CN110183540A - 利用臭氧氧化制备变性淀粉的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用臭氧氧化制备变性淀粉的方法，属于淀粉深加工技术领域。该制备方法包括玉米淀粉的浸泡、臭氧氧化、抽滤、干燥、粉碎、过筛得氧化变性淀粉，其中臭氧氧化条件是：在臭氧流量为1L/min的条件下，对浸泡后不同浓度的玉米淀粉乳进行氧化，氧化时间为5min~480min。本发明提供的方法易于控制、操作简单、生产工艺清洁、对环境无污染，本发明所用试剂、材料为常见规格、生产成本低、成产过程中无残留，本发明制备的变性淀粉无化学试剂残留，可更好的应用到食品及医药领域中。
Description
技术领域
本发明属于淀粉深加工技术领域，具体涉及一种利用臭氧氧化制备变性淀粉的方法。
背景技术
变性淀粉是利用物理、化学和酶等手段改变天然淀粉的性质，使变性淀粉的个别性质符合各行各业应用的所有需要。变性淀粉的使用量和使用范围都十分广泛。现如今，中国已经生产出了预糊化淀粉、酸化淀粉、氧化淀粉、醚化淀粉、酯化淀粉、交联淀粉、接枝淀粉等多种变性淀粉。这些变性淀粉可以应用到纺织、造纸、食品、石油、医用、建筑、农业饲料、日用化工等多个行业，共70多个品种的变性淀粉。在所有变性淀粉中，氧化淀粉是使用量最大、应用面最广的变性淀粉之一。它被应用到广泛的领域中，如纸张、纺织品、洗衣粉和建材工业中。氧化淀粉在食品行业中也应用广泛。氧化淀粉具有独特的功能特性，如有较高的热稳定性、颜色洁白、糊透明、成膜性好等。氧化淀粉大多是天然淀粉在酸、碱、中性介质与氧化剂作用，发生化学变化，氧化所得的产品。常见的有用酸碱氧化剂等化学试剂氧化淀粉的方法，出于安全等多种因素，这类氧化淀粉多用于工业中，限制了氧化淀粉在食品及医学领域的价值。
本发明以玉米淀粉为原料，采用臭氧氧化的方法对玉米淀粉进行处理，改变了玉米淀粉的结构及理化特性，经过抽滤、干燥、粉碎，制备出变性淀粉。本发明制备的变性淀粉无化学试剂残留，可更好的应用到食品及医药领域中。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种利用臭氧氧化制备变性淀粉的方法，该方法易于控制、操作简单、生产工艺清洁、对环境无污染。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种利用臭氧氧化制备变性淀粉的方法，该方法包括玉米淀粉的浸泡、臭氧氧化、抽滤、干燥、粉碎、过筛得氧化变性淀粉，制备步骤如下：
(1)浸泡：称取玉米淀粉，置于容器中，加水浸泡，其中淀粉与水的质量比为1：5~20，浸泡时间为2~12小时；
(2)玉米淀粉的臭氧氧化：将得到的淀粉乳与臭氧发生器连接，置于臭氧流量为1L/min的条件下进行氧化，氧化时间为5~480min；
(3)抽滤：将步骤(2)制得的淀粉乳用布氏漏斗进行抽滤；
(4)干燥：取出步骤(3)制得的淀粉于40℃干燥48h；
(5)粉碎：将步骤(4)干燥后的淀粉粉碎；
(6)过筛：将步骤(5)得到的粉碎后的变性淀粉过100目筛，即得到变性淀粉。
进一步地，步骤(1)中的水为去离子水或者蒸馏水。
进一步地，步骤(1)中的玉米淀粉为糯性玉米淀粉。
进一步地，步骤(5)中所述粉碎处理采用万能粉碎机粉碎处理。
本发明的有益效果是：
1、本发明提供的制备方法操作简单，生产效率高，成本低，可实现规模化连续生产。
2、本发明提供的制备方法所用到的试剂、材料为常见规格，生产成本低。
3、本发明提供的制备方法生产工艺清洁，无污染、绿色环保，具有明显的经济效益和社会效益。
附图说明
图1 为臭氧氧化玉米淀粉制备工艺流程图。
图2为浓度为5%的淀粉溶液0—480min臭氧氧化处理后制得的变形淀粉的电镜图(a:0;b:5min;c:20min;d:60min;e:120min;f:240min;g:480min)。
图3为浓度为10%的淀粉溶液0—480min臭氧氧化处理后制得的变形淀粉的电镜图(a:0;b:5min;c:20min;d:60min;e:120min;f:240min;g:480min)。
图4为浓度为20%的淀粉溶液0—480min臭氧氧化处理后制得的变形淀粉的电镜图(a:0;b:5min;c:20min;d:60min;e:120min;f:240min;g:480min)。
图5为浓度为5%的淀粉溶液臭氧氧化处理后制得的变形淀粉的偏光十字电镜图(a:0;b:5min;c:20min;d:60min;e:120min;f:240min;g:480min)。
图6为浓度为10%的淀粉溶液臭氧氧化处理后制得的变形淀粉的偏光十字电镜图(a:0;b:5min;c:20min;d:60min;e:120min;f:240min;g:480min)。
图7为浓度为20%的淀粉溶液臭氧氧化处理后制得的变形淀粉的偏光十字电镜图(a:0;b:5min;c:20min;d:60min;e:120min;f:240min;g:480min)。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
