一種淀粉顆粒的制備和收集方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種淀粉顆粒的制備和收集方法。本發(fā)明是先將淀粉經(jīng)超微粉碎處理，然后制備成一定濃度的淀粉溶液，將淀粉溶液經(jīng)高壓均質(zhì)機(jī)均質(zhì)、高速射流裝置處理，再經(jīng)過超速離心機(jī)，在不同轉(zhuǎn)速下離心分離，得到不同尺寸的淀粉顆粒，最后將含有不同尺寸淀粉顆粒的淀粉溶液引入電泳槽，添加陽離子表面活性劑，通過設(shè)置不同形狀或特定圖案的極板，在收集器上得到圖案化組裝的、具有不同尺寸的淀粉顆粒。本發(fā)明利用超微粉碎結(jié)合高速射流處理后的淀粉顆粒，結(jié)晶結(jié)構(gòu)破壞明顯，活性基團(tuán)充分暴露，使其與陽離子表面活性劑作用更加容易，收集后得到的不同圖案、不同尺寸的淀粉顆粒一次成型、均勻，可在制備功能性淀粉膜、有圖案紙張等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。
【專利說明】
一種淀粉顆粒的制備和收集方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種淀粉顆粒的制備和收集方法，屬于淀粉化學(xué)衍生物的制備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]淀粉是綠色植物通過光合作用生成的一類重要的碳水化合物，主要以顆粒形式沉積在植物的種子、塊莖或根部，是人類主要的碳水化合物來源。淀粉資源豐富，價(jià)格低廉，又具有可再生性，對淀粉資源的開發(fā)以及利用越來越受到廣大研究者的關(guān)注，目前在食品、造紙、紡織、化工、醫(yī)藥和其它工業(yè)中廣泛應(yīng)用。然而由于天然淀粉顆粒大，結(jié)構(gòu)緊密，柔韌性差，加工困難，也極大的限制了淀粉在部分領(lǐng)域的應(yīng)用。因此，為改善淀粉的性能、擴(kuò)大其應(yīng)用范圍，利用一些物理化學(xué)手段對其進(jìn)行改性處理，從而改變淀粉的天然特性(如:糊化溫度、熱粘度及其穩(wěn)定性、凍融穩(wěn)定性、凝膠力、成膜性、透明性等)，使其更適合于一定應(yīng)用的要求。例如，專利ZL99815309.5公開了一種以兩相體系制備淀粉顆粒的方法，通過該方法以可控制方式生產(chǎn)出粒徑非常小的淀粉顆粒。ZL200810058701.5公開了一種改性淀粉顆粒的制備方法及其在卷煙紙生產(chǎn)中的應(yīng)用。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中未見有利用將超微粉碎、高速射流、電泳技術(shù)相結(jié)合來制備和收集淀粉顆粒的公開報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種淀粉顆粒的制備和收集方法，該方法將超微粉碎、高速射流、電泳技術(shù)相結(jié)合，獲得具有良好粒徑分布的淀粉顆粒，并可實(shí)現(xiàn)對不同粒徑尺寸的淀粉顆粒的一次性、快速收集或圖案化組裝。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種淀粉顆粒的制備和收集方法，包括以下步驟:
(1)取淀粉，經(jīng)過超微粉碎處理，得到淀粉樣品；
(2)取淀粉樣品，配置成淀粉溶液，將淀粉溶液經(jīng)高壓均質(zhì)機(jī)均質(zhì)處理，使淀粉顆粒充分分散在水溶液中；
(3)將步驟(2)經(jīng)過高壓均質(zhì)機(jī)均質(zhì)處理的淀粉溶液用高速射流裝置處理，得到處理后的淀粉溶液，再將處理后的淀粉溶液經(jīng)超速離心機(jī)離心、對淀粉顆粒的尺寸進(jìn)行分級，未達(dá)標(biāo)準(zhǔn)的繼續(xù)進(jìn)行高速射流處理，得到不同尺寸的淀粉顆粒；
