millionen U Glucoamylase und 12 Millionen U α-Amylase werden dazu zugesetzt, und die enzymatische Hydrolyse wird 8h durchgeführt. Eine Enzyminaktivierung (der pH-Wert wird auf 3,5 eingestellt und dabei 30min beibehalten) wird ausgeführt, und der pH-Wert wird wieder auf 6,5 eingestellt.
    4. 4) Die Gefriertrocknung der enzymatischen Hydrolyseflüssigkeit wird durchgeführt, um die durch das herkömmliche Verfahren hergestellte adsorbierende Stärke herzustellen. Die gemessene Ölabsorptionsrate der adsorbierenden Maisstärke beträgt 1,8.
  • Ausführungsform 10 - Herstellungsverfahren von einem adsorbierenden Maisstärkeaggregat
  • Ein Aggregat wird durch die in Ausführungsform 1 hergestellte adsorbierende Maisstärke unter Verwendung von Gelatine als Klebstoff hergestellt. Das Verfahren umfasst die Folgenden.
    1. 1) Die 4 kg gewogene Gelatine wirdin 100 kg Wasser gelöst, und bei einem Wasserbad von 60 °C vollständig gelöst, um eine kolloidale Lösung, die als Klebstofflösung verwendet wird, herzustellen.
    2. 2) Die 100Kg gewogene, in Ausführungsform 1 hergestellte adsorbierende Maisstärke wird auf ein Wirbelbett gelagert, und die Einlasslufttemperatur wird auf 53°C und die Probezufuhrgeschwindigkeit der kolloidalen Lösung wird auf 2 mL/min eingestellt. Die im Wirbelbett gesprühten und rollenden Proben werden vernebelt. Die Behandlungszeit (fluidisierte Trocknung) beträgt 10 min. Schließlich ist das adsorbierende Maisstärkeaggregat hergestellt. Die gemessene Ölabsorptionsrate des adsorbierenden Maisstärkeaggregates beträgt 4,9.
  • Die in Ausführungsform 1 hergestellte adsorbierende Stärke und das in Ausführungsform 10 hergestellte adsorbierende Stärkeaggregat werden jeweils einer morphologischen Charakterisierung unterzogen, um rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen zu erwerben, wie in 1 und 2 gezeigt. Aus 1 ist ersichtlich, dass offensichtliche Hohlräume an der Oberfläche und im Inneren der in Ausführungsform 1 hergestellten adsorbierenden Stärke offensichtlich sind, und aufgrund der Anschwellungsbehandlung das Volumen der adsorbierenden Hohlräume beträchtlich erhöht ist. Aus 2 ist ersichtlich, dass Adsorptionshohlräume der einzelnen Stärke aus dem in Ausführungsform 10 hergestellten adsorbierenden Stärkeaggregat offensichtlich sind, und nach der Aggregierung offensichtliche physikalische Hohlräume zwischen den Körnchen ausgebildet sind.
  • Ausführungsform 11 bis Ausführungsform 13
  • Gemäß dem Verfahren in Ausführungsform 10 werden die Rohstoffquelle (ausgewählt aus den Ausführungsformen 2 bis 4) der adsorbierenden Stärke, die Art und Konzentration der kolloidalen Lösung, die Probezufuhrgeschwindigkeit der kolloidalen Lösung, die Einlasslufttemperatur und die Behandlungszeit der fluidisierten Trocknung verändert. Die anderen Bedingungen sind die gleichen wie in Ausführungsform 10, und die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 3 dargestellt. Tabelle 3
    Ordnungsnummer Adsorbierende Stärke Kolloidale Lösung Probezufuhrgeschwindigkeit des Kolloids (ml/min) Einlassluft temperatur (°C) Behandlungszeit der fluidisierten Trocknung (min) Ölabsorptionsrate
    Herstellungsausführungsform Masse (kg) Art Masse (kg) Wasser (kg)
    11 2 100 Akaziengummi 10 40 0,5 45 15 4,8
    12 3 100 Pfirsichgummi 3 97 4 60 3 4,5
    13 4 100 Fischgelatine 6 54 3 50 6 4,7
  • Vergleichsbeispiel 2 - Verglichen mit dem beim Verwendung der herkömmlichen adsorbierenden Stärke hergestellten Aggregat
  • Die im Vergleichsbeispiel 2 hergestellte, herkömmliche, adsorbierende Maisstärke -anstelle der adsorbierenden Maisstärke in Ausführungsform 10- wird 100Kg gewogen, und die anderen Bedingungen sind die gleichen wie in Ausführungsform 10, um ein herkömmliches adsorbierendes Maisstärkeaggregat zu erwerben. Die gemessene Ölabsorptionsrate der adsorbierenden Maisstärke beträgt 2,6.
