[发明专利]射流空化辅助酶解制备的淀粉纳米粒子及制备方法、应用

说明书

本发明属于淀粉工业技术领域，具体提供了一种射流空化辅助酶解制备的淀粉纳米粒子及制备方法、应用，利用射流空化联合酶解制备淀粉纳米粒子。射流空化会产生微射流和冲击波，在液体中产生强烈的搅拌、冲击破碎等作用，因此利用射流空化可破碎淀粉颗粒。应用射流空化联合酶解，与单纯酸解和酶解辅助酸解制备淀粉纳米粒子的方法相比，缩短制备时间，工艺简单，绿色环保，产品呈现纳米级球形，粒径范围在50～300nm。目前，淀粉纳米颗粒已被广泛用于各种生物医学和工业应用，可作为载体装载活性成分，制备淀粉纳米膜等，增加淀粉用途，促进淀粉产业地发展。

技术领域

本发明属于淀粉工业技术领域，具体提供了一种射流空化辅助酶解制备的淀粉纳米粒子及制备方法、应用，缩短制备时间并简化制备工艺。

背景技术

淀粉是一种天然、可再生、可生物降解的高分子聚合物，价格低廉，储藏丰富。我国是农业大国，各类淀粉的产量较高。然而，现阶段我国的淀粉加工企业普遍技术含量不高、生产的产品结构单一且附加值相对较低。目前，淀粉纳米粒子已被应用于食品添加剂、填充材料、药物载体、乳化剂、黏合剂、生物可降解复合材料及增强剂等领域，因此，研制和开发淀粉纳米粒子可以增加淀粉的用途，提升我国淀粉加工产业地发展。

空化是发生在液体介质中特有的一种物理现象，是指当液体内部局部压力降低时，液体内部或液固交界面上蒸汽或气体空泡的形成、发展和溃灭的过程。它能够在短时间内形成持续作用的微射流和冲击波，在液体中产生强烈的搅拌、冲击破碎等作用。射流空化技术广泛应用于油矿开采、污水处理、设备清洗等传统工业中；近年来在食品领域中用于提高植物蛋白溶解性、凝胶性，饮料、豆制品生产工艺中加热、破碎及均质。但未见应用于淀粉纳米粒子的制备。

目前制备淀粉纳米粒子的方法主要有酸水解法、沉淀法、机械法和微乳液法。酸水解法制备淀粉纳米粒的原理是利用无机酸破坏淀粉颗粒中易于水解的无定形区域，留下难以水解的结晶区域，但制备时间较长，而且制得淀粉纳米粒的产率过低。此外，较高的酸浓度也提高了对反应设备的要求。机械法制备淀粉纳米粒的原理为利用剪切、摩擦、挤压和冲击等机械作用力将淀粉颗粒破碎至所需的粒径，机械法由于需要采用高性能粉碎设备处理较长时间，能耗比较高，在工业化生产上受到了很大的限制。沉淀法制备淀粉纳米粒子的原理是将淀粉或淀粉衍生物的溶液和沉淀剂混合，降低淀粉分子在溶液中的溶解度使之析出形成纳米粒子，但重结晶过程不好控制，且形成的淀粉纳米粒子团聚现象严重。微乳液法是通过表面活性剂的乳化将充分溶解的淀粉溶液和与之不相容的有机溶液形成均一稳定的油包水乳液，在交联剂的作用下，使水相中的淀粉分子交联形成淀粉纳米粒子从而析出，但对设备的要求比较高、能耗大，引入大量有机试剂。根据以往的研究，淀粉纳米粒子的制备方法都具有一定的局限性。

发明内容

为了解决上述淀粉纳米粒子制备时间较长，制备工艺复杂，不适用于工业生产，污染环境等技术问题，本发明提供一种射流空化辅助酶解制备的淀粉纳米粒子及制备方法、应用，耗时短，工艺简单且不使用化学试剂，所得产品呈现纳米级球形，粒径范围在50～300nm。

本发明是这样实现的，一种射流空化辅助酶解制备淀粉纳米粒子的方法，包括如下步骤：

1)淀粉与蒸馏水混合制备淀粉悬浊液；

2)对步骤1)制备的淀粉悬浊液进行射流空化处理；

3)对步骤2)制备的淀粉悬浊液进行干燥磨粉处理，保存备用；

4)对步骤3)制备的淀粉粉末重新配制成淀粉悬浊液，糊化处理；

5)在步骤4)糊化后的淀粉悬浊液中加入缓冲液，然后加入酶，搅拌一定时间；

6)将步骤5)制备的淀粉悬浮液，放入水浴锅中反应一定时间；

7)对步骤6)所得淀粉液进行灭酶处理；

8)将步骤7)所得淀粉液烘干、磨粉，得到淀粉纳米粒子。