[發明專利]一種變性淀粉納米晶的制備方法

無效

• 申請號: 201310264854.6
• 申請日: 2013-06-28
• 公開（公告）號: CN103333262A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 金征宇;田耀旗;魏本喜;章寶;趙建偉;徐學明;謝正軍;周星
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C08B31/00
• 分類號: C08B31/00;C08B31/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

一種變性淀粉納米晶的制備方法，涉及到超聲波預處理技術和淀粉酶法酯化技術，屬于變性淀粉開發領域。

背景技術

納米顆粒做為一種新型的乳化劑越來越受到人們的重視，納米CaCO₃粉末、納米SiO₂粒子、高齡土、蒙脫土等無機納米顆粒穩定的乳液已在化學、材料學和聚合物科學領域得到了廣泛的應用。但由于這些粒子無機的性質限制了其應用范圍，所以近年來有機納米粒子引起了人們的關注。淀粉是食品、醫藥、化工、紡織等工業中重要的基礎原料，來源的不同導致其顆粒粒徑介于5～100μm之間。粒徑在此范圍的顆粒由于重力的作用不能穩定的吸附至油水界面，乳化能力較差。酸可以將原淀粉的無定形區完全水解，殘留對酸有抗性的部分為結晶區，其大小10～100nm，可以較穩定的吸附至油水界面。

淀粉由葡萄糖通過α-1，4和α-1，6糖苷鍵連接構成，每個葡萄糖分子上有三個剩余的羥基，導致淀粉酸解的剩余結晶具有較強的親水性，不能穩定的吸附至油水界面。通過疏水基團取代納米晶表面的羥基將改善其親水性，從而使其可以穩定的吸附至油水界面。辛烯基琥珀酸酐改性淀粉因其較佳的乳化性能而普遍被人們接受，但由于其碳鏈較短，要想得到較好的乳化性，必須適當提高其取代度；若碳鏈太長，由于空間位阻將導致淀粉變性時的反應效率和取代度較低。十二烯基琥珀酸酐是一種具有適宜碳鏈長度的酸酐，使用此變性劑對淀粉納米晶進行酶法表面改性，以保留納米晶的顆粒狀態，制得一種具有高乳化性能的顆粒乳化劑。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高乳化性能和穩定性能顆粒乳化劑的制備方法，提高淀粉附加值。

本發明的技術方案為：

一種變性淀粉納米晶的制備方法，以蠟質大米淀粉為原料，利用稀硫酸限制性水解原淀粉顆粒制備淀粉納米晶，并以十二烯基琥珀酸酐為改性劑，采用脂肪酶法對該淀粉納米晶進行表面疏水改性，制備得到十二烯基琥珀酸改性淀粉納米晶。

本發明的具體步驟包括：

(1)淀粉預處理：

配制2～4M的硫酸溶液，加入10％～20％的蠟質大米淀粉，攪拌均勻后置于超聲波細胞粉碎機內進行超聲波處理；

(2)淀粉限制性降解：

將超聲波處理后的淀粉乳置于30～40℃的恒溫水浴中，攪拌，離心分離所得納米晶，水洗直至上清液呈中性，將其分散于水中，凍干得納米晶粉末；

(3)十二烯基琥珀酸酐表面改性淀粉納米晶的制備：

將十二烯基琥珀酸酐溶于無水乙醇中，使其體積分數為30％～50％，加入10％～20％的步驟(2)獲得的淀粉納米晶，超聲分散1～2h后添加分子篩和2‰～5‰的脂肪酶，置于35～55℃水浴條件下以100～200rpm進行攪拌，反應24～48h，過濾除去分子篩和酶，洗滌，干燥。

優選的，所述的步驟(1)中，超聲波處理條件為：超聲波處理功率為400～600W，25℃以下，每次作用時間30s，間隔30s，處理時間為50～60min。

優選的，所述的步驟(2)中，攪拌條件為：以100～200rpm的速度攪拌72～96h。

優選的，所述的步驟(2)中獲得的淀粉納米晶由聚合度DP＝10～18和DP＝21～33兩種分布范圍的糊精組成。

優選的，所述的步驟(3)中，過濾出去分子篩和酶后，以80％～90％的乙醇洗滌三次以上，然后40℃下真空干燥。

本發明的另一目的在于提供一種變性淀粉納米晶，具有高乳化性能和穩定性能顆粒乳化劑，提高淀粉附加值。

本發明的技術方案：

一種變性淀粉納米晶，由上述的方法制備而成。

優選的，所述的變性淀粉納米晶的取代度為0.079～0.178。

優選的，所述的變性淀粉納米晶具有高乳化能力，水與甲苯以1∶1的體積比混合，添加一定質量分數的表面改性淀粉納米晶，采用Ultra?Turrax?T20(IKA)在13500rpm條件下均質3min后置于量筒，量取乳化層與液體的總高度，乳化能力表示為乳化層占液體總高度百分數，其乳化能力達76％。

優選的，所述的變性淀粉納米晶具有高乳化穩定性，乳化穩定性采用激光粒度測定儀測定放置前后乳液的粒徑分布，室溫下放置四個月后(添加0.2％疊氮鈉抑菌)，乳液的粒徑分布無顯著變化，中位徑D₅₀為55μm。

本發明的有益效果：

(1)納米晶為淀粉限制性水解后的產物，屬有機納米粒子，擴大了顆粒乳化劑的應用范圍。