專利名稱：一種利用脈沖電場制備非晶顆粒態(tài)淀粉的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種非晶顆粒態(tài)淀粉的制備方法，特別涉及一種采用高強脈 沖電場處理淀粉乳制備非晶顆粒態(tài)淀粉的方法。
背景技術(shù)：
目前，盡管淀粉類產(chǎn)品的種類繁多，但從物態(tài)性質(zhì)上都可以把其分成兩 大類，其一是同時具有結(jié)晶性和顆粒性的多晶顆粒態(tài)產(chǎn)品；其二是既不具有 結(jié)晶性又不具有顆粒性的非晶糊化態(tài)產(chǎn)品。處于這兩種物態(tài)的淀粉及變性淀 粉產(chǎn)品雖然己被廣泛地應(yīng)用，但是，它們在結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上還是存在著較大的 不足和缺陷。多晶顆粒態(tài)的淀粉同時具有結(jié)晶性和顆粒性，因而容易進行分 離、純化、脫水、干燥及粉碎等后處理，可以生產(chǎn)高純度的產(chǎn)品以滿足食品、 制藥等行業(yè)的需要；多晶顆粒態(tài)淀粉的缺點在于其含有大量的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，這 些結(jié)晶結(jié)構(gòu)的存在使淀粉顆粒結(jié)構(gòu)不均勻、滲透性差、吸附性低、化學反應(yīng) 活性與生物反應(yīng)活性低、可加工性差，這就直接影響了產(chǎn)品的性能、審隨成 本和應(yīng)用領(lǐng)域。
處于非晶糊化態(tài)的淀粉產(chǎn)品，同時具有非晶性和糊化性，其優(yōu)點在于只 含有非晶結(jié)構(gòu)不含有結(jié)晶結(jié)構(gòu)，所以結(jié)構(gòu)均勻、滲透性好、化學和生物反應(yīng) 活性高、可加工性好、易生物降解和消化吸收；其缺點在于淀粉原有的顆粒 結(jié)構(gòu)已經(jīng)被破壞，這就導(dǎo)致產(chǎn)品難以甚至無法進行分離、純化和干燥，無法 生產(chǎn)高純度的產(chǎn)品，而直接影響該種淀粉產(chǎn)品制造技術(shù)的發(fā)展、產(chǎn)品品種的增加以及應(yīng)用領(lǐng)域的擴展。目前，只有預(yù)糊化淀粉等少數(shù)幾種非晶糊化態(tài)淀 粉產(chǎn)品生產(chǎn)。
非晶顆粒態(tài)淀粉是淀粉在保持顆粒狀態(tài)的情況下，顆粒內(nèi)部的結(jié)晶結(jié)構(gòu) 被破壞而失去晶體性質(zhì)的一種特殊淀粉物態(tài)形式，這種非晶顆粒態(tài)淀粉與晶 體顆粒態(tài)原淀粉相比其化學活性和生物反應(yīng)活性均有明顯提高?，F(xiàn)已公開的 關(guān)于制備非晶顆粒態(tài)淀粉的技術(shù)主要包括l)對淀粉原料進行交聯(lián)改性，然
后進行非晶化處理制備非晶顆粒態(tài)淀粉；2)中國發(fā)明專利200610036220.5 公開了一種用乙醇溶劑制備不含交聯(lián)化學鍵的非晶淀粉顆粒的方法，用乙醇 配制淀粉乳，通過加熱使淀粉顆粒受熱發(fā)生膨脹轉(zhuǎn)化為非晶態(tài)；3)中國發(fā)明 專利申請200710026568.0公布了一種后交聯(lián)法制備結(jié)構(gòu)松散的非晶淀粉顆粒 的方法，使淀粉顆粒受熱或堿作用發(fā)生膨脹轉(zhuǎn)化為非晶態(tài)，然后進行后交聯(lián) 固定化處理；4)中國發(fā)明專利申請200710026569.5公布了一種水相法制備 不含交聯(lián)化學鍵的非晶淀粉顆粒的方法，用水或鹽水配制淀粉乳，通過加熱 或加堿使淀粉顆粒受熱發(fā)生膨脹轉(zhuǎn)化為非晶態(tài)。