  • Es ist anzumerken, dass die Charakterisierungsverfahren der Ölabsorptionsrate in den Ausführungsformen 1 bis 13, und Vergleichsbeispiele 1, 2 folgendermaßen erfolgen.
  • Die adsorbierende Stärke wird B Gramm (Genauigkeitsgrad von 0,001 g) gewogen. Bei einer konstanten Temperatur wird die gewogene Stärke mit 10 mL Sojaöl gemischt und 30 min umgerührt, und dann in einen Sandkerntrichter mit einer angegeben Masse C Gramm (Genauigkeitsgrad von 0,001 g) gelagert, und abgenutscht, bis kein Öl-Tropfen mehr tropfen. Anhand der Gesamtmasse D Gramm (Genauigkeitsgrad von 0,001 g) des Sandkerntrichters wird eine maximale Ölabsorptionsrate A, deren Einheit 1 ist, ausgerechnet.
  • Die Berechnungsformel der Ölabsorptionsrate: A = (D-B-C) / B.
  • Ausführungsform 14 - Herstellung von einem Vitamin-E-Präparat, das als VE-Präparat abgekürzt wird, unter Verwendung der adsorbierenden Maisstärken
  • Die in Ausführungsform 1 hergestellte, adsorbierende Maisstärke wird 20 Kg gewogen. Unter einem Umrühren wird ein 2 kg BHT enthaltendes VE-Acetat (nämlich Vitamin-E-Acetat) langsam dazu zugesetzt, wobei die Adsorptionsgrenze einem Zustand entspricht, dass sich die Körnchen nicht klebend aggregieren. Das Umrühren wird 30 min andauern. Dann ist das VE-Präparat erworben.
  • Die Absorptionsgrenze, wobei die nicht-klebende Aggregation der Körnchen als einen Indikator gilt, unterscheidet sich von der bei der Messung der Ölabsorptionsrate genannten Adsorptionskapazität. Bei der Messung der Ölabsorptionsrate wird die gesättigte Ölabsorptionsrate gemessen, und eine große Menge Sojaöl wird dabei auch an der Oberfläche der Stärke adsorbiert. Bei der Herstellung des Präparates bezieht sich die Adsorptionsgrenze auf die Adsorptionsgrenze innerhalb der adsorbierenden Stärke.
  • Die gemessenen Komponentengehalte (Gewichtsprozent) des in Ausführungsform 14 hergestellten VE-Präparates sind:
    • 44,87% VE-Acetat,
    • 52,16% adsorbierende Stärke,
    • 1,87% Antioxidans, und
    • 1,10% Restwasser.
  • Ausführungsform 15 - Herstellung von einem VE-Präparat unter Verwendung des adsorbierenden Maisstärkeaggregates
  • Das in Ausführungsform 10 hergestellte, adsorbierende Maisstärkeaggregat wird 20 kg gewogenen. Unter einem Umrühren wird ein 2kg BHT enthaltendes VE-Acetat langsam dazu zugesetzt, wobei die Adsorptionsgrenze einem Zustand entspricht, dass sich die Körnchen nicht klebend aggregieren. Das Umrühren wird 30 min andauern. Dann ist das VE-Präparat erworben. Die gemessenen Komponentengehalte sind:
    • 68,43% VE-Acetat,
    • 28.45 % adsorbierendes Stärkeaggregat,
    • 1,96% Antioxidans, und
    • 1,16% Restwasser.
