專(zhuān)利名稱(chēng):一種滾筒法脂肪酸淀粉酯的制備及應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
一種滾筒法脂肪酸淀粉酯的制備及應(yīng)用,屬于變性淀粉技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
以滾筒法生產(chǎn)脂肪酸淀粉酯的原理為在滾筒干燥機(jī)的高溫作用下,原淀粉與脂肪酸在酸性催化劑的催化作用下發(fā)生直接費(fèi)歇爾酯化反應(yīng)。酸在此反應(yīng)中既是酯化反應(yīng)的催化劑,又可將淀粉降解,導(dǎo)致淀粉分子鏈變短,支鏈淀粉的分支結(jié)構(gòu)被破壞,反應(yīng)空間障礙減小,增加脂肪酸與淀粉的酯化反應(yīng)機(jī)會(huì)。
在國(guó)外,有關(guān)脂肪酸淀粉酯的研究工作進(jìn)行得比較多,特別是美國(guó)和日本。早在二十世紀(jì)四十年代,Mullen等人就開(kāi)始了硬脂酸淀粉酯的研究工作,但國(guó)內(nèi)研究的還比較少。國(guó)內(nèi)目前見(jiàn)報(bào)道的屬于濕法工藝的只有程發(fā)等人采用水媒法制得的硬脂酸淀粉酯。屬于干法工藝的有徐愛(ài)國(guó)采用的高溫法制備的硬脂酸玉米淀粉酯,還有史巧玲的微波法以及劉鳳茹采用的擠壓法。
滾筒干燥技術(shù)是應(yīng)用在變性淀粉生產(chǎn)中的一項(xiàng)重要技術(shù),滾筒干燥的特點(diǎn)為操作簡(jiǎn)單,適應(yīng)性廣,各個(gè)因素之間關(guān)聯(lián)性不大;其熱效率高,可高達(dá)80%~90%;反應(yīng)時(shí)間短,其整個(gè)周期只需25~60s,采用滾筒法生產(chǎn)脂肪酸淀粉酯反應(yīng)效率高,可實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是用滾筒干燥器作為化學(xué)反應(yīng)器來(lái)制備一種具有疏水性的酯化淀粉。脂肪酸淀粉酯與原淀粉相比,具有了一定的乳化性,良好的凍融穩(wěn)定性和糊化性能。本發(fā)明使用無(wú)水乙醇作為酯化劑的溶劑,在攪拌的條件下可以與淀粉充分混合,在之后的干燥工藝中,無(wú)水乙醇會(huì)完全揮發(fā),不會(huì)對(duì)反應(yīng)造成任何不良影響。
本發(fā)明的技術(shù)方案一種滾筒法脂肪酸淀粉酯的制備方法,以淀粉為原料,脂肪酸為酯化劑,用滾筒干燥機(jī)作為反應(yīng)器制備脂肪酸淀粉酯,即用少量熱無(wú)水乙醇溶解相當(dāng)于淀粉干基質(zhì)量1%~5%的脂肪酸,加入一定量的催化劑,再與淀粉及水調(diào)漿,設(shè)置滾筒轉(zhuǎn)速、滾筒的壓力即相應(yīng)的溫度,進(jìn)行酯化反應(yīng),滾出的物料冷卻后用粉碎機(jī)粉碎,即得產(chǎn)品; (1)配方為 原淀粉,以干基質(zhì)量計(jì)100g 無(wú)水乙醇,以體積計(jì) 20~100mL 脂肪酸,以干基質(zhì)量計(jì)1~5g 催化劑,以體積計(jì)0.2~2mL 水,以體積計(jì)150~400mL 所用催化劑選用2mol/L鹽酸或2mol/L醋酸; (2)配制反應(yīng)物 按配方用60℃熱無(wú)水乙醇溶解脂肪酸,加入催化劑,再與淀粉及水調(diào)漿,調(diào)節(jié)漿液淀粉質(zhì)量體積濃度為20%~40%; (3)滾筒反應(yīng) 設(shè)置滾筒反應(yīng)條件為 滾筒轉(zhuǎn)速 0.5~4r/min 滾筒壓力 0.4~0.8Mpa 滾出的物料冷卻后用粉碎機(jī)粉碎,即得成品脂肪酸淀粉酯。
原料淀粉選用大米淀粉、玉米淀粉、小麥淀粉或薯類(lèi)淀粉等。
用于酯化反應(yīng)的酯化劑為長(zhǎng)鏈脂肪酸,選用硬脂酸、月桂酸、油酸、亞油酸或棕櫚酸等。
所采用的滾筒干燥機(jī)類(lèi)型為單滾筒干燥機(jī)或雙滾筒干燥機(jī)。
用所述方法制備的脂肪酸淀粉酯的應(yīng)用,在食品工業(yè)中用作穩(wěn)定劑、乳化劑、凝膠劑、脂肪替代品或微膠囊壁材,應(yīng)用于諸如人造奶油、色拉調(diào)味料、焙烤食品、奶制品食品中;因?yàn)樵摦a(chǎn)品可以模擬脂肪的質(zhì)構(gòu)和口感,所以將其作為脂肪替代品應(yīng)用于低脂蛋黃醬中替代部分脂肪。
