[发明专利]干法机械力诱导酯化反应制备辛烯基琥珀酸淀粉酯及应用

说明书

技术领域

本发明属于淀粉制备技术领域，具体涉及一种干法机械力诱导酯化反应制备辛烯基琥珀酸淀粉酯及应用。

背景技术

辛烯基琥珀酸淀粉酯(OSAstarch)通常是淀粉在弱碱性条件下与辛烯基琥珀酸酐(OSA)发生酯化反应得到的产物。美国食品及药物管理局(FDA)允许使用于食品的淀粉烯基琥珀酸淀粉酯只有辛烯基琥珀酸淀粉酯。

根据加工过程湿分的比例，目前国内外制备辛烯基琥珀酸淀粉酯的方法有湿法和干法两种，其中湿法是将淀粉分散于水或有机溶剂中，配成一定浓度的淀粉乳(25％-45％)，加入碱液(碱性有机溶剂或无机碱溶液)调淀粉乳的pH至8-9,在一定温度下向淀粉乳中缓慢加入OSA,并添加碱液维持反应体系的微碱性,反应一定时间后用酸中和，经洗涤、干燥后得产品。湿法包括水相法和有机相法。水相法(Zhangetal,2013；宋晓燕等，2008；)反应均匀但辛烯基琥珀酸酐不溶于水，需采用乳化剂增加反应速率，同时存在副反应，增加了此方法的安全隐患。有机相法(卢华等，2009)反应效率高但生产成本高，对环境污染大，且所得产品不适合用于食品或化妆品中。干法反应制备辛烯基琥珀酸淀粉酯(黄强，2008；柳志强等，2003)是将淀粉与一定量的碱溶液(如磷酸钠、碳酸钠等)混合，再将淀粉处理至水分质量分数为15％-25％，然后喷入酸酐，混匀后进行反应。为了提高反应效率和酯化效果，可利用微波辅助、机械力辅助和超声波辅助等方法。机械活化是指固体物质在摩擦、碰撞、冲击、剪切等机械力作用下，使晶体结构及物化性能发生改变，化学活性增加的过程(张正茂，2007)。现有的对淀粉进行干法机械活化的方法有球磨法(胡飞等，2002；Huangetal.，2007)和气流粉碎法(吴俊，2008)。由于球磨法可在低转速下长时间对淀粉进行挤压、磨擦作用，其活化效果优于气流粉碎，因此目前大多采用球磨法制备机械活化淀粉(史俊丽，2006)。干法的优点是生产工艺相对简单，生产成本相对较低，对环境污染少。

机械力辅助干法制备辛烯基琥珀酸淀粉酯的工艺有先对淀粉进行机械活化再酯化和先酯化再机械活化两种方法。这两种方法均存在反应不均匀，容易发生局部过度反应，机械力强度不够，反应时间较长的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服现有机械力辅助干法制备辛烯基琥珀酸淀粉酯中的缺陷，提供一种新型干法机械力诱导淀粉酯化反应制备辛烯基琥珀酸淀粉酯的方法及该方法在食品制作中应用的方法，以达到简便、安全和环保目的。

本发明采用干法机械活化与酯化反应同时进行，采用球磨或雷蒙磨法进行机械活化，碱液添加采用喷洒的方式与淀粉进行混合，且配料混合为二次混合配料的方法制备辛烯基琥珀酸淀粉酯。

本发明通过下列技术方案实现：

一种干法机械力诱导酯化反应制备辛烯基琥珀酸淀粉酯的方法，包括如下步骤：

(1)以淀粉为原料，与NaOH溶液、辛烯基琥珀酸酐配料混合，再研磨反应制得；

(2)步骤(1)所述配料混合为二次混合法配料法，即将浓度为4％的NaOH溶液与辛烯基琥珀酸酐以质量比为1:3-1:7混合，得到碱性辛烯基琥珀酸酐溶液，将其与淀粉以1:0.06-1:0.45的比例喷洒到淀粉上，搅拌混匀，得到混合物A，再将混合物A与淀粉以质量比为1:2-4进行二次搅拌混匀，得到混合物料B；

(3)将步骤(2)所得的混合物料B放入球磨罐中，其中淀粉与磨球的质量比为1:1-1:3，磨球粒径的配比为直径6mm的与直径3mm比例为7:3，球磨机的转速不低于300r/min，研磨温度为20-60℃，研磨时间为0.1-50h，得到微细酯化淀粉；或将混合物料置于雷蒙磨中，调整主机转速为100-160r/min,使雷蒙磨的离心力控制在1000-10000牛顿(N)，研磨温度为20-60℃，研磨时间为0.1-1h，得到微细化酯化淀粉。

本发明的辛烯基琥珀酸淀粉酯可应用在低脂奶油和冰激凌制品中。

本发明的技术原理是：