[發明專利]一種氧化改性淀粉納米晶的制備方法

有效

• 申請號: 201610163170.0
• 申請日: 2016-03-22
• 公開（公告）號: CN105777918B
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發明（設計）人: 林親錄;肖華西;白婕;王素燕;張琳;許東;丁玉琴;盧錕;楊英;吳偉
• 申請（專利權）人: 中南林業科技大學
• 主分類號: C08B31/18
• 分類號: C08B31/18;C08B31/06
• 代理公司: 長沙星耀專利事務所(普通合伙) 43205
• 代理人: 張慧;趙靜華

一種氧化改性淀粉納米晶的制備方法，包括以下步驟：（1）淀粉納米晶的制備；（2）超聲波對淀粉納米晶在水相中的充分分散；（3）氧化淀粉納米晶的制備。本發明之氧化改性的大米淀粉納米晶，在水中的溶解性較好，自團聚降低，能在水中均勻地分散。受熱條件下會解聚而不是膨脹融解，易溶于水；酶水解率降低。本發明之大米淀粉粒徑達到納米級別，在水相中分散性好，不易團聚，產品具有很強的表面吸附力，且易生物降解，綠色環保。

技術領域

本發明涉及一種氧化改性淀粉納米晶的制備方法，涉及到超聲波預處理技術和水相淀粉納米晶氧化技術。

背景技術

我國是世界上最大的大米生產國和消費國，全國65%以上的人口以大米為主食，但我國的儲糧損耗率高達10％，比發達國家高出約9％，每年因儲存不當造成的糧食損失高達2400萬噸，給國家財政和糧庫帶來巨大的損失。因此，必須盡快建立糧食轉化體系，提高糧食的利用價值和附加值，促進我國糧食生產的可持續發展。

大米的主要成分是淀粉（占80%以上），與其他谷物淀粉顆粒比較，大米淀粉顆粒非常小（粒徑3-5微米），其他谷物如玉米、小麥等淀粉顆粒粒徑大多在15微米以上。淀粉顆粒一般由直鏈淀粉和支鏈淀粉組成，具有半結晶結構的直鏈淀粉是無定形區域的主要成分，而結晶區域則主要由支鏈淀粉形成，淀粉顆粒經酸溫和水解后, 其中的無定形部分被除去，從而得到結晶度較高的納米尺度顆粒，即淀粉納米晶。淀粉納米晶作為一種功能變性淀粉，具有可再生、可降解、密度小、生產能耗低等優點。

天然淀粉的顆粒粒徑都比較大，由于重力作用，在液體中不能穩定分散，而是產生沉淀作用。通過酸解生產的淀粉納米晶，由于淀粉納米顆粒表面能量處于不穩定狀態，顆粒很容易由于氫鍵和范德華力的作用產生團聚現象。在水相中，表面具有極性的淀粉納米晶極易團聚，需借助超聲波幫助分散；而在非極性溶劑中，淀粉納米晶的分散性更差，因而限制了淀粉納米晶的廣泛應用。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，克服現有技術的不足，提供一種氧化改性淀粉納米晶的制備方法，所得氧化改性淀粉納米晶在水中的溶解性較好，自團聚降低，能在水中均勻地分散。

本發明解決其技術問題采用的技術方案是，一種氧化改性淀粉納米晶的制備方法，采用超高壓均質和硫酸酸解相結合的方法制備成大米淀粉納米晶，然后將大米淀粉納米晶通過超聲波處理分散于水相介質中，在水相介質中通過氧化試劑與淀粉納米晶表面的外伸羥基反應，即成。應用超聲波預處理技術和水相淀粉納米晶氧化技術來制備改性大米淀粉納米晶，提高淀粉附加值。

其具體包括以下步驟：

（1）淀粉納米晶的制備：將大米淀粉漿液在190-220 MPa均質壓力下，按均質速率30-50 ml/min進行均質處理，然后將均質后的大米淀粉液在－40℃～－60℃下冷凍干燥1-3天，得大米淀粉；再將大米淀粉加入到裝有濃度為3.10-3.20 mol/L硫酸溶液的圓底燒瓶中，其中大米淀粉質量為硫酸溶液體積的14.0-15.0%（g/ml），將燒瓶放入38-42℃的恒溫水浴鍋里，保持90-110r/min的均勻攪拌速度；將大米淀粉與硫酸反應5-7天后，將反應產物用去離子水反復離心水洗至呈中性，在－40℃～－60℃下冷凍干燥1-3天，得大米淀粉納米晶；

（2）超聲波對淀粉納米晶在水相中的充分分散：將步驟（1）所得大米淀粉納米晶和水按10%-15%質量比混合, 在20-30℃水浴條件下，用200-400W超聲波振蕩并攪拌20-40分鐘，得到充分分散的大米淀粉納米晶水相懸浮液；