[發(fā)明專利]一種低溫堿溶液糊化甘薯粉方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410179621.0
• 申請日: 2014-04-30
• 公開（公告）號: CN103936871A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 田雙起;趙仁勇;王新偉
• 申請（專利權(quán)）人: 河南工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C08B30/12
• 分類號: C08B30/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及到了一種低溫堿溶液糊化甘薯粉方法，屬于生物資源領(lǐng)域，本發(fā)明是一種新型的綠色環(huán)保甘薯粉糊化技術(shù)。

背景技術(shù)

甘薯又名紅薯、紅苕、紅芋、白薯、山芋、番薯、甜薯、地瓜等，屬旋花科，一年生植物。其主要產(chǎn)區(qū)在北緯40°以南，其中甘薯產(chǎn)量的90%在亞洲，我國是甘薯栽培面積最大的國家，占世界甘薯總栽培面積的一半以上，產(chǎn)量居世界首位。甘薯是一種富含淀粉的植物，淀粉含量高達(dá)30%左右，是生產(chǎn)粉絲、變性淀粉、淀粉糖、檸檬酸等產(chǎn)品的工業(yè)原料。并使淀粉適合應(yīng)用于很多領(lǐng)域，如紡織、造紙、醫(yī)藥、食品、建材、輕工、飼料、農(nóng)業(yè)、環(huán)保、生物工程等行業(yè)。傳統(tǒng)的甘薯淀粉糊化方法是當(dāng)?shù)矸垲w粒在水中被加熱到超過其臨界溫度(即糊化溫度)后，淀粉多糖、直鏈淀粉和支鏈淀粉被釋放和被溶解。甘薯粉的糊化溫度一般在80-85℃之間，這種粘性的淀粉糊可看作是糊化膨脹的淀粉顆粒分散在大分子粘性溶液中。如果淀粉糊的濃度足夠，就在冷卻時轉(zhuǎn)換成凝膠，這種凝膠是由糊化的淀粉顆粒被包埋在高聚物再結(jié)晶整合的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中。利用這種傳統(tǒng)的淀粉糊化方法最大的弊端就是要進(jìn)行加熱，從而消耗大量的能量使得甘薯粉糊化成本大大增加。本發(fā)明主要是在低溫條件下，通過NaOH/尿素溶液在助溶劑的作用下對甘薯粉進(jìn)行糊化溶解，氫氧化鈉可滲透到淀粉顆粒以及纖維素的無定型區(qū)和晶格之間，破壞淀粉和纖維素分子間的氫鍵，使晶格間距增大、變形或者發(fā)生破壞，從而提高反應(yīng)效率和反應(yīng)速度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于結(jié)合低溫和堿性溶液對甘薯粉進(jìn)行糊化的雙重優(yōu)點(diǎn)，擬開發(fā)一套新的環(huán)境友好、低能耗的甘薯粉糊化，并對其糊化性能、熱穩(wěn)定性、結(jié)晶結(jié)構(gòu)表征以及粘度和透明度等方面對糊化機(jī)理進(jìn)行研究。本發(fā)明綜合利用甘薯淀粉和甘薯纖維素，將二者進(jìn)行低溫糊化，得到小分子物質(zhì)有利于甘薯粉進(jìn)一步的糖化作用。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種低溫堿溶液糊化甘薯粉方法，其特征在于：將甘薯粉分散在6～10%氫氧化鈉水溶液中，預(yù)冷至-4～0℃，攪拌均勻生成堿性甘薯粉，然后加入預(yù)冷至-4～0℃的3～12%尿素/硫脲水溶液進(jìn)行攪拌混合，能夠得到透明的低溫堿溶液糊化甘薯粉。制備的甘薯粉低溫堿溶液中甘薯粉含量為4～10%，氫氧化鈉的含量為6～10%，尿素/硫脲的含量為3～12%，其余為水。或者將6～10%氫氧化鈉水溶液預(yù)冷至-4～0℃，加入甘薯粉攪拌均勻，生成甘薯粉低溫堿溶液，然后加入預(yù)冷至-4～0℃的3～12%尿素/硫脲水溶液進(jìn)行攪拌混合，生成透明狀甘薯粉低溫堿溶液。制備的甘薯粉低溫堿溶液中甘薯粉含量為4～10%，氫氧化鈉的含量為6～10%，尿素/硫脲的含量為3～12%，其余為水。上述甘薯粉、氫氧化鈉水溶液和尿素/硫脲水溶液的含量在低堿溶液中所占的比例分別為4～10、40～60和40～60。本發(fā)明可用于工業(yè)上利用甘薯粉進(jìn)行生物質(zhì)乙醇生產(chǎn)的預(yù)處理，同時得到的糊化淀粉也可以應(yīng)用于化工利用，制備相關(guān)的生物膜；也可以應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室中甘薯淀粉和甘薯纖維素在低溫條件下溶解的機(jī)理研究。利用堿溶液在低溫條件下制備的糊化甘薯粉也可以應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、化工、食品等領(lǐng)域。與已有的甘薯粉糊化技術(shù)相比，本發(fā)明的創(chuàng)新如下：

本發(fā)明首先采用的原料為甘薯粉，不僅包括了常用的甘薯淀粉，還有甘薯纖維素，二者都是被利用；在低溫條件下利用堿溶液對甘薯粉進(jìn)行糊化，打破了傳統(tǒng)的高溫糊化，大大降低了糊化過程中的耗能，從而降低了糊化成本；在低溫堿溶液中能夠快速實(shí)現(xiàn)甘薯粉的糊化問題，在溶解過程中糊化溫度條件溫和，通常在1～6分鐘能夠完成糊化過程；糊化甘薯粉比較完全，通常溶解度都能達(dá)到100%，無其他苛刻反應(yīng)條件，對設(shè)備沒有特殊要求，有利于進(jìn)行工業(yè)化。本發(fā)明以氫氧化鈉、尿素和硫脲作為糊化劑，價格便宜，操作簡單，且糊化溶解和再生都是物理過程，沒有涉及到化學(xué)反應(yīng)，廢液利于回收再利用。

具體實(shí)施方式：

結(jié)合以下具體實(shí)例對本發(fā)明具體技術(shù)方案作進(jìn)一步說明：

實(shí)施例1

取甘薯粉16g，加入到100?mL6%氫氧化鈉溶液中，攪拌5?分鐘，在冰箱中預(yù)冷至0℃以下，取出后攪拌均勻，加入100?mL預(yù)冷至4℃左右5%的尿素/硫脲水溶液，進(jìn)行攪拌能夠快速得到透明的甘薯粉糊化溶液，糊化甘薯粉的時間在6分鐘以內(nèi)，可以高效快速糊化甘薯粉，制備的甘薯粉糊化液中，甘薯粉含量為8%，氫氧化鈉含量為6%，尿素/硫脲含量為5%，其余為水。

實(shí)施例2