实施例1
(1)浸泡：称取玉米淀粉，置于容器中，加水浸泡，其中淀粉与水的质量比为1：5，浸泡时间为2小时；
(2)玉米淀粉的臭氧氧化：将得到的淀粉乳与臭氧发生器连接，置于臭氧流量为1L/min的条件下进行氧化，氧化时间为5~480min；
(3)抽滤：将步骤(2)制得的淀粉乳用布氏漏斗进行抽滤；
(4)干燥：取出步骤(3)制得的淀粉于40℃干燥48h；
(5)粉碎：将步骤(4)干燥后的淀粉粉碎；
(6)过筛：将步骤(5)得到的粉碎后的变性淀粉过100目筛，即得到变性淀粉。
实施例2
1)浸泡：称取玉米淀粉，置于容器中，加水浸泡，其中淀粉与水的质量比为1：10，浸泡时间为2小时；
(2)玉米淀粉的臭氧氧化：将得到的淀粉乳与臭氧发生器连接，置于臭氧流量为1L/min的条件下进行氧化，氧化时间为5~480min；
(3)抽滤：将步骤(2)制得的淀粉乳用布氏漏斗进行抽滤；
(4)干燥：取出步骤(3)制得的淀粉于40℃干燥48h；
(5)粉碎：将步骤(4)干燥后的淀粉粉碎；
(6)过筛：将步骤(5)得到的粉碎后的变性淀粉过100目筛，即得到变性淀粉。
实施例3
1)浸泡：称取玉米淀粉，置于容器中，加水浸泡，其中淀粉与水的质量比为1：20，浸泡时间为2小时；
(2)玉米淀粉的臭氧氧化：将得到的淀粉乳与臭氧发生器连接，置于臭氧流量为1L/min的条件下进行氧化，氧化时间为5~480min；
(3)抽滤：将步骤(2)制得的淀粉乳用布氏漏斗进行抽滤；
(4)干燥：取出步骤(3)制得的淀粉于40℃干燥48h；
(5)粉碎：将步骤(4)干燥后的淀粉粉碎；
(6)过筛：将步骤(5)得到的粉碎后的变性淀粉过100目筛，即得到变性淀粉。
实验数据：
本发明以玉米淀粉为原料，分别制备浓度为5％、10％、20％的玉米淀粉溶液。用臭氧流量（1L/min）、处理时间（0，5，20，60，120，240，480min）对玉米淀粉溶液进行臭氧氧化处理。
（1）实验结果表明氧化后氧化淀粉的含水量相差不大。氧化后淀粉的水分含量如表1所示：
表1氧化后淀粉的水分含量
（2）实验结果表明氧化淀粉的浊度起初随时间的增加而变大，且在前五天内增加的较迅速，均增加了0.5左右，14天后浊度基本不变趋于一定值，4℃贮藏13天时浊度值达到最低，14天以后至21天基本保持不变，说明氧化淀粉具有一定的稳定性，可以用于食品添加剂。
表2 浓度为5%的淀粉乳氧化后的浊度
表3 浓度为10%的淀粉乳氧化后的浊度
表4 浓度为20%的淀粉乳氧化后的浊度
（3）用偏光显微镜观察可知，随着氧化时间增加，淀粉颗粒偏光十字逐渐模糊，部分淀粉小颗粒偏光十字消失。氧化处理对玉米淀粉颗粒偏光性质有重要影响, 长时间臭氧氧化处理导致淀粉颗粒偏光性质减弱，且部分颗粒偏光十字消失，但偏光十字消失不十分彻底，可能由于淀粉颗粒改性原理不同所致，请参见图5-图7。
（4）测其热特性质用DSC扫描发现相同浓度淀粉在不同的氧化时间下，氧化时间越长，氧化淀粉的第一次糊化温度越高，焓值变化较小。由于淀粉的结晶结构的紧密程度以及淀粉的颗粒结构有关，其淀粉的分子量越大、颗粒结构越完整、颗粒崩解的温度越高。说明氧化时间越久淀粉的分子结构比较紧密，分子量较大，因此颗粒崩解的温度较高，而氧化时间短的淀粉相反。
表5浓度为5%的淀粉乳氧化后的热特性
表6 浓度为10%的淀粉乳氧化后的热特性
表7 浓度为20%的淀粉乳氧化后的热特性
（5）用电子扫描显微镜观察氧化后淀粉的微观结可以看出，天然玉米淀粉颗粒表面孔洞数目少，而且孔洞直径小。而氧化后淀粉颗粒表面孔洞增多、孔洞变大, 淀粉颗粒表面破坏越明显, 说明氧化时间对玉米淀粉颗粒形态有重要影响, 淀粉颗粒表面形态变化与氧化时间成正相关性，请参见图2-图4。
Claims (4)
1.一种利用臭氧氧化制备变性淀粉的方法，其特征在于：制备步骤如下：
(1)浸泡：称取玉米淀粉，置于容器中，加水浸泡，其中淀粉与水的质量比为1：5~20，浸泡时间为2~12小时；
(2)玉米淀粉的臭氧氧化：将得到的淀粉乳与臭氧发生器连接，置于臭氧流量为1L/min的条件下进行氧化，氧化时间为5~480min；
(3)抽滤：将步骤(2)制得的淀粉乳用布氏漏斗进行抽滤；
(4)干燥：取出步骤(3)制得的淀粉于40℃干燥48h；
(5)粉碎：将步骤(4)干燥后的淀粉粉碎；
(6)过筛：将步骤(5)得到的粉碎后的变性淀粉过100目筛，即得到变性淀粉。
2.根据权利要求1所述的利用臭氧氧化制备变性淀粉的方法，其特征在于：步骤(1)中的水为去离子水或者蒸馏水。
3.根据权利要求1所述的利用臭氧氧化制备变性淀粉的方法，其特征在于：步骤(1)中的玉米淀粉为糯性玉米淀粉。
4.根据权利要求1所述的利用臭氧氧化制备变性淀粉的方法，其特征在于：步骤(5)中所述粉碎处理采用万能粉碎机粉碎处理。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190830 |
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