用于酯化反應(yīng)的催化劑可以為鹽酸、醋酸或濃硫酸等。
本發(fā)明的有益效果本發(fā)明針對(duì)食品加工業(yè)對(duì)變性淀粉的特殊性要求,有針對(duì)性的開(kāi)發(fā)了一種變性淀粉的新生產(chǎn)工藝和新產(chǎn)品。脂肪酸淀粉酯由于引入了具有疏水性的脂肪酸,從而具有了親水和親油的雙親性質(zhì),在食品工業(yè)中能用作穩(wěn)定劑、乳化劑、凝膠劑、脂肪替代品、微膠囊壁材等,可應(yīng)用于諸如人造奶油、色拉調(diào)味料、焙烤食品、奶制品等食品中,因?yàn)樵摦a(chǎn)品可以模擬脂肪的質(zhì)構(gòu)和口感,所以可作為脂肪替代品應(yīng)用于低脂蛋黃醬中替代部分脂肪;滾筒反應(yīng)操作簡(jiǎn)單,反應(yīng)時(shí)間短,生產(chǎn)高效、靈活,便于調(diào)節(jié)控制,同時(shí)加工過(guò)程中無(wú)廢水產(chǎn)生。因此大大拓寬了對(duì)變性淀粉加工工藝路線(xiàn)的選擇。
圖1滾筒法脂肪酸淀粉酯制備工藝示意圖。
具體實(shí)施方案 實(shí)施例1滾筒法制備脂肪酸淀粉酯的方法,依次包括以下步驟稱(chēng)取100g(干基)大米淀粉,用60mL熱無(wú)水乙醇溶解3g硬脂酸,加入1mL的2mol/L鹽酸催化劑,再與淀粉及水混合,調(diào)節(jié)漿液淀粉質(zhì)量體積濃度為35%。在滾筒轉(zhuǎn)速為1r/min,滾筒蒸汽壓力為0.7Mpa條件下進(jìn)行反應(yīng),轉(zhuǎn)一圈后物料被刮下,冷卻,粉碎,即得成品。以所制備的硬脂酸淀粉酯與高溫法及微波法所制得的硬脂酸淀粉酯進(jìn)行比較,結(jié)果如表1所示 表1 三種不同方法制備的硬脂酸淀粉酯比較 從表1可以看出滾筒法制備硬脂酸淀粉酯是可行的,且較微波法和高溫法更優(yōu)一些。
實(shí)施例2滾筒法制備脂肪酸淀粉酯的方法,依次包括以下步驟稱(chēng)取100g(干基)大米淀粉,用100mL熱無(wú)水乙醇溶解5g硬脂酸,加入1mL的2mol/L鹽酸催化劑,再與淀粉及水混合,調(diào)節(jié)漿液淀粉質(zhì)量體積濃度為35%。在滾筒轉(zhuǎn)速為1r/min,滾筒蒸汽壓力為0.7Mpa條件下進(jìn)行反應(yīng),轉(zhuǎn)一圈后物料被刮下,冷卻,粉碎,即得成品硬脂酸淀粉酯。
實(shí)施例3稱(chēng)取100g(干基)大米淀粉,用60mL熱無(wú)水乙醇溶解3g硬脂酸,加入1.5mL的2mol/L鹽酸催化劑,再與淀粉及水混合,調(diào)節(jié)漿液淀粉質(zhì)量體積濃度為35%。在滾筒轉(zhuǎn)速為1r/min,滾筒壓力為0.7Mp條件下進(jìn)行反應(yīng),轉(zhuǎn)一圈后物料被刮下,冷卻,粉碎,即得成品硬脂酸淀粉酯。
實(shí)施例4稱(chēng)取100g(干基)大米淀粉,用60mL熱無(wú)水乙醇溶解3g硬脂酸,加入1mL的2mol/L鹽酸催化劑,再與淀粉及水混合,調(diào)節(jié)漿液淀粉質(zhì)量體積濃度為30%。在滾筒轉(zhuǎn)速為1r/min,滾筒壓力為0.7Mp條件下進(jìn)行反應(yīng),轉(zhuǎn)一圈后物料被刮下,冷卻,粉碎,即得成品硬脂酸淀粉酯。
實(shí)施例5稱(chēng)取100g(干基)大米淀粉,用60mL熱無(wú)水乙醇溶解3g硬脂酸,加入1mL的2mol/L鹽酸催化劑,再與淀粉與水混合,調(diào)節(jié)漿液淀粉質(zhì)量體積濃度為35%。在滾筒轉(zhuǎn)速為2r/min,滾筒壓力為0.7Mp條件下進(jìn)行反應(yīng),轉(zhuǎn)一圈后物料被刮下,冷卻,粉碎,即得成品硬脂酸淀粉酯。
實(shí)施例6稱(chēng)取100g(干基)大米淀粉,用60mL熱無(wú)水乙醇溶解3g硬脂酸,加入1mL的2mol/L鹽酸催化劑,再與淀粉及水混合,調(diào)節(jié)漿液淀粉質(zhì)量體積濃度為35%。在滾筒轉(zhuǎn)速為1r/min,滾筒壓力為0.6Mp條件下進(jìn)行反應(yīng),轉(zhuǎn)一圈后物料被刮下,冷卻,粉碎,即得成品硬脂酸淀粉酯。
