[发明专利]一种从原淀粉获取淀粉纳米晶的湿热处理工艺

说明书

本发明公开了一种从原淀粉获取淀粉纳米晶的湿热处理工艺。对原淀粉进行一定条件下的湿热处理，再对经湿热处理后的淀粉进行酸水解。通过测定酸水解后所得物质的结晶度，微观形貌等参数，与常规酸水解方法相比，该湿热处理工艺的方法所制备得到的淀粉纳米晶，产率大大提高，处理时间也得到缩短，有望进一步解决淀粉纳米晶无法量产的难题。

技术领域

本发明涉及淀粉加工、湿热处理及纳米材料领域的方法，尤其涉及一种从原淀粉获取淀粉纳米晶的湿热处理工艺。

背景技术

淀粉颗粒内部存在结晶区和非结晶区交替排列的结构，其中非结晶区排列疏松无规则，且对酸无耐性。目前关于结晶区和非结晶区的组成，很多学者认为结晶区主要由支链淀粉构成，而非结晶区主要由直链淀粉构成。利用酸可使淀粉颗粒非结晶区发生水解，而结晶区以淀粉纳米晶的形式得以保存下来。淀粉纳米晶的尺寸一般在100nm以下，具有纳米材料的优良性质，另外由于淀粉来源广泛，价格低廉，使得淀粉纳米晶具有广泛的应用前景，例如可用于Pickering乳液中作为颗粒乳化剂，医学领域里的药物载体等。

然而常规的淀粉纳米晶制备方法存在产率低、耗时长等缺点，难以大规模工业量产。这是由于淀粉颗粒表面结构比较致密，酸水解时氢离子较难直接向淀粉颗粒内部渗透。因此如何在维持淀粉结晶度的基础上，尽量破坏淀粉颗粒表面的致密结构，成为提高淀粉纳米晶产率、缩短制备时间的关键。湿热处理是指在低水分条件下，处理温度高于淀粉糊化温度，低于淀粉玻璃态转化温度的一种热处理技术。虽然温度较高，但由于湿热处理时水分含量低，使得淀粉不会发生糊化。目前，关于湿热处理对淀粉颗粒形态及结晶度影响的研究，使得尚未得到统一的结论。根据已有研究，湿热处理对淀粉颗粒表面可产生不同程度的破坏，但由于不同学者常采用不同的湿热处理条件，湿热处理对淀粉结晶度影响的研究，尚未得到统一的结论。

发明内容

为了解决上述背景技术中存在的问题，本发明提出了一种从原淀粉获取淀粉纳米晶的湿热处理工艺。本发明方法通过控制特定的湿热处理温度、湿度、时间，在淀粉颗粒内部结构发生重新排列的同时，一定程度上破坏淀粉颗粒的表面结构。

本发明采用的技术方案具体包括以下步骤：

1)对淀粉在一定条件下进行湿热处理，使淀粉颗粒内部结构发生重新排列，在一定程度上破坏淀粉较完整的颗粒结构；

2)对湿热处理后的淀粉进行酸水解处理以获得淀粉纳米晶。

所述步骤1)中，对淀粉在一定条件下进行湿热处理，具体为：湿热处理前调节淀粉的含水率为21％，然后在温度96.3℃下湿热处理2.43h。

所述步骤2)具体是酸水解时间为4天。

所述步骤2.1)中湿热处理后，淀粉颗粒表面受到一定程度的破坏，出现更多孔洞和裂缝。

酸水解后得到的淀粉纳米晶为尺寸在纳米级的淀粉纳米晶，颗粒尺寸范围是28～75nm。

所述淀粉为市售蜡质玉米淀粉。

本发明的有益效果是：

本发明主要目的是提高淀粉纳米晶的产率，与传统酸水解方法相比，该法制备淀粉纳米晶的产率从15.7％提升至26.7％。

同时由于湿热处理使得淀粉颗粒表面发生一定程度的破坏，淀粉纳米晶制备时间从5天缩短为4天，可进一步用于解决淀粉纳米晶无法量产的难题。

本发明一系列的表征实验证明该方法制备的淀粉纳米晶与传统采用的方法制备的淀粉纳米晶性质一致，有望促使淀粉纳米晶的制备方法进一步工业化。

附图说明

图1为采用该湿热处理工艺制备得到的淀粉纳米晶原子力显微镜图。

图2为该原子力显微图中各粒子大小的频数分布图。