(4)將步驟(3)得到的含有不同尺寸淀粉顆粒的淀粉溶液引入電泳槽中，在電泳槽中加入陽離子表面活性劑，開啟電泳；
(5)調(diào)節(jié)電泳槽極板的形狀，在收集器上得到圖案化組裝的、具有不同尺寸的淀粉顆粒。
[0006]優(yōu)選的，所述步驟(I)中超微粉碎時(shí)間為l-2h。
[0007]優(yōu)選的，所述步驟(I)中淀粉溶液的質(zhì)量濃度小于20%。進(jìn)一步優(yōu)選的，淀粉溶液的質(zhì)量濃度可以是19.5%或19%或18%或17%或16%或15%或14%或13%或12%或11 %或10%。
[0008]優(yōu)選的，所述步驟(2)中高壓均質(zhì)機(jī)處理次數(shù)為1-3次。
[0009]優(yōu)選的，所述步驟(3)中高速射流裝置的處理壓力設(shè)置為:260MPa，處理次數(shù)為1-3次。
[00?0]優(yōu)選的，所述步驟(3)中超速離心機(jī)離心的具體方法為:分別在1000rpm、20000rpm、30000rpm、40000rpm、50000rpm、60000rpm 轉(zhuǎn)速下離心 15_30min，取每次離心后得到的上清液，每次離心后離心機(jī)底部沉淀返回高速射流裝置進(jìn)行高速射流處理，直至再次離心后無沉淀為止。沉淀返回高速射流裝置進(jìn)行高速射流處理的壓力和次數(shù)同步驟(3)。
[0011]優(yōu)選的，所述步驟(4)中所述陽離子表面活性劑為十六烷基三甲基溴化銨，其用量為電泳槽中膠體粒子質(zhì)量的0.2-0.4%。
[0012]優(yōu)選的，所述電泳條件為:正負(fù)極間距20cm，電壓60V，通電時(shí)間15_20min，膠體粒子濃度為I.0-1.2mg/ml。
[0013]本發(fā)明首先利用超微粉碎的機(jī)械作用力破壞淀粉結(jié)構(gòu)，提高淀粉溶解性，制備濃度較高的淀粉溶液，提高效率，再利用高速射流的水射流沖擊的壓縮粉碎作用、水射流沖擊的水楔-拉伸粉碎作用、紊流-空化沖蝕粉碎作用、脈沖射流的水錘作用、顆粒與靶物的沖擊粉碎和顆粒與管壁的摩擦粉碎作用，進(jìn)一步改變淀粉的顆粒形態(tài)、粒度、結(jié)晶結(jié)構(gòu)等，從而提高其與陽離子表面活性劑的反應(yīng)活性，再在電泳槽中，通過預(yù)先設(shè)置好的不同形狀或有其上有特定圖案的極板，在電場作用下，即可在電泳槽的收集器上得到圖案化組裝的、具有不同尺寸的淀粉顆粒。
[0014]本發(fā)明采用超微粉碎預(yù)處理淀粉，有效的解決了原淀粉溶解度低的問題，接著結(jié)合高速射流進(jìn)一步處理，得到的淀粉顆粒，結(jié)晶結(jié)構(gòu)破壞明顯，活性基團(tuán)充分暴露，使其與陽離子表面活性劑作用更加容易。收集后得到的不同圖案、不同尺寸的淀粉顆粒一次成型、均勻，可在制備功能性淀粉膜、有圖案紙張等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果還在于:
(1)首次以超微粉碎結(jié)合高速射流對淀粉進(jìn)行處理，其中超微粉碎預(yù)處理淀粉，提高淀粉溶解性，解決原淀粉溶解度低的問題，提高后續(xù)高速射流的處理效率；
(2)首次在經(jīng)過高速射流處理后，結(jié)合超速離心機(jī)對顆粒進(jìn)行分級處理，得到不同尺寸的淀粉顆粒，操作方便、可行；
(3)首次采用陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨對淀粉顆粒進(jìn)行作用，并通過設(shè)置不同的極板形狀，在收集器上得到圖案化組裝的一定尺寸的淀粉顆粒，得到的成品一次成型、均勻，效果好。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面通過實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明，這些實(shí)施例僅用來說明本發(fā)明，并不限制本發(fā)明的范圍。
