多空淀粉制备技术及其在化工工艺中的应用

□陈朝军 陈中爱 贵州省生物技术研究所

多空淀粉制备技术及其在化工工艺中的应用

□陈朝军 陈中爱 贵州省生物技术研究所

多孔淀粉（Porous starch）是表面和内部具有孔洞结构的一种新型变性淀粉颗粒，孔隙率多在50%，颗粒直径在1 μm左右。与常规变性淀粉相比，具有孔容体积大、比表面积大、密度堆积能力大、颗粒密度小等特点，具有强大的吸水、吸油等吸附能力。制备工艺中不需要添加化学试剂，无毒无污染，使用过程高效安全，使其在食品工业、化工产业、医药产业等方面有着较为广泛的用途。

制备技术

生物法

生物法，也称生物酶水解法，淀粉被酶部分水解后，就可通过过滤、洗涤、干燥等工艺得到多孔淀粉。生物酶法制备多孔淀粉的关键因素是生淀粉酶，这种酶可在低于糊化温度的条件下水解未糊化的淀粉，有α—淀粉酶、β—淀粉酶、异淀粉酶、葡萄糖淀粉酶和脱支酶等，来源于曲霉、酵母菌等细菌和植物发芽的种子等。此外，不同的酶在生淀粉的水解能力上相差比较大，姚卫蓉对具代表性的10种生淀粉酶测定活力，研究发现糖化酶、α—淀粉酶均有较强的水解生淀粉能力，而β—淀粉酶无活力，若进一步用α—淀粉酶和糖化酶水解大米粉也能得到多孔淀粉。

化学法

用盐酸等水解淀粉是化学法中制备多孔淀粉主要方式。化学法的关键因素在于控制反应条件，不同酸对淀粉的水解受酸浓度、反应温度、反应时间和混合均匀的速度等条件影响。决定多孔淀粉形成的关键因素是酸浓度，当酸浓度高于5%时，小麦的淀粉极易糊化且难以形成多孔淀粉；当酸浓度低于0.5%时，酸对淀粉的水解性能难以发挥作用。李莹 等以碎小米为原料，通过正交和单因素试验，发现以碎米为原料，通过酸法制备多孔淀粉的最佳工艺条件是：液料比为4∶1，盐酸浓度为0.4 mol/L，最佳酸解温度35 ℃，最佳酸解时间为6 h。

物理—生物法

通过挤压、微波、钴照射等物理方法与酶水解法相结合，在多空淀粉制备上效率更高，方法更简单。刘宇欣通过挤压法与酶水解法相联合，研究发现在68 ℃的机筒温度、42%物料含水率、150 r /min的螺杆转速的挤压条件下，得到的多孔淀粉吸油率为62.1%，比未经挤压的多孔淀粉吸油率提高近30%，扫描电镜也显示挤压-复合酶法制得的多孔淀粉微观结构呈多孔的蜂窝状。李澧 等研究发现，采用60Coγ射线，40 kGy的辐照剂量与水解酶6 h的水解时间相结合后，制备的玉米多孔淀粉孔分布非常均匀，对甲基紫的吸附量为1.56 mg/g。

多孔淀粉在化工工艺中的应用

刘勋用多孔淀粉制备了微胶囊化粉末精油，在制备过程中发现多孔淀粉对花椒精油的吸附量达0.92 g/g，包埋量达48%，高于其他包埋材料，微胶囊化后的精油产品具有良好的稳定贮存性。朱仁宏 等将多孔淀粉吸附天然除虫菊酯后加人内墙涂料，通过对解吸附量、释放时间的比较，研究了多孔淀粉作为一种新型的吸附和缓释剂，在内墙涂料中加入的可行性。张赛探讨了使用去蛋白质—脂肪糙米多孔淀粉包埋山苍子油制备山苍子油微胶囊的工艺条件，发现山苍子油微胶囊中山苍子油含量为（21.3±0.2）mg/ g，效果较好。张艳用多孔淀粉吸附法制备了具有一定缓释性能的香精缓释制剂，发现150 ℃之前随着温度的升高，多孔淀粉缓释制剂失重速率加快。谷绒将多孔淀粉作为包埋剂应用于粉末辣椒红素的制备工艺中，研究发现所制备的新型粉末色素包埋率达到88.2%，其稳定性即使在在高温下也能得到最大限度的保持，色素残存率在室外日光下照射9天仍达到66.7%。

展望

目前，多孔淀粉的制备基本上还是以生物法、化学法为主，下一步，国内外将关注制备方法的联合性及创新性，使多孔淀粉的制备更加简化、成本更低。此外，多孔淀粉的应用将不仅仅局限在农业、食品、化工等产业中，会在各行各业中得到广泛应用。

陈朝军（1988-），男，山东，硕士，研究实习员。研究方向：食品安全与质量控制。