一种具有核-壳-冠结构的淀粉聚合物及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种一种具有核

【技术实现步骤摘要】
一种具有核
‑
壳
‑
冠结构的淀粉聚合物及其制备方法


[0001]本专利技术属于淀粉深加工
，具体涉及一种具有核
‑
壳
‑
冠结构的淀粉聚合物及其制备方法。

技术介绍

[0002]作为植物体内重要的储能物质，淀粉是仅次于纤维素的的重要可再生资源。我国淀粉资源极为丰富，年总产量已超3000万吨，但90％以上用于生产淀粉糖、糖醇、发酵制品等初级产品，与欧美发达国家还有较大的差距，主要反映在原料利用率低、生产技术不完善，尤其是高附加值产品缺乏。大宗淀粉通过适当改性后使其原有的分子结构发生改变，从而改变淀粉的理化性质，如糊化特性、水溶性、凝胶化能力、抗老化性、粘度及成膜性等，可以被广泛应用在食品、造纸、纺织、精细化工、医药等领域。例如，物理改性工艺简单、易操作，但物理改性对淀粉改性程度不高，常需要与其它改性手段联用；化学改性淀粉是目前淀粉工业中用量最大的，但其改性成本高且产生的废物对环境存在污染；酶改性的反应条件温和、反应效率高、底物特异性强且绿色环保；复合改性则是利用多种改性方法相结合得到具有组合特性的改性衍生物。当前，国际跨国公司宜瑞安、嘉吉、罗盖特等利用绿色清洁生产技术开发了纳米淀粉、智能水凝胶、药物递送载体、生物降解材料等并形成了规模化的生产销售；国内企业主要生产销售酸解淀粉、氧化淀粉、醋酸酯淀粉等传统化学改性产品，亟需丰富升级现有产品种类，提升产品附加值。基于上述原因，本专利技术设计并制备了一种具有核
‑
壳
‑/>冠结构的新型淀粉聚合物。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在提供一种具有核
‑
壳
‑
冠结构的淀粉聚合物的合成方法，该方法具有方法操作简便、反应条件可控和可连续化绿色生产等特点。
[0004]本专利技术的目的通过下述技术方案来实现：以线性淀粉糊精为原料，通过多酶耦联催化与控温结晶工艺制备得到具有核
‑
壳
‑
冠结构的淀粉聚合物，依次包括如下步骤：
[0005](1)将线性淀粉糊精溶解于pH5.0
‑
7.0的缓冲盐溶液体系，以得到质量浓度为10％
‑
30％的线性淀粉糊精溶液，然后添加50
‑
600U/g多功能淀粉酶并于35
‑
70℃恒温反应6
‑
48h；
[0006]其中，所述多功能淀粉酶来源于水解糖酶家族13或57，具有糖链支化活力/解聚活力(酶促催化聚合形成1,6和1,4键比例)<30；
[0007](2)待步骤(1)反应结束后，加热灭酶活，向其中加入30
‑
200U/g糖基转移酶于35
‑
50℃恒温反应2
‑
12h；
[0008](3)待步骤(2)反应结束后，加热灭酶活，调节体系温度至0
‑
20℃储藏6
‑
24h后离心、取沉淀干燥即得到目标产物——具有核
‑
壳
‑
冠结构的淀粉聚合物。
[0009]作为本专利技术的一种实施方式，所述多功能淀粉酶的糖链支化活力是指降低线性淀粉
‑
碘复合物在660nm处吸光率的活力，且是基于多功能淀粉酶切断α
‑
1,4糖苷键并转移至
另一个葡萄糖残基从而形成环形链结构来减少线性淀粉片段的能力，支化活力(U/mL)＝[(线性淀粉
‑
碘复合物在660nm的吸光值
‑
加入酶制剂的线性淀粉
‑
碘复合物在660nm的吸光值)/(线性淀粉
‑
碘复合物在660nm的吸光值)]×
100/10
×
20。糖链解聚活力是指：指淀粉分子量降低的活力，即在糖酶催化最适温度和pH条件下，多功能淀粉酶作用1g淀粉底物反应8h时将淀粉分子量降至500000Da所需酶的量。具体测试方法：分子量降低活力(U/mL)＝1/[(淀粉分子量降至500000Da所需的酶量/1000)
×
(1000mg/样品质量)]。其中所述的活力均是在70℃、pH 7.0条件下测定的。