[0016]實(shí)施例1采用以下步驟實(shí)現(xiàn)本發(fā)明:
(1)取淀粉，超微粉碎處理1.5h，得到淀粉樣品；
(2)取淀粉樣品，以蒸餾水配置成質(zhì)量濃度為18%的淀粉溶液，將淀粉溶液經(jīng)高壓均質(zhì)機(jī)均質(zhì)處理3次，使淀粉顆粒充分分散在水溶液中；
(3)設(shè)置高速射流裝置的處理壓力260MPa，將步驟(2)經(jīng)過高壓均質(zhì)機(jī)均質(zhì)處理的淀粉溶液用高速射流裝置處理2次，得到處理后的淀粉溶液，再將處理后的淀粉溶液經(jīng)超速離心機(jī)，分別在 I OOOOrpm、20000rpm、30000rpm、40000rpm、50000rpm、60000rpm 轉(zhuǎn)速下離心30min，取每次離心后得到的上清液，每次離心后，離心機(jī)底部沉淀返回高速射流裝置進(jìn)行高速射流處理，直至再次離心后無沉淀為止，得到不同尺寸的淀粉顆粒；
(4)將步驟(3)得到的含有不同尺寸淀粉顆粒的淀粉溶液引入電泳槽中，在電泳槽中加入電泳槽中膠體粒子質(zhì)量的0.4%的陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨，開啟電泳；電泳條件為:正負(fù)極間距20cm，電壓60V，通電時(shí)間20min，膠體粒子濃度為1.0mg/ml ；
(5)設(shè)置電泳槽極板的形狀為環(huán)狀，在方形收集器上得到圖案化組裝的、具有不同尺寸的淀粉顆粒。
[0017]實(shí)施例2采用以下步驟實(shí)現(xiàn)本發(fā)明:
(1)取淀粉，超微粉碎處理1.2h，得到淀粉樣品；
(2)取淀粉樣品，以蒸餾水配置成質(zhì)量濃度為10%的淀粉溶液，將淀粉溶液經(jīng)高壓均質(zhì)機(jī)均質(zhì)處理2次，使淀粉顆粒充分分散在水溶液中；
(3)設(shè)置高速射流裝置的處理壓力260MPa，將步驟(2)經(jīng)過高壓均質(zhì)機(jī)均質(zhì)處理的淀粉溶液用高速射流裝置處理3次，得到處理后的淀粉溶液，再將處理后的淀粉溶液經(jīng)超速離心機(jī)，分別在 I OOOOrpm、20000rpm、30000rpm、40000rpm、50000rpm、60000rpm 轉(zhuǎn)速下離心18min，取每次離心后得到的上清液，每次離心后，離心機(jī)底部沉淀返回高速射流裝置進(jìn)行高速射流處理，直至再次離心后無沉淀為止，得到不同尺寸的淀粉顆粒；
(4)將步驟(3)得到的含有不同尺寸淀粉顆粒的淀粉溶液引入電泳槽中，在電泳槽中加入電泳槽中膠體粒子質(zhì)量的0.2%的陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨，開啟電泳；電泳條件為:正負(fù)極間距20cm，電壓60V，通電時(shí)間15min，膠體粒子濃度為1.2mg/ml ；
(5)設(shè)置電泳槽極板的形狀為三角形，在方形收集器上得到圖案化組裝的、具有不同尺寸的淀粉顆粒。
[0018]實(shí)施例3采用以下步驟實(shí)現(xiàn)本發(fā)明:
(1)取淀粉，超微粉碎處理Ih，得到淀粉樣品；
(2)取淀粉樣品，以蒸餾水配置成質(zhì)量濃度為14%的淀粉溶液，將淀粉溶液經(jīng)高壓均質(zhì)機(jī)均質(zhì)處理3次，使淀粉顆粒充分分散在水溶液中；
