一種淀粉基低分子量食品增稠劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種制備食品增稠劑的方法，特別是設(shè)及利用常壓低溫等離子體禪合 流態(tài)化改性技術(shù)制備淀粉基低分子量食品增稠劑的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 食品增稠劑是指在水中溶解或者分散，能增加流體或者半流體食品的粘度，并能 保持所在體系的相對(duì)穩(wěn)定的親水食品添加劑。增稠劑可提高食品的粘稠度或形成凝膠，從 而改變食品的物理性狀，賦予食品粘潤(rùn)、適宜的口感，并兼有乳化、穩(wěn)定或使呈懸浮狀態(tài)的 作用。常見(jiàn)的食品增稠劑包括淀粉、明膠、海藻酸鋼、干酪素、瓜爾豆膠、甲殼胺、阿拉伯膠、 黃原膠、大豆蛋白、瓊脂等。目前，淀粉類食品增稠劑主要有預(yù)糊化淀粉、酸變性淀粉、氧化 淀粉、醋化淀粉、徑烷基淀粉W及交聯(lián)淀粉等。不同的淀粉基食品增稠劑性質(zhì)差別較大，其 中主要的性質(zhì)包括提高淀粉耐高溫、耐剪切的能力化及提高抑穩(wěn)定性、粘結(jié)性、透明性、成 膜性、凝膠強(qiáng)度、乳化性等。一般根據(jù)應(yīng)用要求針對(duì)性地選擇合適的變性淀粉。
[0003] 淀粉的分子量對(duì)于增稠劑的應(yīng)用具有重要意義。理論上講，目前常用的淀粉類增 稠劑其變性方式可增加或者降低淀粉分子量，但兩者均具有其對(duì)應(yīng)的應(yīng)用空間。一般認(rèn)為， 高分子量增稠劑主要體現(xiàn)其增稠和粘結(jié)效果，而低分子量增稠劑主要體現(xiàn)其穩(wěn)定性、凝膠 性W及成膜性。此外，低分子量增稠劑還具有高濃低粘、節(jié)能快速干燥和便于運(yùn)輸?shù)忍攸c(diǎn)， 因而目前廣泛應(yīng)用于淀粉制品、調(diào)味醬、調(diào)味汁、館料、乳制品W及香精產(chǎn)品中。目前低分 子量淀粉基增稠劑的制備方法主要有（1)熱解法：將淀粉置于高溫反應(yīng)蓋中，利用熱效應(yīng) 對(duì)淀粉分子進(jìn)行解聚，降低淀粉分子量；（2)酸解法：將淀粉在低于糊化溫度下用酸進(jìn)行處 理，利用酸水解淀粉而降低其分子量；（3)酶法：選擇適當(dāng)?shù)牡矸勖阜N類及添加量，酶作用 于淀粉分子鏈而降低其分子量；(4)化學(xué)改性方式，如氧化降解。目前，淀粉類低分子量增 稠劑對(duì)應(yīng)的主要有糊精、酸變性淀粉和氧化淀粉等。運(yùn)些淀粉或者設(shè)及到化學(xué)試劑殘留，存 在食品安全隱患問(wèn)題，或者合成時(shí)間較長(zhǎng)，能耗過(guò)大。
[0004] 隨著科技的進(jìn)步，由于等離子體改性技術(shù)可使物質(zhì)通過(guò)吸收電能進(jìn)行的氣相干式 化學(xué)反應(yīng)，具有節(jié)水節(jié)能、清潔安全生產(chǎn)的特點(diǎn)而備受關(guān)注。目前，等離子體改性技術(shù)中常 壓介質(zhì)阻擋放電最為成熟。馬丕波等（馬丕波；徐衛(wèi)林；范東翠；曹根陽(yáng).等離子體處理對(duì) 淀粉性能影響研究.武漢科技學(xué)院學(xué)報(bào).2008, 2U6)，38-42)利用介質(zhì)阻擋等離子體對(duì)淀 粉進(jìn)行處理，表明淀粉分子中引入了簇基基團(tuán)，處理后親水性有所提高，但內(nèi)部破壞作用不 明顯。通過(guò)介質(zhì)阻擋等離子體處理可改變淀粉紡織漿料粘附性、漿膜斷裂強(qiáng)力、漿膜斷裂伸 長(zhǎng)率和漿膜吸濕性能。但對(duì)于粉體而言，由于顆粒之間的團(tuán)聚使得其在等離子體處理過(guò)程 中存在處理量小，表面處理不均勻等而造成目前介質(zhì)阻擋等離子體技術(shù)對(duì)粉體改性存在反 應(yīng)不均勻、反應(yīng)產(chǎn)物性能不穩(wěn)定、可控性差等難題。 陽(yáng)0化]流態(tài)化是利用流動(dòng)流體的作用，將固體顆粒懸浮起來(lái)，從而使固體顆粒具有某些 流體表觀特征，是一種強(qiáng)化固體顆粒與流體之間接觸和傳遞的工程技術(shù)。由于流態(tài)化的固 體顆粒進(jìn)行強(qiáng)烈的循環(huán)運(yùn)動(dòng)，顆粒與流體之間具有良好的相互作用及較高的傳質(zhì)效率。而 目前對(duì)于流態(tài)化技術(shù)應(yīng)用于淀粉粉體改性方面，國(guó)內(nèi)外有一定報(bào)道。劉軍海等（劉軍海； 李志洲.陽(yáng)離子淀粉的流態(tài)化制備及造粒研究.