[发明专利]一种物理改性淀粉及其制备方法

说明书

本发明涉及一种物理改性淀粉的制备方法，其特征在于：采用淀粉与纤维质量比按99:1与80:20范围内混合均匀，粉体质量百分比为0.05％～0.5％的碱金属盐配制成5％水溶液，碱金属水溶液喷雾加入粉体中，静置平衡，干燥粉碎过筛，在100℃～150℃热风气流下处理1～5小时得成品。该物理改性淀粉及其制备方法通过高温处理改变淀粉分子结构、改善淀粉的流变性质，使淀粉的耐加工性能达到了化学改性淀粉相同的水平，并满足食品体系的应用，可在所有食品环境体系中代替化学改性淀粉起到增稠保水作用。

技术领域

本发明涉及食用变性淀粉技术领域，具体为一种物理改性淀粉及其制备方法。

背景技术

淀粉作为一种天然的高分子化合物，因其具有产量大，价格低廉、对环境无害等优点，成为一种被广泛使用在食品、纺织、化工、医药等多个领域的绿色原材料。但原淀粉普遍具有易老化、糊液不稳定等缺点，导致使用受到了极大的局限性。为改善淀粉的性能以及扩大其应用范围，通常采取在淀粉固有特性的基础上，进行化学方法的处理，接上某些化学基团，从而改变淀粉的天然性质，增加功能性，使其更适合于某一些特定方面的应用要求。但随着生活水平的提高，人们越来越注重食品的安全和卫生问题，选择配料表中食品添加剂含量少的产品将成为一种趋势。因此如何在不采用化学改性方式，无需在淀粉分子结构上增加化学基团的基础上使其具备化学改性淀粉的功能特性，是使淀粉同时具备功能性和安全性的重要基础。

目前国内外不少相关学者都在致力于研究物理改性对淀粉性能影响的研究。通过机械作用来改善淀粉的物理化学性能已取得一些成效，黄祖强等在“玉米淀粉的机械效果分析”(黄祖强，胡华宇，童张法等.玉米淀粉的机械效果分析[J].化学工程，2006,34(10)：51～54)中采用玉米淀粉为原料，搅拌球磨机对其进行活化，并对机械活化对玉米淀粉溶解度、冻融稳定性、结晶结构、表观粘度等影响进行了评价，结果显示，搅拌球磨机产生的机械活化使玉米淀粉结晶度降低，结晶结构受到破坏，3h内使玉米淀粉由多晶态转变成非晶态，机械活化使玉米淀粉糊化温度降低，冷水溶解度提高，表观粘度下降，玉米淀粉糊的剪切稀化现象也有所降低。汪树生等“湿热处理对玉米淀粉慢消化组分的影响”(汪树生，高楠楠，苏玉春等.湿热处理对玉米淀粉慢消化组分的影响[J].粮食与饲料工业，2012(12)：106～109)中通过对玉米淀粉进行处理，研究了处理条件对其慢消化组分含量的影响，结果表明：湿热处理过程中的温度、初始含水量和处理时间对玉米淀粉慢消化组分的形成均有明显的作用，影响的大小依次为：处理温度、处理时间、初始含水量。Gunaratne等在“湿热处理对根类淀粉的结构和物化性之道影响”(A Gunaratne,R Hoover.Effect of heat～moisturetreatment on the structure and physicochemical properties of tuber and rootstarches[J].Carbohydrate Polymers.2002,49(4):425～437)中采用湿热法处理各项淀粉，探索其对淀粉、结晶度、分子量、凝胶化线性等各项性能的影响，结果表明：湿热处理过程使部分淀粉结晶结构发生破坏，在无定形区分子链出现断裂、凝胶化温度升高。Chiu等人在“热抑制非预糊化淀粉及面粉的制备”(Chiu,C.W.；Schiemeyer,E.；Thomas,D.J.etc.Thermally inhibited non～pregelatinized granular starches and floursand process for their preparation.U.S.Patent 5932017,1999)研究中发现，在120～180℃之间用干热处理淀粉6～20h，会使得淀粉糊化后的粘度增加，且降落值减少。Chung等人在“少量黄原胶的加入对交联米淀粉与磷酸盐在干热情况下性能的影响”(Chung,Hyun～Jung.Effect of minor addition of xanthan on crosslinking of rice starches bydry heating with phosphate salts[J].Journal of Applied Polymer Science,2007(105):2280～2286.)中将45℃烘干至水分含量10％以下的黄原胶与蜡质大米淀粉和非蜡质大米淀粉的混合物在130℃条件下干热2h，发现蜡质大米淀粉比非蜡质大米淀粉更易在干热条件下变性，且经黄原胶干热处理后其糊化焓下降，相变初温升高。总言之，虽然传统的热处理方法适用于所有类型的淀粉，但是每种类型的淀粉所需的条件变化很大。例如蜡质淀粉通常需要高温、长时间反应和初始高pH值来进行抑制反应。此种方式会导致淀粉产品的着色，与未经处理的原淀粉相比，处理过后的淀粉白度会明显降低，这是传统热处理的高温、长反应时间和初始高pH值共同作用所致。同时传统热处理条件获得的淀粉在酸、碱、剪切条件下往往显示出粘度不稳定行为，在酸性情况下，这种淀粉通常会随时间降解，这对于食品保质期、产品外观、质量和客户认可度都有很大影响。另外，在蒸煮过程和同时施加剪切力的情况下，淀粉颗粒会严重破碎，进而导致粘度的降低。