多空淀粉制備技術(shù)及其在化工工藝中的應(yīng)用

□陳朝軍 陳中愛 貴州省生物技術(shù)研究所

多空淀粉制備技術(shù)及其在化工工藝中的應(yīng)用

□陳朝軍 陳中愛 貴州省生物技術(shù)研究所

多孔淀粉（Porous starch）是表面和內(nèi)部具有孔洞結(jié)構(gòu)的一種新型變性淀粉顆粒，孔隙率多在50%，顆粒直徑在1 μm左右。與常規(guī)變性淀粉相比，具有孔容體積大、比表面積大、密度堆積能力大、顆粒密度小等特點(diǎn)，具有強(qiáng)大的吸水、吸油等吸附能力。制備工藝中不需要添加化學(xué)試劑，無毒無污染，使用過程高效安全，使其在食品工業(yè)、化工產(chǎn)業(yè)、醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)等方面有著較為廣泛的用途。

制備技術(shù)

生物法

生物法，也稱生物酶水解法，淀粉被酶部分水解后，就可通過過濾、洗滌、干燥等工藝得到多孔淀粉。生物酶法制備多孔淀粉的關(guān)鍵因素是生淀粉酶，這種酶可在低于糊化溫度的條件下水解未糊化的淀粉，有α—淀粉酶、β—淀粉酶、異淀粉酶、葡萄糖淀粉酶和脫支酶等，來源于曲霉、酵母菌等細(xì)菌和植物發(fā)芽的種子等。此外，不同的酶在生淀粉的水解能力上相差比較大，姚衛(wèi)蓉對(duì)具代表性的10種生淀粉酶測定活力，研究發(fā)現(xiàn)糖化酶、α—淀粉酶均有較強(qiáng)的水解生淀粉能力，而β—淀粉酶無活力，若進(jìn)一步用α—淀粉酶和糖化酶水解大米粉也能得到多孔淀粉。

化學(xué)法

用鹽酸等水解淀粉是化學(xué)法中制備多孔淀粉主要方式。化學(xué)法的關(guān)鍵因素在于控制反應(yīng)條件，不同酸對(duì)淀粉的水解受酸濃度、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間和混合均勻的速度等條件影響。決定多孔淀粉形成的關(guān)鍵因素是酸濃度，當(dāng)酸濃度高于5%時(shí)，小麥的淀粉極易糊化且難以形成多孔淀粉；當(dāng)酸濃度低于0.5%時(shí)，酸對(duì)淀粉的水解性能難以發(fā)揮作用。李瑩 等以碎小米為原料，通過正交和單因素試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)以碎米為原料，通過酸法制備多孔淀粉的最佳工藝條件是：液料比為4∶1，鹽酸濃度為0.4 mol/L，最佳酸解溫度35 ℃，最佳酸解時(shí)間為6 h。

物理—生物法

通過擠壓、微波、鈷照射等物理方法與酶水解法相結(jié)合，在多空淀粉制備上效率更高，方法更簡單。劉宇欣通過擠壓法與酶水解法相聯(lián)合，研究發(fā)現(xiàn)在68 ℃的機(jī)筒溫度、42%物料含水率、150 r /min的螺桿轉(zhuǎn)速的擠壓條件下，得到的多孔淀粉吸油率為62.1%，比未經(jīng)擠壓的多孔淀粉吸油率提高近30%，掃描電鏡也顯示擠壓-復(fù)合酶法制得的多孔淀粉微觀結(jié)構(gòu)呈多孔的蜂窩狀。李澧 等研究發(fā)現(xiàn)，采用60Coγ射線，40 kGy的輻照劑量與水解酶6 h的水解時(shí)間相結(jié)合后，制備的玉米多孔淀粉孔分布非常均勻，對(duì)甲基紫的吸附量為1.56 mg/g。

多孔淀粉在化工工藝中的應(yīng)用

劉勛用多孔淀粉制備了微膠囊化粉末精油，在制備過程中發(fā)現(xiàn)多孔淀粉對(duì)花椒精油的吸附量達(dá)0.92 g/g，包埋量達(dá)48%，高于其他包埋材料，微膠囊化后的精油產(chǎn)品具有良好的穩(wěn)定貯存性。朱仁宏 等將多孔淀粉吸附天然除蟲菊酯后加人內(nèi)墻涂料，通過對(duì)解吸附量、釋放時(shí)間的比較，研究了多孔淀粉作為一種新型的吸附和緩釋劑，在內(nèi)墻涂料中加入的可行性。張賽探討了使用去蛋白質(zhì)—脂肪糙米多孔淀粉包埋山蒼子油制備山蒼子油微膠囊的工藝條件，發(fā)現(xiàn)山蒼子油微膠囊中山蒼子油含量為（21.3±0.2）mg/ g，效果較好。張艷用多孔淀粉吸附法制備了具有一定緩釋性能的香精緩釋制劑，發(fā)現(xiàn)150 ℃之前隨著溫度的升高，多孔淀粉緩釋制劑失重速率加快。谷絨將多孔淀粉作為包埋劑應(yīng)用于粉末辣椒紅素的制備工藝中，研究發(fā)現(xiàn)所制備的新型粉末色素包埋率達(dá)到88.2%，其穩(wěn)定性即使在在高溫下也能得到最大限度的保持，色素殘存率在室外日光下照射9天仍達(dá)到66.7%。

展望

目前，多孔淀粉的制備基本上還是以生物法、化學(xué)法為主，下一步，國內(nèi)外將關(guān)注制備方法的聯(lián)合性及創(chuàng)新性，使多孔淀粉的制備更加簡化、成本更低。此外，多孔淀粉的應(yīng)用將不僅僅局限在農(nóng)業(yè)、食品、化工等產(chǎn)業(yè)中，會(huì)在各行各業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。

陳朝軍（1988-），男，山東，碩士，研究實(shí)習(xí)員。研究方向：食品安全與質(zhì)量控制。