  • Vergleichsbeispiel 3 - Herstellung von einem VE-Präparat unter Verwendung der herkömmlichen adsorbierenden Stärke
  • Die in Vergleichsbeispiel 1 hergestellte, herkömmliche, adsorbierende Maisstärke wird 20 Kg gewogen. Unter einem Umrühren wird ein 2kg BHT enthaltendes VE-Acetat langsam dazu zugesetzt, wobei die Adsorptionsgrenze einem Zustand entspricht, dass sich die Körnchen nicht klebend aggregieren. Das Umrühren wird 30 min andauern. Dann wird das VE-Präparat erworben. Die gemessenen Komponentengehalte sind:
    • 25,04% VE-Acetat,
    • 71,53% adsorbierende Stärke,
    • 1,63 % Antioxidans, und
    • 1,80% Restwasser.
  • Vergleichsbeispiel 4 - Herstellung von einem VE-Präparat unter Verwendung des herkömmlichen adsorbierenden Maisstärkeaggregates
  • Das in Vergleichsbeispiel 2 hergestellte, herkömmliche, adsorbierende Maisstärkeaggregat wird 20 Kg gewogen. Unter einem Umrühren wird das 2 kg BHT enthaltendes VE-Acetat langsam dazu zugesetzt, wobei die Adsorptionsgrenze einem Zustand entspricht, dass sich die Körnchen nicht klebend aggregieren. Dann wird das VE-Präparat erworben. Die gemessenen Komponentengehalte sind:
    • 32,07% VE-Acetat,
    • 64,56% adsorbierende Stärke,
    • 1,68% Antioxidans, und
    • 1,69% Restwasser.
  • Ausführungsform 16 - Herstellung von einem wasserlöslichen Nährstoff-Präparat unter Verwendung der adsorbierenden Stärke
  • Das wasserlösliche Nährstoff-Präparat wird hergestellt, indem eine Öllösung eines wasserlöslichen Nährstoffes von dem adsorbierenden Stärke adsorbiert wird. Die 20 kg gewogene VC wird in 20 kg Maisöl dispergiert, und weiter mit der in Ausführungsform 2 hergestellten, 50 kg adsorbierenden Batatestärke gemischt und andauernd umgerührt. Die den Nährstoff enthaltende fettlösliche Lösung wird langsam dazu zugesetzt, wobei die Adsorptionsgrenze einem Zustand entspricht, dass sich die Körnchen nicht klebend aggregieren. Das Umrühren wird 30 min andauern. Dann wird das VC-Präparat erworben. Die gemessenen Komponentengehalte sind:
    • 22,22% VC,
    • 51,43% adsorbierende Stärke,
    • 22,22% Maisöl, und
    • 4,13% Restwasser.
  • Ausführungsform 17 - Herstellung von einem wasserlöslichen Nährstoff-Präparat unter Verwendung des adsorbierenden Stärkeaggregates
  • 20 kg gewogene Methionin und 3 kg gewogene Ascorbinsäure werden zu 20 kg Sojaöl zugesetzt, um eine Methionin enthaltende Öllösung zu erwerben.
  • Das in Ausführungsform 10 hergestellte adsorbierende Maisstärkeaggregat wird 50 Kg gewogen. Die adsorbierende Maisstärkeaggregat wird andauernd umgerührt, und die Methionin enthaltende Öllösung wird langsam dazu zugesetzt, wobei die Adsorptionsgrenze einem Zustand entspricht, dass sich die Körnchen nicht klebend aggregieren. Das Umrühren wird 30 min andauern. Dann wird das Methionin-Präparat erworben. Die gemessenen Komponentengehalte sind:
    • 21,51% Methionin,
    • 50,01% adsorbierendes Stärkeaggregat,
    • 21,51% Sojaöl,
    • 3,22% Antioxidans, und
    • 3,75% Restwasser.
  • Die technischen Merkmale der oben genannten Ausführungsformen können beliebig kombiniert werden. Um die Beschreibung kompakter zu machen, werden nicht alle möglichen Kombinationen der verschiedenen technischen Merkmalen aus den oben genannten Ausführungsformen beschrieben. Solange jedoch kein Widerspruch in der Kombination dieser technischen Merkmalen besteht, soll sie als einen gültigen Umfang der Beschreibung betrachtet werden.