(3)設(shè)置高速射流裝置的處理壓力260MPa，將步驟(2)經(jīng)過高壓均質(zhì)機(jī)均質(zhì)處理的淀粉溶液用高速射流裝置處理I次，得到處理后的淀粉溶液，再將處理后的淀粉溶液經(jīng)超速離心機(jī)，分別在 I OOOOrpm、20000rpm、30000rpm、40000rpm、50000rpm、60000rpm 轉(zhuǎn)速下離心15min，取每次離心后得到的上清液，每次離心后，離心機(jī)底部沉淀返回高速射流裝置進(jìn)行高速射流處理，直至再次離心后無沉淀為止，得到不同尺寸的淀粉顆粒；
(4)將步驟(3)得到的含有不同尺寸淀粉顆粒的淀粉溶液引入電泳槽中，在電泳槽中加入電泳槽中膠體粒子質(zhì)量的0.3%的陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨，開啟電泳；電泳條件為:正負(fù)極間距20cm，電壓60V，通電時(shí)間18min，膠體粒子濃度為1.lmg/ml ；
(5)設(shè)置電泳槽極板的形狀為正方形，在方形收集器上得到圖案化組裝的、具有不同尺寸的淀粉顆粒。
[0019]實(shí)施例4采用以下步驟實(shí)現(xiàn)本發(fā)明:
(I)取淀粉，超微粉碎處理1.5h，得到淀粉樣品； (2)取淀粉樣品，以蒸餾水配置成質(zhì)量濃度為12%的淀粉溶液，將淀粉溶液經(jīng)高壓均質(zhì)機(jī)均質(zhì)處理2次，使淀粉顆粒充分分散在水溶液中；
(3)設(shè)置高速射流裝置的處理壓力260MPa，將步驟(2)經(jīng)過高壓均質(zhì)機(jī)均質(zhì)處理的淀粉溶液用高速射流裝置處理2次，得到處理后的淀粉溶液，再將處理后的淀粉溶液經(jīng)超速離心機(jī)，分別在 I OOOOrpm、20000rpm、30000rpm、40000rpm、50000rpm、60000rpm 轉(zhuǎn)速下離心25min，取每次離心后得到的上清液，每次離心后，離心機(jī)底部沉淀返回高速射流裝置進(jìn)行高速射流處理，直至再次離心后無沉淀為止，得到不同尺寸的淀粉顆粒；
(4)將步驟(3)得到的含有不同尺寸淀粉顆粒的淀粉溶液引入電泳槽中，在電泳槽中加入電泳槽中膠體粒子質(zhì)量的0.25%的陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨，開啟電泳；電泳條件為:正負(fù)極間距20cm，電壓60V，通電時(shí)間15-20min，膠體粒子濃度為1.0mg/ml ；
(5)設(shè)置電泳槽極板的形狀為長方形，在方形收集器上得到圖案化組裝的、具有不同尺寸的淀粉顆粒。
[0020]實(shí)施例5采用以下步驟實(shí)現(xiàn)本發(fā)明:
(1)取淀粉，超微粉碎處理2h，得到淀粉樣品；
(2)取淀粉樣品，以蒸餾水配置成質(zhì)量濃度為8%的淀粉溶液，將淀粉溶液經(jīng)高壓均質(zhì)機(jī)均質(zhì)處理I次，使淀粉顆粒充分分散在水溶液中；
(3)設(shè)置高速射流裝置的處理壓力260MPa，將步驟(2)經(jīng)過高壓均質(zhì)機(jī)均質(zhì)處理的淀粉溶液用高速射流裝置處理3次，得到處理后的淀粉溶液，再將處理后的淀粉溶液經(jīng)超速離心機(jī)，分別在 I OOOOrpm、20000rpm、30000rpm、40000rpm、50000rpm、60000rpm 轉(zhuǎn)速下離心20min，取每次離心后得到的上清液，每次離心后，離心機(jī)底部沉淀返回高速射流裝置進(jìn)行高速射流處理，直至再次離心后無沉淀為止，得到不同尺寸的淀粉顆粒；
(4)將步驟(3)得到的含有不同尺寸淀粉顆粒的淀粉溶液引入電泳槽中，在電泳槽中加入電泳槽中膠體粒子質(zhì)量的0.35%的陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨，開啟電泳；電泳條件為:正負(fù)極間距20cm，電壓60V，通電時(shí)間20min，膠體粒子濃度為1.lmg/ml ；
