[發明專利]生物酶預處理強化變性淀粉改性的方法

無效

• 申請號: 201310016789.5
• 申請日: 2013-01-16
• 公開（公告）號: CN103088086A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 羅志剛;扶雄;羅發興;高群玉
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C12P19/14
• 分類號: C12P19/14
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡茂略

技術領域

本發明主要涉及一種強化變性淀粉改性的方法，具體涉及利用生物技術和物理方法相結合預處理原淀粉的方法。

背景技術

淀粉是一類來源豐富的天然可再生資源，以淀粉為原料制造的高附加值變性淀粉，是淀粉深加工系列產品中最大的一個分支，目前有2000多種產品。由于其若干優良的特性及應用效果，廣泛應用于食品、醫藥、造紙、紡織、飼料、日用化工、石油、環保等領域，對于各行各業降低生產成本、緩解環境問題、提高產品質量和檔次、研制開發新產品起到十分重要的作用。

傳統的變性淀粉生產大都是以原淀粉顆粒為原料進行的非均相反應。然而，由于淀粉顆粒存在多晶系結構，結構致密，使得淀粉在進行非均相化學改性過程中，化學試劑很難滲透到顆粒內部，與淀粉顆粒接觸非常有限，其結果是取代基團通常分布在淀粉顆粒表面或非結晶區，最終造成取代度和反應效率低，取代基團在顆粒上分布不均勻，產品性能不穩定。反應效率是指參與化學反應的試劑與加入試劑的百分比。取代度用平均每個脫水葡萄糖單位中羥基被取代的數量來表示。傳統的方法通過延長反應時間、增加試劑量或采用均相處理如在有機溶劑或離子液體介質中反應等措施來提高淀粉反應效率和變性淀粉穩定性，但這些措施既增加了化學試劑的用量、降低了生產效率、增加了生產成本和環境污染，所得的產品在應用上也受到限制，極大地限制了變性淀粉的發展。

因此，對淀粉原料進行預處理，重組淀粉分子的超分子結構、改變淀粉的聚集態結構、修飾淀粉的形態結構，提高化學試劑與淀粉顆粒的接觸幾率，強化變性淀粉的非均相反應過程，是提高變性淀粉性能、促進變性淀粉發展的有效途徑。

發明內容

本發明的目的在于針對現有變性淀粉生產過程中存在的不足之處，提供一種能使淀粉形成多孔狀，比表面積增加的強化變性淀粉改性的方法。

本發明首先對淀粉進行超聲處理，再采用生物酶水解預處理，以處理后的淀粉為原料制備變性淀粉，其產品反應基團分布均勻、取代度高、質量好，反應效率得到明顯提高，生產成本降低。

本發明的目的通過如下技術方案實現：

生物酶預處理強化變性淀粉改性的方法，包括如下步驟：

（1）淀粉原料用水調成濃度為質量百分比為10～40％，在25～50℃下超聲10～50分鐘，超聲頻率為25千赫茲，超聲功率為40～80瓦，過濾；

（2）將步驟（1）過濾后得到的淀粉用乙酸‐乙酸鈉緩沖液配成質量百分比為15～40％的淀粉乳，并調節pH值為4.0～6.5，加入淀粉酶，用量為10～100u/g干淀粉，在30～50℃溫度下反應0.5～5小時；

所述淀粉原料是木薯、馬鈴薯、甘薯、玉米和小麥中的一種。

所述淀粉酶是α‐淀粉酶、糖化酶、普魯蘭酶中的一種或兩種的混合物。

為了更好地實現本發明，所述第（1）步超聲處理后離心過濾；所述第（2）步加入淀粉酶為兩種時，淀粉酶依次加入；步驟（2）所述的pH通過加入質量百分比濃度為3‐5%稀鹽酸和質量百分比濃度為3‐5%氫氧化鈉溶液調節。

本發明針對現有淀粉化學改性的缺陷，采用超聲處理協同生物酶處理技術預處理活化淀粉顆粒。利用本發明特定參數下的超聲處理技術能一定程度破壞淀粉的結晶結構和聚集態結構，降低淀粉的分子量，但又完整保留淀粉的顆粒結構，為后續特定工藝參數下的生物酶作用提供更多的底物以及酶與淀粉分子接觸的機會，最大限度地活化淀粉。

本發明與現有技術相比，具有如下優點和有益效果：

（1）在酶水解之前采用超聲處理工藝修飾淀粉，提高了酶水解反應的效率，減少了酶用量，降低了成本；

（2）淀粉經過本發明預處理后，顆粒形成多孔狀，其比表面積增加，促進了后續反應試劑進入淀粉顆粒內部反應的機會，有利于取代基團在淀粉顆粒分子上的均勻分布，生產成本降低，反應效率提高10～30％，取代度提高5～40％，同時產品的熱糊和冷糊穩定性得以增強。

具體實施方式

為更好理解本發明，下面結合實施例對本發明做進一步地說明。本發明有許多成功的實施例，下面列舉六個具體的實施例，但是本發明要求保護的范圍并不局限于實施例表示的范圍。

實施例1

第一步馬鈴薯淀粉原料用水調成濃度為質量百分比為40％，在25℃下超聲20分鐘，超聲頻率為25千赫茲，超聲功率為80瓦，離心過濾；