[0010]在本专利技术的一种实施方式中，所述多功能淀粉酶包括：利用古生菌、细菌中水解糖酶家族13或57活化培养、发酵产酶、收集菌体、冻干粉碎制得的多功能淀粉酶；所述多功能淀粉酶的糖链支化活力与解聚活力的比值小于30。
[0011]在本专利技术的一种实施方式中，所述多功能淀粉酶的具体制备方法步骤参考申请号为2019106991744的中国专利。
[0012]在本专利技术的一种实施方式中，所述微生物源包括：嗜热脂肪芽孢杆菌Bacillus stearothermophilus ATCC 7953、极端嗜热菌Calditerricolayamamurae UTM801 CGMCC 6185、极端嗜热球菌Streptococcus thermophilus ATCC 14485、嗜热栖热菌Thermus thermophilesATCC33923、嗜热古细菌Aeropyrumpernix K1等购自于美国ATCC、日本JCM等生物资源中心。
[0013]作为本专利技术的一种实施方式，所述糖基转移酶为淀粉蔗糖酶、葡聚糖蔗糖酶、麦芽糖转葡糖基酶、葡聚糖分支酶、葡聚糖磷酸化酶中的至少一种。
[0014]作为本专利技术的一种实施方式，所述多功能淀粉酶的用量为60U/g。
[0015]作为本专利技术的一种实施方式，所述糖基转移酶的用量为100U/g。
[0016]作为本专利技术的一种实施方式，所述线性淀粉糊精为植物源淀粉的降解产物，所述线性淀粉糊精的分子量为(1.0
‑
20.0)
×
104g/mol。
[0017]作为本专利技术的一种实施方式，所述植物源淀粉包括谷物淀粉、薯类淀粉、豆类淀粉中的至少一种。
[0018]作为本专利技术的一种实施方式，所述缓冲盐溶液体系为磷酸盐、柠檬酸盐、醋酸盐、Tris
‑
盐酸盐、巴比妥盐中的至少一种。
[0019]作为本专利技术的一种实施方式，步骤(2)中加热灭酶活的条件具体为：95℃水浴加热30
‑
60min。
[0020]本专利技术的第二目的在于提供前述方法制备得到的淀粉衍生物，其微观形貌呈核
‑
壳
‑
冠结构，分子量为(0.1
‑
5.0)
×
108g/mol，颗粒大小为200
‑
2000nm，结晶度为10
‑
35％，横向晶粒尺寸为3
‑
15nm，难消化营养片段比例为>45％。
[0021]本专利技术的第三目的在于提供前述淀粉衍生物在特医食品、主
‑
客体胶囊化载体和生物医用材料等领域中的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种淀粉衍生物的制备方法，其特征在于，依次包括如下步骤：(1)将线性淀粉糊精溶解于pH5.0
‑
7.0的缓冲盐溶液体系，以得到质量浓度为10％
‑
30％的线性淀粉糊精溶液，然后添加50
‑
600U/g多功能淀粉酶并于35
‑
70℃恒温反应6
‑
48h；其中，所述多功能淀粉酶来源于水解糖酶家族13或57，具有糖链支化活力/解聚活力<30；(2)待步骤(1)反应结束后，加热灭酶活，向其中加入30
‑
200U/g糖基转移酶于35
‑
50℃恒温反应2
‑
12h；(3)待步骤(2)反应结束后，加热灭酶活，调节体系温度至0
‑
20℃储藏6
‑
24h后离心、取沉淀干燥即得到目标产物——具有核
‑
壳
‑
冠结构的淀粉聚合物。2.根据权利要求1所述的淀粉衍生物的制备方法，其特征在于，所述糖基转移酶为淀粉蔗糖酶、葡聚糖蔗糖酶、麦芽糖转葡糖基酶、葡聚糖分支酶、葡聚糖磷酸化酶中的至少一种。3.根据权利要求1所述的淀粉衍生物的制备方法，其特征在于，所述多功能淀粉酶的用量为60U/g。4.根据权利要求1或2所述的淀粉衍生物的制备方法，其特征在于，所述糖基转移酶的用量为100...

【专利技术属性】
技术研发人员：缪铭，陈一枚，胡秀婷，齐阳，张涛，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：