(5)設(shè)置電泳槽極板的形狀為菱形，在方形收集器上得到圖案化組裝的、具有不同尺寸的淀粉顆粒。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種淀粉顆粒的制備和收集方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)取淀粉，經(jīng)過超微粉碎處理，得到淀粉樣品； (2)取淀粉樣品，配置成淀粉溶液，將淀粉溶液經(jīng)高壓均質(zhì)機(jī)均質(zhì)處理，使淀粉顆粒充分分散在水溶液中； (3)將步驟(2)經(jīng)過高壓均質(zhì)機(jī)均質(zhì)處理的淀粉溶液用高速射流裝置處理，得到處理后的淀粉溶液，再將處理后的淀粉溶液經(jīng)超速離心機(jī)離心、對淀粉顆粒的尺寸進(jìn)行分級，未達(dá)尺寸標(biāo)準(zhǔn)的繼續(xù)進(jìn)行高速射流處理，最終得到含有不同尺寸淀粉顆粒的淀粉溶液； (4)將步驟(3)得到的含有不同尺寸淀粉顆粒的淀粉溶液引入電泳槽，在電泳槽中加入陽離子表面活性劑，開啟電泳； (5)調(diào)節(jié)電泳槽極板的形狀，在收集器上得到圖案化組裝的、具有不同尺寸的淀粉顆粒。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的淀粉顆粒的制備和收集方法，其特征在于:所述步驟(I)中超微粉碎時(shí)間為l_2h。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的淀粉顆粒的制備和收集方法，其特征在于:所述步驟(I)中淀粉溶液的質(zhì)量濃度小于20%。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的淀粉顆粒的制備和收集方法，其特征在于:所述步驟(2)中高壓均質(zhì)機(jī)處理次數(shù)為1-3次。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的淀粉顆粒的制備和收集方法，其特征在于:所述步驟(3)中高速射流裝置的處理壓力設(shè)置為:260MPa，處理次數(shù)為1-3次。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的淀粉顆粒的制備和收集方法，其特征在于:所述步驟(3)中超速離心機(jī)離心的具體方法為:分別在 I OOOOrpm、20000rpm、30000rpm、40000rpm、50000rpm、60000rpm轉(zhuǎn)速下離心15-30min，取每次離心后得到的上清液，每次離心后，離心機(jī)底部的沉淀返回高速射流裝置進(jìn)行高速射流處理，直至再次離心后無沉淀為止。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的淀粉顆粒的制備和收集方法，其特征在于:所述步驟(4)中所述陽離子表面活性劑為十六烷基三甲基溴化銨，其用量為電泳槽中膠體粒子質(zhì)量的0.2-0.4% ο8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的淀粉顆粒的制備和收集方法，其特征在于:所述電泳條件為:正負(fù)極間距20cm，電壓60V，通電時(shí)間15_20min，膠體粒子濃度為1.0-1.2mg/ml。9.采用權(quán)利要求1所述的淀粉顆粒的制備和收集方法制備和收集得到的淀粉顆粒用于制備功能性淀粉膜或有圖案紙張。
【文檔編號】C08B30/02GK105924656SQ201610313674
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月12日
【發(fā)明人】夏文, 李積華, 王飛, 魏曉奕
【申請人】中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所