脈沖電場處理技術(shù)是近10多年來新興的一種食品綠色加工技術(shù)，主要應(yīng) 用于對液體物料的冷滅菌等。其高強度電場(大于20kV/cm)可直接導(dǎo)致微 生物細胞膜穿孔極化，菌體死亡，其窄脈沖(小于lOOps)和低頻率(小于 1000Hz)可保證處理處于非加熱狀態(tài)。如中國發(fā)明專利ZL01130064.7公布 了一種高壓脈沖電場滅菌方法及其裝置，中國發(fā)明專利ZL02152160.6公布了 脈沖電場滅菌設(shè)備的處理器的設(shè)計方法，中國發(fā)明專利ZL200410077405.1 公布了一種預(yù)極化脈沖電場滅菌方法及其設(shè)備；強電場也被應(yīng)用于其它的食 品工業(yè)處理，如中國專利ZL00260065.X公布了一種采用強電場去除醬油沉淀的裝置，中國發(fā)明專利ZL200410052115.1公布了一種電磁場加速白蘭地酒 橡木陳釀的方法，中國發(fā)明專利申請200710031217.9公開了一種物理場酒類 老熟方法及其裝置。前述這些專利技術(shù)都未涉及到采用強脈沖電場處理制備 非晶顆粒態(tài)淀粉的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于通過釆用強脈沖電場處理淀粉乳，提供一種制備時間 短，環(huán)保、非晶化程度高的非晶顆粒態(tài)淀粉的制備方法。 本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)
一種利用脈沖電場制備非晶顆粒態(tài)淀粉的方法，包括以下步驟
1) 將淀粉與水按質(zhì)量比為1:2 1:10在常溫下混合，攪拌成均勻的淀粉 乳懸浮液；
2) 在調(diào)好的淀粉乳中加入電解質(zhì)，使淀粉乳的電導(dǎo)率為50 2000 |iS/cm;
3) 將淀粉乳泵入脈沖電場處理器中進行非晶化處理；電場場強為40 60kV/cm，脈沖寬度10 10(His，脈沖頻率10 1000Hz，脈沖波形為 平方波，淀粉乳受到脈沖電場處理的時間為1 1000ms;
4) 將非晶化處理后的淀粉乳過濾、干燥；
5) 粉碎、過篩后得成品。
所述的淀粉優(yōu)選為玉米淀粉、木薯淀粉、紅薯淀粉、小麥淀粉或者馬鈴
薯淀粉。
所述的淀粉與水混合攪拌成均勻的淀粉乳懸浮液的時間為0.1 2h。所述的電解質(zhì)為氯化鉀、氯化鈉、磷酸二氫鉀、硫酸鈉、硫酸鉀中的一 種或多種。
所述的將淀粉乳泵入脈沖電場處理器中是采用連續(xù)恒流泵實現(xiàn)。
所述的電場場強優(yōu)選為45 55kV/cm。
步驟(4)和步驟(5)所述處理后淀粉乳過濾、干燥和過篩等工序同常 規(guī)原淀粉生產(chǎn)工藝。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點
(1) 采用脈沖電場法制備非晶顆粒態(tài)淀粉，制備時間短，非晶化時間為 數(shù)秒鐘，大大短于化學法所需要的數(shù)小時的化學反應(yīng)時間；
(2) 在制備過程中避免了加入大量的化學試劑，從而減少了后續(xù)的清洗 和污水治理，屬于綠色清潔加工；
(3) 在低于糊化溫度的條件下進行淀粉非晶化處理，對比于高溫加熱的
方法消耗能量小，獲得的產(chǎn)品非晶化程度高。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。 實施例1
將玉米淀粉與水按1:2質(zhì)量比例混合(共計l.Okg)，攪拌O.lh后，加入 0.015g氯化鈉，攪拌混勻，使淀粉乳的電導(dǎo)率為100MS/cm。用連續(xù)恒流泵將 混勻淀粉乳泵入脈沖電場裝置，同時調(diào)節(jié)電場場強為40kV/cm，脈沖寬度 10|Js，脈沖頻率1000Hz，脈沖波形為平方波，脈沖處理時間為10ms。收集 處理所得淀粉乳過濾，粉碎濾餅，在4(TC的烘箱中干燥到淀粉平衡水分以下。 過120目篩得非晶顆粒態(tài)淀粉產(chǎn)品。所得產(chǎn)品的非晶化率為30%。實施例2
將木薯淀粉與水按l:5質(zhì)量比例混合(共計1.0 kg)，攪拌lh后，加入0.023g 氯化鉀，攪拌混勻，使淀粉乳的電導(dǎo)率為300lJS/cm。用連續(xù)恒流泵將混勻淀 粉乳泵入脈沖電場裝置，同時調(diào)節(jié)電場場強為50kV/cm，脈沖寬度50iJs，脈 沖頻率100Hz，脈沖處理時間為200ms。收集處理所得淀粉乳過濾，粉碎濾 餅，經(jīng)氣流干燥到淀粉平衡水分以下。過IOO目篩得非晶顆粒態(tài)淀粉產(chǎn)品。 所得產(chǎn)品的非晶化率為50%。
實施例3
將紅薯淀粉與水按l:6質(zhì)量比例混合(共計1.0 kg)，攪拌1.5h后，加入 0.032g硫酸鉀，攪拌混勻，使淀粉乳的電導(dǎo)率為500lJS/cm。用連續(xù)恒流泵將 混勻淀粉乳泵入脈沖電場裝置，同時調(diào)節(jié)電場場強為45kV/cm，脈沖寬度 80|Js，脈沖頻率500Hz，脈沖處理時間為300ms。收集處理所得淀粉乳過濾， 粉碎濾餅，經(jīng)滾筒干燥到淀粉平衡水分以下。過IOO目篩得非晶顆粒態(tài)淀粉 產(chǎn)品。所得產(chǎn)品的非晶化率為80%。
