专利名称：一种双频超声辅助酸水解加工多孔淀粉的方法
技术领域：
本发明涉及一种双频超声辅助酸水解加工多孔淀粉的方法，属于变性淀粉的加工领域。
背景技术：
多孔淀粉又称微孔淀粉，是指经人工方法处理而使颗粒呈现多孔状的淀粉，是一种新型的变性淀粉。多孔淀粉的理化性质由颗粒结构决定，经改性处理制得的多孔淀粉颗粒，其基本性能不发生显著性改变，继承了生淀粉的良好生物相容性、无毒、可生物降解等性质。但与天然淀粉相比，多孔淀粉具有更大的孔隙率；更大的比表面积，堆积密度、颗粒密度低；良好的吸水吸油能力；干燥状态下良好的机械强度；分散在水及其他溶剂中能保持明显的结构完整性；加工过程安全、无毒、使用剂量不受限制。因而多孔淀粉被广泛应用于食品、医药卫生、农业、造纸、印刷、化妆品、洗涤剂等行业。目前多孔淀粉的生产方法主要有以下几种:物理方法，如超声波处理、机械撞击、喷雾、醇变性；生物方法，如酶法；化学方法，如酸法。其中最为常见且应用最多的为酶法，但是在生产过程中，酶易变性失活，并且反应速率慢、反应时间长，此外酶的价格较高，其生产成本也较高。酸法因反应速率较慢，随机性强，不易形成孔状结构，目前停留在试验阶段，但与酶法生产相比，有较大的价格优势。超声波是一种在弹性介质中的机械振荡。超声具有热效应、机械效应和空化效应。研究发现，超声波作用于淀粉后，可以明显加快反应速率，同时可以使淀粉颗粒的表面出现程度不同的蜂窝状凹陷和小孔。在超声技术研究中绝大多数采用单频超声，但单频超声较易产生驻波，使空化事件减少。双频超声同时辐射能显著地增加空化效果，减少驻波所造成的死角，其声空化产额远大于单频超声，因此采用双频超声辅助酸水解制备多孔淀粉可以弥补单独采用酸法的不足，大大加快淀粉水解的速率，缩短生产周期，降低生产成本。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足之处，提供一种多孔淀粉的加工方法，该方法以不同种淀粉为原料，利用双频超声辅助盐酸水解，制得多孔淀粉。本发明实现目的的技术方案是:(I)淀粉乳的配制:以淀粉为原料，用一定浓度的盐酸溶液制成淀粉乳；(2)超声协同酸解处理:将淀粉乳置于双频超声反应器中进行超声处理，控制反应温度、超声功率、超声频率和反应时间，并用电动搅拌器不断搅拌；(3)离心:反应完后的淀粉乳用饱和碳酸钠溶液调pH值至中性，并进行离心分离；(4)水洗:固形物用水洗涤，去除残留 的氯化钠和碳酸钠，再离心洗涤，直至洗涤液呈中性为止；(5)干燥:固形物经过恒温热风干燥，即得多孔淀粉产品。
而且，所述步骤(I)中原料淀粉为玉米淀粉、红薯淀粉、绿豆淀粉、鹰嘴豆淀粉或豌豆淀粉。而且，所述步骤(I)中的淀粉乳浓度为20% 50% (w/w)，盐酸溶液浓度为2% 8%。而且，所述步骤(2)中的反应温度为30 60°C，双频超声功率为300 800W，双频超声频率分别为20kHz 40kHz和40kHz 60kHz、20kHz 40kHz和60kHz 80kHz、40kHz 60kHz和60kHz 80kHz，反应时间为2 IOh。而且，所述步骤(3)中溶液中和后pH值为6 7。而且，所述步骤(5)中干燥温度为40 50°C。而且，将原料淀粉全部利用，多孔淀粉的得率>80%，并且孔深且密，孔径比较均匀，孔的容积占颗粒体积的70%以上，吸附性强。
本发明的有益效果和优点是:1.本发明采用双频超声辅助酸水解加工多孔淀粉，相比于酶法加工多孔淀粉，大大降低了生产成本，有较高的价格优势，并且克服了生产过程中酶易变性失活，反应速率慢、反应时间长等缺点。2.本发明采用双频超声辅助酸水解加工多孔淀粉，弥补了单独采用酸法反应速率较慢，随机性强等不足之处，大大缩短了生产周期，加快了淀粉的水解速率。3.本发明采用双频超声同时辐射能显著地增加空化效果，减少驻波所造成的死角，其声空化产额远大于单频超声，从而使超声波技术得到更高效的利用。4.本发明采用双频超声辅助酸水解所制得的多孔淀粉，孔深且密，孔径比较均匀，孔的容积占颗粒体积的70%以上，吸附性强。