實(shí)施例7以玉米淀粉為原料,其余配方和操作條件同實(shí)施例1,制得成品硬脂酸淀粉酯。
實(shí)施例8-11分別使用月桂酸、油酸、亞油酸或棕櫚酸作為酯化劑,其余配方和操作條件同實(shí)施例1,分別制得成品月桂酸淀粉酯、油酸淀粉酯、亞油酸淀粉酯或棕櫚酸淀粉酯。
實(shí)施例12選用2mol/L醋酸作為催化劑,其余配方和操作條件同實(shí)施例1,制得成品硬脂酸淀粉酯。
權(quán)利要求
1.一種滾筒法脂肪酸淀粉酯的制備方法,其特征是以淀粉為原料,脂肪酸為酯化劑,用滾筒干燥機(jī)作為反應(yīng)器制備脂肪酸淀粉酯,即用少量熱無(wú)水乙醇溶解相當(dāng)于淀粉干基質(zhì)量1%~5%的脂肪酸,加入一定量的催化劑,再與淀粉及水調(diào)漿,設(shè)置滾筒轉(zhuǎn)速、滾筒的壓力即相應(yīng)的溫度,進(jìn)行酯化反應(yīng),滾出的物料冷卻后用粉碎機(jī)粉碎,即得產(chǎn)品;
(1)配方為
原淀粉,以干基質(zhì)量計(jì)100g
無(wú)水乙醇,以體積計(jì) 20~100mL
脂肪酸,以干基質(zhì)量計(jì)1~5g
催化劑,以體積計(jì)0.2~2mL
水,以體積計(jì)150~400mL
所用催化劑選用2mol/L鹽酸或2mol/L醋酸;
(2)配制反應(yīng)物
按配方用60℃熱無(wú)水乙醇溶解脂肪酸,加入催化劑,再與淀粉及水調(diào)漿,調(diào)節(jié)漿液淀粉質(zhì)量體積濃度為20%~40%;
(3)滾筒反應(yīng)
設(shè)置滾筒反應(yīng)條件為
滾筒轉(zhuǎn)速0.5~4r/min
滾筒壓力0.4~0.8Mpa
滾出的物料冷卻后用粉碎機(jī)粉碎,即得成品脂肪酸淀粉酯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征是原料淀粉選用大米淀粉、玉米淀粉、小麥淀粉或薯類(lèi)淀粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征是用于酯化反應(yīng)的酯化劑為長(zhǎng)鏈脂肪酸,選用硬脂酸、月桂酸、油酸、亞油酸或棕櫚酸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征是所采用的滾筒干燥機(jī)類(lèi)型為單滾筒干燥機(jī)或雙滾筒干燥機(jī)。
5.用權(quán)利要求1所述方法制備的脂肪酸淀粉酯的應(yīng)用,其特征是在食品工業(yè)中用作穩(wěn)定劑、乳化劑、凝膠劑、脂肪替代品或微膠囊壁材,應(yīng)用于諸如人造奶油、色拉調(diào)味料、焙烤食品、奶制品食品中;其作為脂肪替代品應(yīng)用于低脂蛋黃醬中替代部分脂肪。
全文摘要
一種滾筒法脂肪酸淀粉酯的制備及應(yīng)用,屬于變性淀粉技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明采用淀粉為原料,脂肪酸為酯化劑,在滾筒干燥機(jī)作為化學(xué)反應(yīng)器的條件下,對(duì)淀粉進(jìn)行酯化改性,制備脂肪酸淀粉酯產(chǎn)品。經(jīng)過(guò)滾筒的高溫作用處理后脂肪酸按一定比例與原淀粉發(fā)生酯化反應(yīng),淀粉由于疏水性有機(jī)碳鏈的引入,具備了親油和親水的雙親性質(zhì),因而具有了一定的乳化性。產(chǎn)品在食品工業(yè)中能用作穩(wěn)定劑、乳化劑、凝膠劑、脂肪替代品、微膠囊壁材等,可應(yīng)用于諸如人造奶油、色拉調(diào)味料、焙烤食品、奶制品等食品中。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是采用滾筒干燥機(jī)制備酯化淀粉,其反應(yīng)過(guò)程連續(xù)、反應(yīng)時(shí)間短且操作簡(jiǎn)單,能耗低,制得的產(chǎn)品性能優(yōu)良。
文檔編號(hào)C08B31/04GK101824094SQ201010157310
公開(kāi)日2010年9月8日 申請(qǐng)日期2010年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月14日
發(fā)明者張燕萍, 劉麗 申請(qǐng)人:江南大學(xué)