  • Die oben genannten Ausführungsformen stellen nur einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar, und ihre Beschreibungen sind spezifisch und konkret. Aber sie sollen nicht als Einschränkungen des Umfangs dieser vorliegenden Erfindung verstanden werden. Es ist zu beachten, dass für einen Fachmann auf diesem Gebiet mehrere Änderungen und Verbesserungen, die in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung fallen, vorgenommen werden können, ohne vom Konzept der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Daher soll der Schutzumfang des Patents der vorliegenden Erfindung den beigefügten Patentansprüche unterliegen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • CN 201811312484 [0001]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • „ADSORBIERENDE STÄRKE, ADSORBIERENDES STÄRKEAGGREGAT UND HERSTELLUNGSVERFAHREN, VERWENDUNG UND NÄHRSTOFFPRÄPARAT DAVON‟, eingereicht am 6. November 2018 [0001]

Claims (29)

  1. Herstellungsverfahren einer adsorbierenden Stärke, umfassend die Schritte: - Herstellung einer vernetzten Stärke, indem eine Stärke in Wasser dispergiert wird, um eine stärkedispergierte Flüssigkeit zu erzeugen, und dann ein Vernetzungsreagenz zugesetzt wird, um eine Vernetzungsreaktion durchzuführen, - Herstellung eines Stärkeoctenylsuccinats, indem eine Veresterungsreaktion zwischen der vernetzten Stärke und einem Octenylbernsteinsäureanhydrid durchgeführt wird, - Herstellung eines enzymatisch hydrolysierten Stärkeesters, indem eine enzymatische Hydrolysereaktion zwischen dem Stärkeoctenylsuccinat und einer Amylase durchgeführt wird, und - Herstellung der adsorbierenden Stärke, indem der enzymatisch hydrolysierte Stärkeester nacheinander einer Anschwellungs- und Trocknungsbehandlung unterzogen wird.
  2. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vernetzungsreagenz eines oder mehrere aus der Gruppe Natriumtrimetaphosphat, Natriumtripolyphosphat, Phosphoroxychlorid und Epichlorhydrin ist.
  3. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Schritt der Herstellung der vernetzten Stärke ein Gewichtsverhältnis von Stärke, Wasser und Vernetzungsreagenz von 100 : 100 : 5 bis 100 : 200 : 20 gewählt wird.
  4. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Vernetzungsreaktion ein pH-Wert von 7,5 bis 12, eine Temperatur von 30°C bis 60°C und eine Reaktionsdauer von 1h bis 9h gewählt wird.
  5. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Verhältnis des Gewichts eines Stärke-Rohmaterials, das der vernetzten Stärke entspricht, zu dem Gewicht des Octenylbernsteinsäureanhydrids 100 : 1 bis 100 : 3 gewählt wird.
  6. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Veresterungsreaktion ein pH-Wert von 7,5 bis 9, eine Reaktionsdauer von 1h bis 5h und eine Reaktionstemperatur von 20°C bis 50°C gewählt wird.
  7. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Amylase eine oder mehrere aus der Gruppe α-Amylase, β-Amylase, Isoamylase und Glucoamylase ist, und in Bezug auf ein dem Stärkeoctenylsuccinat entsprechendes Stärkegewicht eine Enzymverbrauchsmenge der Amylase von 5 U/g bis 200 U/g gewählt wird.
  8. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die enzymatische Hydrolysereaktion Wasser als Lösungsmittel verwendet, und als Massenverhältnis des Stärkeoctenylsuccinats zu dem in der enzymatischen Hydrolysereaktion verwendeten Wasser 100 : 100 bis 100 : 200 gewählt wird.
  9. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei der enzymatischen Hydrolysereaktion ein pH-Wert von 5,0 bis 7,0, und eine Dauer der enzymatischen Hydrolysen von 3h bis 24h gewählt wird, und nachdem die enzymatische Hydrolysereaktion fertig ist und bevor der Schritt der Herstellung von dem enzymatisch hydrolysierten Stärkeester durchgeführt wird, das Herstellungsverfahren einen weiteren Schritt umfasst, in dem nach der enzymatischen Hydrolysereaktion der pH-Wert des Systems auf 3,0 bis 3,5 eingestellt und zur Inaktivierung des Enzyms dabei 10 min bis 30 min beibehalten wird, und anschließend der pH-Wert wieder auf 6,5 bis 7,0 eingestellt wird.
