[发明专利]一种淀粉颗粒的制备和收集方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种淀粉颗粒的制备和收集方法，属于淀粉化学衍生物的制备技术领域。

背景技术

淀粉是绿色植物通过光合作用生成的一类重要的碳水化合物，主要以颗粒形式沉积在植物的种子、块茎或根部，是人类主要的碳水化合物来源。淀粉资源丰富，价格低廉，又具有可再生性，对淀粉资源的开发以及利用越来越受到广大研究者的关注，目前在食品、造纸、纺织、化工、医药和其它工业中广泛应用。然而由于天然淀粉颗粒大，结构紧密，柔韧性差，加工困难，也极大的限制了淀粉在部分领域的应用。因此，为改善淀粉的性能、扩大其应用范围，利用一些物理化学手段对其进行改性处理，从而改变淀粉的天然特性（如:糊化温度、热粘度及其稳定性、冻融稳定性、凝胶力、成膜性、透明性等），使其更适合于一定应用的要求。例如，专利ZL99815309.5公开了一种以两相体系制备淀粉颗粒的方法，通过该方法以可控制方式生产出粒径非常小的淀粉颗粒。ZL200810058701.5 公开了一种改性淀粉颗粒的制备方法及其在卷烟纸生产中的应用。

现有技术中未见有利用将超微粉碎、高速射流、电泳技术相结合来制备和收集淀粉颗粒的公开报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种淀粉颗粒的制备和收集方法，该方法将超微粉碎、高速射流、电泳技术相结合，获得具有良好粒径分布的淀粉颗粒，并可实现对不同粒径尺寸的淀粉颗粒的一次性、快速收集或图案化组装。

本发明的技术方案如下：一种淀粉颗粒的制备和收集方法，包括以下步骤：

（1）取淀粉，经过超微粉碎处理，得到淀粉样品；

（2）取淀粉样品，配置成淀粉溶液，将淀粉溶液经高压均质机均质处理，使淀粉颗粒充分分散在水溶液中；

（3）将步骤（2）经过高压均质机均质处理的淀粉溶液用高速射流装置处理，得到处理后的淀粉溶液，再将处理后的淀粉溶液经超速离心机离心、对淀粉颗粒的尺寸进行分级，未达标准的继续进行高速射流处理，得到不同尺寸的淀粉颗粒；

（4）将步骤（3）得到的含有不同尺寸淀粉颗粒的淀粉溶液引入电泳槽中，在电泳槽中加入阳离子表面活性剂，开启电泳；

（5）调节电泳槽极板的形状，在收集器上得到图案化组装的、具有不同尺寸的淀粉颗粒。

优选的，所述步骤（1）中超微粉碎时间为1-2h。

优选的，所述步骤（1）中淀粉溶液的质量浓度小于20%。进一步优选的，淀粉溶液的质量浓度可以是19.5%或19%或18%或17%或16%或15%或14%或13%或12%或11%或10%。

优选的，所述步骤（2）中高压均质机处理次数为1-3次。

优选的，所述步骤（3）中高速射流装置的处理压力设置为：260MPa，处理次数为1-3次。

优选的，所述步骤（3）中超速离心机离心的具体方法为：分别在10000rpm、20000rpm、30000rpm、40000rpm、50000rpm、60000rpm转速下离心15-30min，取每次离心后得到的上清液，每次离心后离心机底部沉淀返回高速射流装置进行高速射流处理，直至再次离心后无沉淀为止。沉淀返回高速射流装置进行高速射流处理的压力和次数同步骤（3）。

优选的，所述步骤（4）中所述阳离子表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵，其用量为电泳槽中胶体粒子质量的0.2-0.4%。

优选的，所述电泳条件为：正负极间距20cm，电压60V，通电时间15-20min，胶体粒子浓度为1.0-1.2mg/ml。

本发明首先利用超微粉碎的机械作用力破坏淀粉结构，提高淀粉溶解性，制备浓度较高的淀粉溶液，提高效率，再利用高速射流的水射流冲击的压缩粉碎作用、水射流冲击的水楔-拉伸粉碎作用、紊流-空化冲蚀粉碎作用、脉冲射流的水锤作用、颗粒与靶物的冲击粉碎和颗粒与管壁的摩擦粉碎作用，进一步改变淀粉的颗粒形态、粒度、结晶结构等，从而提高其与阳离子表面活性剂的反应活性，再在电泳槽中，通过预先设置好的不同形状或有其上有特定图案的极板，在电场作用下，即可在电泳槽的收集器上得到图案化组装的、具有不同尺寸的淀粉颗粒。

本发明采用超微粉碎预处理淀粉，有效的解决了原淀粉溶解度低的问题，接着结合高速射流进一步处理，得到的淀粉颗粒，结晶结构破坏明显，活性基团充分暴露，使其与阳离子表面活性剂作用更加容易。收集后得到的不同图案、不同尺寸的淀粉颗粒一次成型、均匀，可在制备功能性淀粉膜、有图案纸张等领域广泛应用。本发明相对于现有技术的有益效果还在于：