[发明专利]淀粉的糊精化

说明书

本发明涉及淀粉糊精的制备方法。

介于淀粉和用稀酸、淀粉酶或干热水解淀粉生成的糖之间的碳水化合物中间体通常被称作糊精。事实上，糊精是葡糖单体的低聚物，而淀粉是葡糖单体的高聚物。糊精为无定形的、黄色或白色的粉末，其(部分)溶于水。

糊精在工业上具有广泛的应用。相关的应用领域有胶粘剂工业、造纸工业、制药工业、采矿工业、食品工业和纺织工业。

有时需区分麦芽糖糊精和焦糊精。前者使用酶对淀粉进行糊精化的产物；而后者使用热对淀粉进行糊精化的产物。大量作为非食品方面应用的糊精主要是焦糊精。

在市场上，可购买的糊精有以下三个品种：英国糊精、白糊精和黄糊精。糊精化过程中发生的化学反应因其复杂尚未完全被人们认识。或许主要涉及三大反应。每一种反应相对的作用会依赖于产物中是否有白糊精、黄糊精或英国糊精生成而发生变化。主要的反应包括水解、转葡糖苷反应和再次聚合。这些反应在O.B.Wurzburg,CRC Press Inc.,1987发表的“改性淀粉：性能和应用”中予以介绍。

水解反应被认为涉及到淀粉中α-D-(1,4)糖苷键以及可能是α-D-(1,6)糖苷键的酸催化断裂。其结果是，淀粉的分子量降低，表现为所制得的糊精溶液粘度降低。另外，由于糖苷键的水解使得醛端基增加。低PH值及水分促进该反应的发生。

转葡糖苷反应被认为是水解反应产生的带自由羟基的片段的重组，从而产生支化结构。支化随着热转化反应的温度升高或反应时间的延长而增加。

在黄糊精制备的转化反应中，有证据表明发生了葡萄糖或寡糖再次聚合生成大分子的反应。

白糊精可以通过在介于80到110℃的温度下加热酸化天然淀粉制备。在这种条件下，淀粉被水解，其结果是由葡糖单元组成的长链淀粉分子大量减少。白糊精在冷水中具有有限的溶解性和有限的溶液稳定性。冷却后，熟化的白糊精水溶液很快凝结成糊状。

黄糊精在更高的温度下制备，即150-170℃。由于发生转葡糖苷反应，与白糊精相比，黄糊精具有更多的支化结构。此外，与白糊精相比，其在冷水中溶解性更大，亲水性更强。

英国糊精是在相对于白糊精和黄糊精而言较高的PH值下，通过加热而制备的。由于使用了高温加热，英国糊精在颜色上要比白糊精明显更深。

这些制备过程中所使用原料的质量稳定性有利于工业化生产过程的经济评价。在这方面，有关糊精的重要参数是溶液中产物的粘度和稳定性。粘度的显著变化对于该生产过程的操作及该生产过程产生的最终产物的质量具有重要的影响。因此，随时间变化糊精的粘度保持稳定非常重要，特别是当产物的溶液在长时间贮存的时候。后一方面有助于糊精随时应用于各种配方中。而且，当以糊精材料性能为基础的产品没有因使用长时期被储存的糊精溶液而受到影响时，生产者的灵活性以及市场定位得以改善加强。本发明的目的在于提供一种制备非常稳定，因此其存放期长的淀粉糊精的方法。

另人惊奇的是，已经发现非常稳定的糊精可以通过将具有很高支链淀粉含量的淀粉糊精化来制备。因此，本发明涉及一种制备淀粉糊精的方法，其中，以干淀粉为基准，含有至少为95重量％，优选至少为98重量％的支链淀粉或淀粉衍生物的淀粉被糊精化。

本发明所涉及的制备方法，其优点不仅在于生成的糊精溶液非常稳定，同时经一段时间贮存后保持质量恒定，而且发现，与传统的糊精制备方法相比较，更加节能省时。此外还发现，根据本发明制备的糊精，特别是当其以水溶液形式存在时，与传统的黄糊精相比较更加稳定，颜色更浅。

如上所述，根据本发明，糊精由支链淀粉含量很高的淀粉制备而成。绝大多数类型的淀粉由包含两种类型的葡糖聚合物的颗粒组成。它们是直链淀粉(重量百分比为干淀粉的15-35％)和支链淀粉(重量百分比为干淀粉的65-85％)。直链淀粉，依赖于淀粉种类的不同，其由平均聚合度为1000到5000的未支化的或轻微支化的分子组成。支链淀粉由平均聚合度为1,000,000或更高的很长并且是高度支化的分子组成。商业上，最重要种类的淀粉(玉米淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉和木薯淀粉)含有重量百分比为15-30％的直链淀粉。

在一些谷类淀粉中，例如大麦、玉米、粟、小麦、蜀、稻和高粱，有些淀粉颗粒几乎完全由支链淀粉构成。以干淀粉的重量百分比计算，这些淀粉颗粒包含大于95％，通常是大于98％的支链淀粉。因此这些谷类淀粉的直链淀粉含量小于5％，通常是小于2％。上述种类的谷类也被称作蜡质谷类，从中分离出来的支链淀粉颗粒被称作蜡质谷类淀粉。