本发明的加工工艺流程见附图。
具体实施例方式下面结合附图详细叙述本发明的实施例，需要说明的是，本实施例是叙述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。实施例1称取300g玉米淀粉，用700ml4%浓度的盐酸溶液制成30%的淀粉乳溶液，置于双频超声波反应器中，在35°C水浴、超声功率800W、超声频率25kHz和50kHz作用下不断搅拌反应3h，反应完后，用饱和碳酸钠溶液中和，调pH值至中性，3000r/min下离心20min，将上清液与沉淀分开，沉淀反复用水洗涤除去残留的氯化钠和碳酸钠，再次离心，取沉淀物于40°C烘箱中干燥，研磨成粉末，即得多孔淀粉产品。实施例2称取350g红薯淀粉，用650ml3%浓度的盐酸溶液制成35%淀粉乳溶液，置于双频超声波反应器中，在40°C水浴、超声功率700W、超声频率25kHz和70kHz作用下不断搅拌反应4h，反应完后，用饱和碳酸钠溶液中和，调pH值至中性，3000r/min下离心20min，将上清液与沉淀分开，沉淀反复用水洗涤除去残留的氯化钠和碳酸钠，再次离心，取沉淀物于40°C烘箱中干燥，研磨成粉末，即得多孔淀粉产品。实施例3称取400g绿豆淀粉，用600ml2%浓度的盐酸溶液制成40%淀粉乳溶液，置于双频超声波反应器中，在45°C水浴、超声功率600W、超声频率50kHz和70kHz作用下不断搅拌反应5h，反应完后，用饱和碳酸钠溶液中和，调pH值至中性，3000r/min下离心20min，将上清液与沉淀分开，沉淀反复用水洗涤除去残留的氯化钠和碳酸钠，再次离心，取沉淀物于40°C烘箱中干燥，研磨成粉 末，即得多孔淀粉产品。
权利要求
1.一种双频超声辅助酸水解加工多孔淀粉的方法，其特征在于:以淀粉(如玉米淀粉，红薯淀粉、绿豆淀粉、鹰嘴豆淀粉或豌豆淀粉)为原料，用一定浓度的盐酸溶液制成淀粉乳，置于双频超声反应器中进行超声处理，并且不断搅拌，反应一定时间后停止超声，用饱和碳酸钠溶液调PH值至中性，反复离心水洗，干燥，粉碎，即得多孔淀粉产品。
2.根据权利要求1所述的一种双频超声辅助酸水解加工多孔淀粉的方法，其特征在于:所述的原料淀粉为玉米淀粉、红薯淀粉、绿豆淀粉、鹰嘴豆淀粉或豌豆淀粉。
3.根据权利要求1所述的一种双频超声辅助酸水解加工多孔淀粉的方法，其特征在于:所述的淀粉乳浓度为20% 50% (w/w)，盐酸溶液浓度为2% 8 %。
4.根据权利要求1所述的一种双频超声辅助酸水解加工多孔淀粉的方法，其特征在于:所述的反应温度为30 60°C，双频超声功率为300 800W，双频超声频率分别为20kHz 40kHz 和 40kHz 60kHz、20kHz 40kHz 和 60kHz 80kHz、40kHz 60kHz 和60kHz 80kHz，反应时间为2 IOh。
5.根据权利要求1所述的一种双频超声辅助酸水解加工多孔淀粉的方法，其特征在于:将原料淀粉全部利用，多孔淀粉的得率> 80%，并且孔深且密，孔径比较均匀，孔的容积占颗粒体积的 70%以上，吸附性强。
全文摘要
本发明涉及一种双频超声辅助酸水解加工多孔淀粉的方法，属于变性淀粉加工领域。本发明以淀粉(如玉米淀粉，红薯淀粉、绿豆淀粉、鹰嘴豆淀粉或豌豆淀粉)为原料，用一定浓度的盐酸溶液制成淀粉乳，置于双频超声反应器中进行超声处理，并且不断搅拌，反应一定时间后停止超声，用饱和碳酸钠溶液调pH值至中性，反复离心水洗，干燥，粉碎，即得多孔淀粉产品。本发明提供的多孔淀粉孔深且密，孔径比较均匀，孔的容积占颗粒体积的70％以上，吸附性强，生产周期短，加工成本低，可被广泛应用于食品、医药卫生、农业、造纸、印刷、化妆品、洗涤剂等行业。
文档编号C08J9/00GK103204947SQ20131016517
公开日2013年7月17日 申请日期2013年5月8日 优先权日2013年5月8日
发明者胡爱军, 卢静, 郑捷, 孙军燕, 李立, 孟欣, 卢秀丽 申请人:天津科技大学