  10. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschwellungsbehandlung unter Erwärmung durchgeführt wird, und eine Erwärmungstemperatur von 75 °C bis 95 °C und eine Erwärmungsdauer von 15 min bis 120 min gewählt wird.
  11. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknungsbehandlung eine Sprühtrocknung ist.
  12. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stärke eine oder mehrere aus der Gruppe Kartoffelstärke, Maisstärke, wachsartiger Maisstärke, Weizenstärke, Gerstenstärke, Roggenstärke, Reisstärke, Sorghumstärke, Batatestärke, Tapiokastärke, Süßkartoffelstärke und Hülsenfruchtstärke ist.
  13. Adsorbierende Stärke, dadurch gekennzeichnet, dass die adsorbierende Stärke durch das Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12 hergestellt wird.
  14. Adsorbierende Stärke, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölabsorptionsrate der adsorbierenden Stärke 3 bis 5 beträgt, wobei sich die Ölabsorptionsrate, deren Einheit 1 ist, auf das Gewicht des durch die adsorbierende Stärke pro Gewichtseinheit adsorbierten Sojaöls bezieht.
  15. Adsorbierende Stärke nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölabsorptionsrate der adsorbierenden Stärke 3 bis 4,5 beträgt.
  16. Adsorbierendes Stärkeaggregat, dadurch gekennzeichnet, dass es die adsorbierende Stärke nach einem der Ansprüche 13 bis 15 und einen Klebstoff umfasst, wobei der Klebstoff ein wasserlösliches Kolloid ist, und die adsorbierende Stärke durch den Klebstoff das adsorbierende Stärkeaggregat bildet.
  17. Adsorbierendes Stärkeaggregat nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das wasserlösliche Kolloid ein pflanzliches Kolloid oder ein tierisches Kolloid ist.
  18. Adsorbierendes Stärkeaggregat nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das wasserlösliche Kolloid eines oder mehrere aus der Gruppe Akaziengummi, Xanthangummi, Pfirsichgummi, Pektin, und Gelatine ist.
  19. Adsorbierendes Stärkeaggregat nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Massenverhältnis der adsorbierenden Stärke zum wasserlöslichen Kolloid 100 : 3 bis 100 : 10 ist.
  20. Herstellungsverfahren eines adsorbierenden Stärkeaggregates, umfassend die Schritte: - Herstellung des adsorbierenden Stärkeaggregats, wobei durch ein Sprühverfahren eine wasserlösliche Kolloidlösung auf eine adsorbierende Stärke gesprüht wird, und nach einer Trocknung das adsorbierende Stärkeaggregat erhalten wird, wobei die adsorbierende Stärke die adsorbierende Stärke nach einem der Ansprüche 13 bis 15 ist.
  21. Herstellungsverfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die wasserlösliche kolloidale Lösung vernebelt und in ein mit der adsorbierenden Stärke versehenes Wirbelbett gesprüht wird, und dabei die Einlasslufttemperatur auf 45°C-60°C eingestellt, und eine fluidisierte Trocknung für 3 min bis 15 min durchgeführt wird, um das adsorbierende Stärkeaggregat herzustellen.
  22. Verwendung der adsorbierenden Stärken nach einem der Ansprüche 13 bis 15, des adsorbierenden Stärkeaggregates nach einem der Ansprüche 16 bis 19, oder des durch das Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 21 hergestellten adsorbierenden Stärkeaggregates in einer Herstellung von Kosmetika, Futtermittelzusatzstoffen, Lebensmittelzusatzstoffen oder Arzneimitteln.
  23. Nährstoffpräparat, dadurch gekennzeichnet, dass das Nährstoffpräparat folgende Komponenten umfasst: einen Nährstoff, Wasser und einen Zusatzstoff, wobei der Zusatzstoff die adsorbierende Stärke nach einem der Ansprüche 13 bis 15, das adsorbierende Stärkeaggregat nach einem der Ansprüche 16 bis 19, oder das durch das Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 21 hergestellte adsorbierende Stärkeaggregat ist, wobei der Nährstoff ein fettlöslicher Nährstoff oder ein wasserlöslicher Nährstoff ist, und wobei das Nährstoffpräparat ferner ein fettlösliches Dispersionsmedium umfasst, wenn der Nährstoff der wasserlösliche Nährstoff ist.
