一种粒状冷水可溶多孔淀粉高效定向包埋玉米黄质的方法技术

本发明专利技术公开了一种粒状冷水可溶多孔淀粉高效定向包埋玉米黄质的方法，将原淀粉经低强度脉冲电场预处理然后酶解，最后进行低温醇碱改性，协同作用，得到具有较高吸油率、较高冷水溶解度和较高透明度的粒状冷水可溶多孔淀粉，且孔洞分布均匀，高效定向包埋玉米黄质，解决了现有技术能耗大、反应条件苛刻，冷水溶解度不高、透明度不高，包埋玉米黄质包埋率不高的问题。问题。问题。

【技术实现步骤摘要】
一种粒状冷水可溶多孔淀粉高效定向包埋玉米黄质的方法

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[0001]本专利技术涉及淀粉改性
，具体涉及一种粒状冷水可溶多孔淀粉高效定向包埋玉米黄质的方法。

技术介绍
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[0002]玉米黄质，脂溶性黄色粉末或油状物，为β
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胡萝卜素的二羟基衍生物，化学式为C
40
H
56
O2。玉米黄质在功能食品中具有保护视力、清除自由基和抗氧化等作用，在医学中具有抵抗癌症、预防心血管疾病等作用。但是玉米黄质水溶性差，稳定性差，生物利用度低，在接触光、酶、金属会发生降解，引起大量损失，进而在一定程度上限制了玉米黄质应用于食品、医药等行业中。因此，亟需寻找一种成本低、效果好的包埋基质实现对玉米黄质的保护，深入探究如何提高其水溶性、稳定性和生物利用度，以提高玉米黄质的应用价值。
[0003]多孔淀粉是一种具有大量孔洞结构分布在表面或者贯穿整个淀粉颗粒的改性淀粉，其独特的中空结构特征成为多孔材料方面的研究热点，具有高孔隙率、高比表面积、吸附性强、负载量大等优点，同时保留了淀粉原有的安全、无毒、可降解等性质。因此，多孔淀粉可被用作包埋活性成分的壁材，保护活性成分，起到缓释或特定释放活性成分的效果。但是多孔淀粉在水中溶解性低、分散性差，且由于比重大，在液态中易沉淀，这些缺陷制约了多孔淀粉在包埋活性成分中的应用。淀粉在工业中使用时绝大部分需要先加热将其糊化，增强其水溶性，因此，使用在冷水中可溶的淀粉，可以减少工业生产环节，提高生产效率。目前最具应用前景的多孔淀粉制备方法是复合酶水解法，其具有专一高效、反应条件温和、易于调控孔隙率和工业化等特点，但存在能源成本高且耗时较长等问题。
[0004]现已公布的关于粒状冷水可溶淀粉制备及包埋玉米黄质的方法主要包括：1)中国专利技术专利202011632449.1公布了一种V型颗粒态多孔淀粉的制备方法，该方法采用高温醇法处理淀粉制备V型淀粉，然后进行酶解制备V型多孔淀粉，然而该方法涉及到的高温醇法能耗大，反应条件苛刻，需要使用高温高压反应釜，设备投资较高。

