[发明专利]一种复合生物酶改性淀粉及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种改性淀粉制备方法及其用途，特别涉及一种复合生物酶催化改性淀粉制备方法及其用途。

背景技术

淀粉资源丰富，价格便宜，但天然淀粉由于固有性质的限制不能满足诸多方面的工艺要求，经过变性后的淀粉既拓展了用途空间，又提高了经济价值。

改性淀粉是利用物理、化学或酶的手段来改变天然淀粉的性质，通过分子切断、重排、氧化或在分子中引入取代基而制得的性质发生变化、加强或具有新性质的淀粉衍生物。改性淀粉因其具备环保、节能、性能好等特点，进而被广泛应用于环保新材料、一次性环保餐具、包装材料、食品、制药、造纸施浆、无纺布、纺织经纱上浆、儿童玩具等领域，是淀粉深加工领域的一个重要分支。

经纱上浆是纺织工业中一道非常重要的工序，目前主要运用的浆料种类为：改性淀粉、聚乙烯醇(PVA)、丙烯酸类(EAA、EEA)。国产三大浆料的品种规格比较全面，但低水平的重复较多，高质量、高性能的稳定性产品却不多见，且国际国内浆料企业之间的竞争也异常激烈。

由于PVA具有优良的成膜性、粘附性及与其它浆料相溶性的特点，一度被认为是“理想”的浆料，在经纱的增强、耐磨、减伸等综合指标上，至今没有任何一种天然或合成浆料能与之匹敌。但PVA的致命弱点是非环保性，被人们称为“不洁浆料”，欧洲一些国家已明令禁止含PVA浆料的坯布进口。另一个问题是PVA退浆不易完全退净，这也阻碍了它的使用。

原淀粉用于纺织经纱上浆历史悠久，但与PVA比较，存在诸多不足。为了克服原淀粉的缺点，研究者利用淀粉分子结构的特点，对淀粉进行变性，以改善原淀粉的性能。

我国自上世纪80年代开始对变性淀粉进行较快的研制开发，现在已能生产适用纺织各类齐全的转化淀粉(酸解、氧化)、酯化、醚化、交联和接枝淀粉。随着变性淀粉技术水平的不断提高，变性淀粉用量已占淀粉总消耗量的70％左右，其中以转化淀粉用量最多，约占变性淀粉的80％左右。这是因为这类淀粉可根据不同织物和浆纱设备(如高压力上浆)的要求，生产不同粘度系列的产品(如高浓低粘)，基本上已能满足一般大类织物经纱上浆的要求，其次转化淀粉生产技术不复杂，价格也较便宜。

目前改性淀粉的种类很多，但变性的方式不同，其质量、性能也不同，如磷酸酯淀粉，采用磷酸盐变性法，磷酸盐使用量过高，COD排放超标，用量少又直接影响产品质量。氧化淀粉，由于使用尿素等化学成分，在生产煮浆过程中发生反应时耗氧量大，对设备使用寿命和人体有危害。酸变性淀粉，由于生产工艺过程是采用液体酸浸泡法生产，工艺非常复杂且周期长，能耗高，生产过程对环境污染严重，不适应于当今的环境友好型社会。因此，如何利用生物技术，以原淀粉为原料，研制出高性能的改性淀粉，无论从环保角度还是从经济效益角度来看，都是一项十分紧迫的任务。它将可以缓解人类对石油和煤等这些不可再生资源的依赖程度。

生物酶是一种广泛存在于自然界的高效绿色催化剂，利用酶对原淀粉进行改性的研究在国内外都已有相关的报道。例如，国内已有利用淀粉酶水解处理乳化淀粉的研究报道和专利申请(公开号CN1911966)，也有利用糖化酶处理淀粉的悬浮液制备多孔淀粉的专利申请(公开号CN101319053)。

公开号为CN1911966的发明涉及一种淀粉预处理方法，使淀粉反应效率及变性淀粉稳定性大大提高，但其需要先将淀粉加水调乳，且酶解时间为2～6小时，且需要调节淀粉乳液的pH值，工艺比较复杂。

公开号为CN101011119的发明公开了一种生物酶化的玉米大米特强粉及其制备方法，其工艺复杂，且酶化时间长达40～50小时。

公开号为CN101319053的发明公开了一种脂肪酸多孔淀粉酯的制备方法，需要先将原淀粉制备成多孔淀粉再进行酶化，也涉及淀粉调浆，反应时间比较长。

发明内容

为了解决现有技术中生物酶改性淀粉的制备时间长、工艺复杂、改性效果差等缺陷，本发明的目的旨在提供一种复合生物酶改性淀粉及其制备方法和用途。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明采用酸和酯在微水条件下对植物原淀粉羟基进行酯化反应，利用复合生物催化剂提高反应速率，缩短反应时间，简化生产工艺。在达到所需的粘度条件下同时进行分子重组即接枝，可以提高产品的使用性能，减少助剂使用量，并能降低COD的排放量。

具体的，本发明提供一种复合生物酶改性淀粉的制备方法，是