  24. Nährstoffpräparat nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Nährstoff ein fettlöslicher Nährstoff ist und der Zusatzstoff die adsorbierende Stärke nach einem der Ansprüche 13 bis 15 ist, und in Bezug auf Gewichtsprozent das Nährstoffpräparat die folgenden Komponenten umfasst: 5% bis 75% fettlöslichen Nährstoff, 20% bis 70% adsorbierende Stärke, 0 bis 45% fettlösliches Dispersionsmedium, 0 bis 3% Antioxidans, und 1 % bis 5% Wasser.
  25. Nährstoffpräparat nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Nährstoff ein wasserlöslicher Nährstoff ist und der Zusatzstoff die adsorbierende Stärke nach einem der Ansprüche 13 bis 15 ist, und in Bezug auf Gewichtsprozent das Nährstoffpräparat die folgenden Komponenten umfasst: 5% bis 40% wasserlöslichen Nährstoff, 20% bis 70% adsorbierende Stärke, 10% bis 40% fettlösliches Dispersionsmedium, 0 bis 3% Antioxidans, und 1% bis 5% Wasser.
  26. Nährstoffpräparat nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Nährstoff ein fettlöslicher Nährstoff ist und der Zusatzstoff das adsorbierende Stärkeaggregat nach einem der Ansprüche 16 bis 19 ist, oder das durch das Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 21 hergestellte adsorbierende Stärkeaggregat ist, und in Bezug auf Gewichtsprozent das Nährstoffpräparat die folgenden Komponenten umfasst: 5% bis 80% fettlöslichen Nährstoff, 17% bis 60% adsorbierendes Stärkeaggregat, 0 bis 50% fettlösliches Dispersionsmedium, 0 bis 3% Antioxidans, und 1% bis 5% Wasser.
  27. Nährstoffpräparat nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Nährstoff ein wasserlöslicher Nährstoff ist und der Zusatzstoff das adsorbierende Stärkeaggregat nach einem der Ansprüche 16 bis 19 ist, oder das durch das Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 21 hergestellte adsorbierende Stärkeaggregat ist, und in Bezug auf Gewichtsprozent das Nährstoffpräparat die folgenden Komponenten umfasst: 5% bis 45% wasserlöslichen Nährstoff, 17% bis 65% adsorbierendes Stärkeaggregat, 10% bis 40% fettlösliches Dispersionsmedium, 0 bis 3% Antioxidans, und 1% bis 5% Wasser.
  28. Nährstoffpräparat nach einem der Ansprüche 24 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Antioxidans eines oder mehrere aus der Gruppe Propylgallat, BHT, Ethoxychinolin, Tee-Polyphenole, α-Tocopherol, L-Ascorbinsäure-6-palmitat, Tee-Polyphenolpalmitat, Natriumascorbat, Ascorbinsäure, Dilaurylthiodipropionat und Liponsäure ist.
  29. Nährstoffpräparat nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der wasserlösliche Nährstoff einer oder mehrere aus der Gruppe Vitamin A-Derivate, Vitamin E-Derivate, Vitamin D, Carotinoide, Coenzym Q10, Vitamin C, Vitamin B-Familie, Mineralsalze und wasserlösliche Aminosäuren ist, und der fettlösliche Nährstoff einer oder mehrere aus der Gruppe Vitamin A-Acetat, Vitamin A-Palmitat, Vitamin E-Acetat, Vitamin E-Palmitat, Vitamin D2, Vitamin D3, β-Carotin, Astaxanthin, Lycopin, Canthaxanthin, Lutein, Coenzym Q10 , Vitamin C, Vitamin B1, Vitamin B2, Vitamin B6, Folsäure, Vitamin B12, Niacin, L-Selen-Methylselenocystein, Methionin, Natriumiodat, Natriumselenit, Eisensulfat, reich Eisenmaleat, Eisengluconat und Kupferiodid ist.
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