技术实现思路
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[0005]本专利技术的目的是提供一种粒状冷水可溶多孔淀粉高效定向包埋玉米黄质的方法，将原淀粉经低强度脉冲电场预处理然后酶解，最后进行低温醇碱改性，协同作用，得到具有较高吸油率、较高冷水溶解度和较高透明度的粒状冷水可溶多孔淀粉，且孔洞分布均匀，高效定向包埋玉米黄质，解决了现有技术能耗大、反应条件苛刻，冷水溶解度不高、透明度不高，包埋玉米黄质包埋率不高的问题。
[0006]本专利技术是通过以下技术方案予以实现的：
[0007]一种粒状冷水可溶多孔淀粉高效定向包埋玉米黄质的方法，该方法包括以下步骤：
[0008](1)脉冲电场预处理：将淀粉和去离子水混合形成均匀的淀粉悬浮液，加入电解质溶液，调节悬浮液电导率为50～300μs/cm，泵入脉冲电场处理设备进行处理，流速为50～
250mL/min，脉冲电场的脉冲频率为800～2000Hz，脉冲宽度为10～100us，电场强度为2～15kV/cm，优选为4
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12kV/cm，处理时间为10～120min，将处理后的淀粉真空抽滤，洗涤，干燥，粉碎，过筛，得到脉冲电场预处理淀粉；
[0009](2)酶解处理：将步骤(1)中得到的脉冲电场预处理淀粉和缓冲溶液混合形成均匀的淀粉悬浮液，加入α
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淀粉酶和淀粉转葡糖苷酶水浴40～50℃酶解，酶解时间为0.5～5.5h，α
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淀粉酶和淀粉转葡糖苷酶的质量比为2:1～1:2，α
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淀粉酶和淀粉转葡糖苷酶总添加量为0.5～4.0wt％，将酶解后的淀粉真空抽滤，水洗，醇洗，干燥，粉碎，过筛，得到脉冲电场辅助制备多孔淀粉；
[0010](3)醇碱处理：将步骤(2)中得到的脉冲电场辅助制备多孔淀粉和乙醇混合形成均匀的淀粉乳，加入氢氧化钠15～35℃，优选为20～30℃水浴反应，将反应后的淀粉中和，真空抽滤，醇洗，干燥，粉碎，过筛，得到脉冲电场辅助制备粒状冷水可溶多孔淀粉；
[0011](4)包埋玉米黄质：将步骤(3)中得到的的脉冲电场辅助制备粒状冷水可溶多孔淀粉和乙醇混合形成均匀的淀粉乳，加入玉米黄质无水乙醇溶液15～35℃，优选为25～35℃水浴吸附，玉米黄质浓度为1～5mg/mL，将吸附后的包合物真空抽滤，醇洗，干燥，粉碎，得到脉冲电场辅助制备粒状冷水可溶多孔淀粉
‑
玉米黄质包合物。
[0012]步骤(1)中的淀粉为玉米淀粉、蜡质玉米淀粉等常见淀粉中的一种或几种；电解质溶液为硫酸钾或氯化钾溶液中的一种或两种，电解质溶液的浓度为0.2～2mol/L。
[0013]所述步骤(2)中的缓冲液为乙酸
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乙酸钠缓冲液或磷酸盐缓冲液，缓冲液的pH值为4～7；α
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淀粉酶的酶活力为3000～5000U/mL，淀粉转葡糖苷酶的酶活力为5000～200000U/mL。
[0014]所述步骤(3)中的乙醇浓度为70～100wt％，乙醇和脉冲电场辅助制备多孔淀粉的质量比为4:1～40:1；氢氧化钠和脉冲电场辅助制备多孔淀粉的质量比为1:10～1:1；反应时间为5～30min。
[0015]所述步骤(4)中的玉米黄质和脉冲电场辅助制备粒状冷水可溶多孔淀粉的质量比为3:1～30:1；吸附时间为0.5～4.5h。
[0016]本专利技术利用电场强度为2～15kV/cm的低场强脉冲电场预处理淀粉，连续、均一、稳定地破坏淀粉颗粒的表观形貌和内部结晶结构，提高后续的酶解和醇碱处理效率，实现高效定向包埋；本专利技术通过15～35℃室温醇碱处理，可以保留淀粉基本的颗粒形态，构建V型亚稳态空腔结构，增大表面积和吸附性能，提高冷水溶解度，实现活性物质的增溶；通过淀粉与活性物质在一定配比下的配合使用，提高目标物质的生物利用度和稳定性，可规避现有大部分物理和化学法实现淀粉包埋所需装备或者条件复杂、易形成污染等一系列问题，具有绿色、安全、能耗低等特点。
[0017]此外，专利技术人意外发现2～15kV/cm的低场强脉冲电场预处理结合酶解会提高淀粉的透明度、冷水溶解度，15～35℃室温醇碱处理也会提高淀粉的透明度、冷水溶解度，且二者具有明显的正向协同作用。
[0018]本专利技术的技术原理：其一是在脉冲电场作用下，淀粉溶液中的带电粒子定向迁移并聚集在淀粉颗粒表面，形成宏观的空间电荷。当达到2～15kV/cm的电场强度后，在瞬间高压放电作用下使得淀粉颗粒遭到破坏且未造成结构崩塌，在连续、均一、稳定的电场作用下打开孔道，提高淀粉颗粒对淀粉酶的敏感性，实现高效定向包埋。其二是淀粉分子上的羟基
在碱性环境中带负电荷，分子间斥力使得淀粉颗粒逐渐膨胀，进一步分散，达到一定程度后，氢键断裂，淀粉本身的双螺旋结构展开，而淀粉的颗粒形态在乙醇的抑制和直链、支链淀粉交联网状结构的作用下得以维持。中和反应会使得乙醇和单螺旋的淀粉分子结合形成V型复合物，高温干燥过程中，易挥发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种粒状冷水可溶多孔淀粉高效定向包埋玉米黄质的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)脉冲电场预处理：将淀粉和去离子水混合形成均匀的淀粉悬浮液，加入电解质溶液，调节悬浮液电导率为50～300μs/cm，泵入脉冲电场处理设备进行处理，流速为50～250mL/min，脉冲电场的脉冲频率为800～2000Hz，脉冲宽度为10～100us，电场强度为2～15kV/cm，处理时间为10～120min，将处理后的淀粉真空抽滤，洗涤，干燥，粉碎，过筛，得到脉冲电场预处理淀粉；(2)酶解处理：将步骤(1)中得到的脉冲电场预处理淀粉和缓冲溶液混合形成均匀的淀粉悬浮液，加入α
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淀粉酶和淀粉转葡糖苷酶水浴40～50℃酶解，酶解时间为0.5～5.5h，α
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淀粉酶和淀粉转葡糖苷酶的质量比为2:1～1:2，α
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淀粉酶和淀粉转葡糖苷酶总添加量为0.5～4.0wt％，将酶解后的淀粉真空抽滤，水洗，醇洗，干燥，粉碎，过筛，得到脉冲电场辅助制备多孔淀粉；(3)醇碱处理：将步骤(2)中得到的脉冲电场辅助制备多孔淀粉和乙醇混合形成均匀的淀粉乳，加入氢氧化钠15～35℃水浴反应，将反应后的淀粉中和，真空抽滤，醇洗，干燥，粉碎，过筛，得到脉冲电场辅助制备粒状冷水可溶多孔淀粉；(4)包埋玉米黄质：将步骤(3)中得到的脉冲电场辅助制备粒状冷水可溶多孔淀粉和乙醇混合形成均匀的淀粉乳，加入玉米黄质无水乙醇溶液15～35℃水浴吸附，玉米黄质浓度为1～5mg/m...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩忠，廖钟娟，曾新安，成军虎，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：