[发明专利]采用超声波处理淀粉水溶液的淀粉纳米颗粒沉降制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用超声波处理淀粉水溶液的淀粉纳米颗粒沉降制备方法，先行对淀粉水溶液进行超声波处理，再经纳米沉降，最终获得淀粉纳米颗粒，属于纳米材料技术领域。

技术背景

淀粉是自然界中储量丰富的天然高分子物质。天然淀粉也称为原淀粉，它以颗粒的形式存在，因作物品种不同，淀粉颗粒的粒径介于2～100μm之间。对原淀粉进行加工能够获得淀粉纳米颗粒，所谓淀粉纳米颗粒是指尺寸小于1000nm的淀粉分子聚集体。由于淀粉具有廉价易得、无毒、可降解、生物相容性好等特点，淀粉纳米颗粒在许多领域具有十分广阔的应用前景，如能够作为药物载体包埋药物、蛋白质、核酸、基因等；作为稳定剂在乳液中使用；作为微胶囊包埋食品中易于挥发的成分；作为复合材料的增强相等。

在现有淀粉纳米颗粒制备方法中，纳米沉降法与本发明有关。纳米沉降法是将淀粉溶液加入到非溶剂中，或者将非溶剂加入到该淀粉溶液中，通过非溶剂与淀粉溶液接触，使淀粉分子在溶剂/非溶剂界面析出并形成颗粒。该方法的缺点是，要得到较小粒径的淀粉纳米颗粒，必须使用高度稀释的淀粉溶液和大量的非溶剂，例如淀粉水溶液的浓度需要低到1g/100mL，非溶剂的体积需是淀粉溶液体积的20倍，因此，生产效率较低，生产成本较高；此外，溶剂与非溶剂交换的速度过快，得到的淀粉纳米颗粒粒径分布较宽，产品质量不高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有纳米沉降法的不足，从方法本身讲提高淀粉溶液中的淀粉浓度，进而提高生产效率，减少非溶剂用量，进而降低生产成本；从产品上讲获得粒径更小的淀粉纳米颗粒，而且减小粒径分布范围，从而提高产品质量。为此，我们发明了一种采用超声波处理淀粉水溶液的淀粉纳米颗粒沉降制备方法。

本发明之采用超声波处理淀粉水溶液的淀粉纳米颗粒沉降制备方法其特征在于：

(1)将淀粉分散于水中，并在60～100℃温度下糊化，得到淀粉水溶液，淀粉浓度为1～8g/100mL；

(2)将所得淀粉水溶液用超声波发生器产生的100～600W的超声波处理1～60min，得到低粘度淀粉水溶液；

(3)将所得低粘度淀粉水溶液滴加到处在超声振荡中的乙醇中，淀粉水溶液与所用乙醇的体积比为1:2～10，滴加完后继续超声振荡3～10min，完成沉降，得到淀粉纳米颗粒悬浮液；

(4)将所得淀粉纳米颗粒悬浮液离心分离，除去上清液，沉淀物醇洗后冷冻干燥，得到淀粉纳米颗粒。

本发明其技术效果在于：

采用超声波处理淀粉水溶液，本发明获得了比现有技术粒径更小的淀粉纳米颗粒，如蜡质玉米淀粉平均粒径达到80.86nm，而且粒径分布变窄，如图1、图2所示，产品质量因此得以提高。同时，淀粉水溶液的浓度大幅提高，如从现有技术的1g/100mL最高提高到本发明的8g/100mL，这使得本发明之方法的生产效率明显提高；而且，非溶剂用量的大幅减少，如从现有技术的20倍最小减小到2倍，这使得本发明之方法的生产成本明显降低。

附图说明

图1是采用与未采用超声波处理淀粉水溶液最终得到的玉米淀粉纳米颗粒粒径分布图，图中曲线1、曲线2分别是采用与未采用超声波处理淀粉水溶液最终得到的玉米淀粉纳米颗粒粒径分布曲线。图2是采用与未采用超声波处理淀粉水溶液最终得到的土豆淀粉纳米颗粒粒径分布图，该图同时作为摘要附图；图中曲线1、曲线2分别是采用与未采用超声波处理淀粉水溶液最终得到的土豆淀粉纳米颗粒粒径分布曲线。

具体实施方式

(1)将淀粉分散于水中，并在60～100℃温度下糊化，得到淀粉水溶液，淀粉浓度为1～8g/100mL；在所述糊化过程中伴随搅拌；所述淀粉为下述淀粉之一，玉米淀粉、蜡质玉米淀粉、土豆淀粉、直链淀粉、葛根淀粉、木薯淀粉、红薯淀粉、稻米淀粉、小麦淀粉。

(2)将所得淀粉水溶液用超声波发生器产生的100～600W的超声波处理1～60min，得到低粘度淀粉水溶液；在所述超声波处理过程中淀粉水溶液温度为40℃。

(3)将所得低粘度淀粉水溶液滴加到处在超声振荡中的乙醇中，淀粉水溶液与所用乙醇的体积比为1:2～10，滴加完后继续超声振荡3～10min，完成沉降，得到淀粉纳米颗粒悬浮液；

(4)将所得淀粉纳米颗粒悬浮液离心分离，除去上清液，沉淀物醇洗后冷冻干燥，得到淀粉纳米颗粒；所述离心分离的参数为，转速4000～6000r/min，时间3～5min；所述醇洗为乙醇清洗；所述淀粉纳米颗粒的平均粒径为80～230nm。

实施例1：