[發明專利]一種納米淀粉制備方法

在審

• 申請號: 201911153919.3
• 申請日: 2019-11-25
• 公開（公告）號: CN110845746A
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發明（設計）人: 郭東偉;朱傳昊;李津原;張思亮;宋志偉
• 申請（專利權）人: 西北農林科技大學
• 主分類號: C08J3/12
• 分類號: C08J3/12;C08B31/06
• 代理公司: 西安匠成知識產權代理事務所(普通合伙) 61255
• 代理人: 商宇科

本發明涉及一種納米淀粉制備方法。該方法包括以下步驟：1)配制淀粉懸浮液，2)淀粉懸浮液預熱；3)對淀粉懸浮液進行超聲波反應；4)將淀粉懸浮液冷卻至室溫；5)在懸浮液中加入碳酸鈉固體，直至溶液呈中性；6)將懸浮液通過濾紙過濾，收集濾液；7)對濾液離心收集沉淀；8)將沉淀凍干處理得到納米淀粉顆粒。本發明制備納米淀粉更加快速、高效且成本低。

技術領域

本發明涉及生物技術領域，尤其是一種納米淀粉制備方法。

背景技術

淀粉是一種來源豐富、廉價、無毒、自然可再生、可降解的生物聚合物，由植物生產，作為儲存能量的來源。大多數天然淀粉顆粒在加工品質上存在局限性，如對加工條件的耐受性差和加工后功能性能。將天然淀粉作為前體物質制成納米級淀粉受到廣泛的關注。納米粒子是指至少一維尺寸小于1微米，但大于單個分子或原子的粒子。由于納米粒子體積小、表面體積比大，它們表現出不同于前體材料的特殊性質，如減少光散射、高穩定性和溶解度、高生物屏障穿透率。將天然淀粉加工成納米淀粉顆粒大大增加其可利用性和利用的廣泛性，如應用于食品包裝、塑料填料、心血管疾病的診斷和治療以及藥物輸送等領域，所以高效的納米淀粉顆粒制備方法對我國淀粉工業的發展具有重大意義。

根據參考文獻，目前的納米淀粉制備方法主要由酸水解法和物理處理法。但均存在缺陷，無法高效用于工業生產，這極大地限制了納米淀粉的制備和應用。

現有的納米淀粉顆粒制備方法:

1、酸水解法。

酸水解法是一種最常用的方法，這種方法需要將天然淀粉分散在強酸中形成懸浮液，一般使用1-5M的硫酸或2-10M的鹽酸，然后使用磁力攪拌器連續攪拌，持續1-2周。這種方法成本低，對儀器要求不高，但是耗時長，并且加工時產生難聞刺激性氣體，污染環境，產率低,不適宜大規模生產。

2、物理處理法。

物理處理法一般包括高壓勻漿技術、超聲波處理法、γ輻射法。

超聲波法：將1.5-2wt％淀粉水懸浮液在20000-40000赫茲下超聲(由儀器的功率決定)，一般75min后可以將天然粉顆粒處理成納米級水平。

高壓勻漿法：將質量分數5wt％淀粉水懸浮液倒入微流勻質器的儲物池中，然后將其以133mL/min速度通過恒壓為207MPa的互動室，再通過埋在冰塊下的不銹鋼盤管冷卻，最后釋放回池中，完成一個周期的循環。制備納米級淀粉顆粒需要多次這樣的循環。

γ輻射法：將混合均勻的淀粉水懸浮液進行以輻射速率14kGy/h強度20kGy的γ射線的照射。利用γ射線照射產生的能水解化學鍵的自由基，得到納米級的淀粉碎片。

上文所述的三種物理處理方法中，高壓勻漿法和γ輻射法的工序以及操作復雜、儀器成本高難以普及，超聲波法儀器使用方便，但每次處理的淀粉量太少，不適合大規模作業。

發明內容

本發明解決了背景技術中傳統制備納米淀粉顆粒技術中耗時長、儀器設備要求高、技術要求高的的技術問題。

本發明的技術解決方案是：本發明為一種納米淀粉制備方法，其特殊之處在于：該方法包括以下步驟：

1)在2-4.5M的硫酸溶液配制質量分數10-25％的淀粉懸浮液，利用磁力攪拌器混合均勻；

2)將淀粉-硫酸懸浮液預熱至30-65℃，預熱過程中保持淀粉懸浮狀態；

3)將懸浮液固定在超聲波細胞破碎儀的變幅桿下，使變幅桿插入頁面3-6cm，將溫度傳感器插入液面，實時監控溫度，開始超聲波反應；

4)超聲反應結束后，將淀粉-硫酸懸浮液冷卻至室溫；

5)向室溫冷卻后的懸浮液中加入碳酸鈉固體，直至溶液呈中性；