中國(guó)造紙.2007, 02, 23-26)利用流態(tài)化 技術(shù)制備了陽(yáng)離子淀粉，考察了流化床的空氣流量對(duì)床高、壓降、取代度及反應(yīng)效率的影 口向。ThomasJ.E.等（ThomasJ.E. ,KamleshS. ,JamesJ.K. ,ChristopherC.L. ,Tushar S.Thermallyinhibitedpolysaccharidesandprocessofpreparing. 2014.US8759511) 利用流化床加熱處理淀粉，在高溫下反應(yīng)一定時(shí)間，制備交聯(lián)淀粉，考察氣體氧含量、處理 溫度及時(shí)間對(duì)淀粉性能的影響。在制備變性淀粉過(guò)程中，一般在常溫下反應(yīng)非常困難，為了 達(dá)到相應(yīng)效果，必須在高溫下進(jìn)行反應(yīng)，在高溫流態(tài)化反應(yīng)過(guò)程中淀粉顆粒會(huì)碰撞摩擦，形 成很多微小顆粒，對(duì)后續(xù)粉體分離設(shè)備提出了更高要求，同時(shí)收得率也降低，因此，直接將 流態(tài)化反應(yīng)用于淀粉改性尚有許多不足之處。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種利用常壓 低溫介質(zhì)阻擋等離子體結(jié)合流態(tài)化技術(shù)制備淀粉基低分子量食品增稠劑的方法，通過(guò)常壓 低溫介質(zhì)阻擋等離子體禪合流態(tài)化反應(yīng)技術(shù)對(duì)淀粉分子進(jìn)行修飾，W克服原淀粉增稠性能 的不足，同時(shí)避免使用有毒的化學(xué)試劑，獲得一種無(wú)毒、少污染、方便的淀粉基低分子量食 品增稠的干法制備方法及制得的食品增稠劑。
[0007] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取了W下技術(shù)方案：
[0008] 一種淀粉基低分子量食品增稠劑的制備方法，包括如下步驟：
[0009] 將水分含量為5-30 %的淀粉投入常壓低溫介質(zhì)阻擋等離子體反應(yīng)器中，在常壓下 調(diào)節(jié)等離子體放電間距0. 2-0. 8mm，放電輸入電壓30-70V，放電電流0. 2-2. 4A，調(diào)節(jié)空氣 流速使物料W流態(tài)化狀態(tài)在循環(huán)體系中等離子體作用，時(shí)間控制在0. 5minW上，結(jié)束反應(yīng) 后，取出，即得低分子量淀粉基食品增稠劑。
[0010] 優(yōu)選地，所述時(shí)間控制在0. 5-30min。
[0011] 該方法不受淀粉來(lái)源的限制，可W利用不同來(lái)源的淀粉為原料，所述淀粉可W為 玉米淀粉、木馨淀粉、馬鈴馨淀粉、高直鏈玉米淀粉、釉稻淀粉、梗稻淀粉、甘馨淀粉、懦玉米 淀粉及小麥淀粉中的一種或者兩種W上的混合物。
[0012] 所述淀粉通過(guò)喂料器投入反應(yīng)器中。
[0013] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0014] (1)該工藝?yán)贸旱蜏亟橘|(zhì)阻擋等離子產(chǎn)生的高能電子和自由基等活性基團(tuán)及 其熱效應(yīng)對(duì)處于流態(tài)化的淀粉粉體進(jìn)行干法反應(yīng)，改變淀粉的相關(guān)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而降低淀粉分 子量。
[0015] (2)該方法具有可循環(huán)處理、處理量大、反應(yīng)均勻性好且方便、快速、節(jié)能、環(huán)保等 特點(diǎn)。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，且能高效快速降低淀粉分子量，可在短時(shí)間將淀粉分子 量降低1-3個(gè)數(shù)量級(jí)。同時(shí)，其具有較優(yōu)的透明性、凝沉穩(wěn)定性和一定的增稠效果。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明實(shí)施方式并不僅限于 此。
[0017] 實(shí)施例1
[0018] 將含水量為5%的300g馬鈴馨淀粉通過(guò)絞龍喂料器引入常壓低溫介質(zhì)阻擋等離 子體反應(yīng)器中，在常壓下調(diào)節(jié)放電間距0. 2mm，輸入電壓50V，電流1. 0A，通過(guò)調(diào)節(jié)空氣流 速，控制物料W流態(tài)化狀態(tài)在循環(huán)體系中滯留時(shí)間，經(jīng)等離子體放電處理不同時(shí)間獲得系 列淀粉基低分子量食品增稠劑。
[0019] 將馬鈴馨淀粉與經(jīng)等離子體放電處理不同時(shí)