實施例4
將小麥淀粉與水按l:8質(zhì)量比例混合(共計1.0 kg)，攪拌1.2h后，加入 0.041g硫酸鈉，攪拌混勻，使淀粉乳的電導(dǎo)率為800iJS/cm。用連續(xù)恒流泵將 混勻淀粉乳泵入脈沖電場裝置，同時調(diào)節(jié)電場場強為55kV/cm，脈沖寬度 30|Js，脈沖頻率800Hz，脈沖處理時間為500ms。收集處理所得淀粉乳過濾，粉碎濾餅，經(jīng)氣流干燥到淀粉平衡水分以下。過120目篩得非晶顆粒態(tài)淀粉 產(chǎn)品。所得產(chǎn)品的非晶化率為90%。
實施例5
將馬鈴薯淀粉與水按1:10質(zhì)量比例混合(共計1.0 kg)，攪拌2h后，加入 0.012g磷酸二氫鉀和0.031g硫酸鈉，攪拌混勻，使淀粉乳的電導(dǎo)率為2000 IJS/cm。用連續(xù)恒流泵將混勻淀粉乳泵入脈沖電場裝置，同時調(diào)節(jié)電場場強 為60kV/cm，脈沖寬度lOO(Js,脈沖頻率300Hz，脈沖處理時間為1000ms。 收集處理所得淀粉乳過濾，粉碎濾餅，在45"C的烘箱中干燥到淀粉平衡水分 以下。過IOO目篩得非晶顆粒態(tài)淀粉產(chǎn)品。所得產(chǎn)品的非晶化率為85%。
權(quán)利要求
1、一種利用脈沖電場制備非晶顆粒態(tài)淀粉的方法，其特征在于包括以下步驟(1)將淀粉與水按質(zhì)量比為1∶2～1∶10在常溫下混合，攪拌成均勻的淀粉乳懸浮液；(2)在調(diào)好的淀粉乳中加入電解質(zhì)，使淀粉乳的電導(dǎo)率為50～2000μS/cm；(3)將淀粉乳泵入脈沖電場處理器中進行非晶化處理；電場場強為40～60kV/cm，脈沖寬度10～100μs，脈沖頻率10～1000Hz，脈沖波形為平方波，淀粉乳受到脈沖電場處理的時間為1～1000ms；(4)將非晶化處理后的淀粉乳過濾、干燥；(5)粉碎、過篩后得成品。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用脈沖電場制備非晶顆粒態(tài)淀粉的方法，其 特征在于所述的淀粉為玉米淀粉、木薯淀粉、紅薯淀粉、小麥淀粉或者馬 鈴薯淀粉。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用脈沖電場制備非晶顆粒態(tài)淀粉的方法，其特征在于所述的淀粉與水攪拌成均勻的淀粉乳懸浮液的時間為0.1 2h。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用脈沖電場制備非晶顆粒態(tài)淀粉的方法，其 特征在于所述的電場場強為45 55kV/cm，脈沖電場處理時間為300-500ms。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用脈沖電場制備非晶顆粒態(tài)淀粉的方法，其特征在于所述的電解質(zhì)為氯化鉀、氯化鈉、磷酸二氫鉀、硫酸鈉中的一種或多種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用脈沖電場制備非晶顆粒態(tài)淀粉的方法，該方法先將淀粉與水在常溫下混合，攪拌成均勻的淀粉乳懸浮液；然后在調(diào)好的淀粉乳中加入電解質(zhì)，使淀粉乳的電導(dǎo)率為50～2000μS/cm；再將淀粉乳泵入脈沖電場處理器中進行非晶化處理；電場場強為40～60kV/cm，脈沖寬度10～100μs，脈沖頻率10～1000Hz，脈沖波形為平方波，淀粉乳受到脈沖電場處理的時間為1～1000ms；最后將非晶化處理后的淀粉乳過濾、干燥、粉碎、過篩后得成品。本發(fā)明利用脈沖電場在低于淀粉糊化溫度的條件下制備非晶顆粒態(tài)淀粉，制備周期短，避免了加入大量化學試劑和高溫加熱的負面影響，產(chǎn)品非晶化程度高。
文檔編號C08J3/12GK101293966SQ20081002898
公開日2008年10月29日 申請日期2008年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月24日
發(fā)明者張本山, 曾新安, 忠 韓 申請人:華南理工大學