Способ получения модифицированного крахмала

 

Использование: изобретение относится к производству продуктов с низкой молекулярной массой из крахмала, которые предназначены для различных отраслей промышленности. Сущность: способ получения модифицированного крахмала предусматривает смешивание картофельного или кукурузного крахмала с влажностью 20-45% с 0,1-0,4% сернокислого алюминия к массе сухих веществ крахмала, облучение смеси гамма-лучами Со⁶⁰ в дозе 20-60 млн. р., насыщение облученной смеси углекислым газом путем его продувания со скоростью не менее 10 м/мин и затем высушивают. 3 з. п. ф-лы.

Изобретение относится к области производства из крахмала продуктов с более низкой молекулярной массой, обладающих особыми свойствами (растворимость, клеящая способность), которые предназначены к использованию в пищевой, текстильной и других отраслях промышленности.

Известен способ изготовления модифицированного крахмала, состоящий в его декстринировании и включающий тщательное замешивание крахмала с растворами солей двух- или трехвалентных металлов, высушивание и нагревание при 150-160^oС в течение 1-2 ч. В зависимости от продолжительности и температуры высушивания получают крахмал, растворимый в холодной или горячей воде, причем растворы обладают различной вязкостью, клеящей или прилипающей способностью (А.с. СССР N 87465, МКИ С 08 В 30/18, 1949).

Известно, что под воздействием ионизирующего излучения возможно осуществить модификацию крахмала, сделав его растворимым.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения модифицированного крахмала (К.А. Коротченко. Радиационный способ получения растворимого крахмала и декстрина. "Изв. ВУЗов. Пищевая технология", 1967, N 2, cтp. 74-75).

Способ предусматривает облучение картофельного или кукурузного крахмала высокими дозами гамма-излучения Со⁶⁰ от 20 до 50 млн.р. при мощности излучения 2000 р. мин.

В результате получают растворимый крахмал, обладающий более высокой склеивающей способностью по сравнению с химически модифицированными промышленными растворимыми крахмалами.

Технический результат, достигаемый в заявляемом способе по сравнению с ближайшим аналогом, получение модифицированного крахмала, более устойчивого при хранении.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения модифицированного крахмала, предусматривающем облучение картофельного или кукурузного крахмала гамма-лучами, крахмал с влажностью 20-45% перед облучением смешивают с 0,1-0,4% сернокислого алюминия к массе сухих веществ крахмала, после облучения смесь насыщают углекислым газом путем продувания его со скоростью не менее 10 м/мин, а затем высуживают. Оптимальным является смешивание крахмала с 0,2-0,3% сернокислого алюминия к массе сухих веществ крахмала.

Облучение предпочтительно проводить гамма-лучами Со⁶⁰ в дозе от 20 до 60 млн. р.

А высушивать смесь крахмала с сернокислым алюминием после облучения можно: картофельный крахмал до влажности не более 18% а кукурузный не более 13% Способ осуществляют следующим образом.

Картофельный или кукурузный крахмал с влажностью 20-45% смешивают с сернокислым алюминием. При этом сернокислый алюминий используют в количестве 0,1-0,4% от массы сухих веществ крахмала. Полученную смесь облучают гамма-лучами Со⁶⁰ в дозе от 20 до 60 млн. р. Через облученную влажную смесь продувают углекислый газ со скоростью не менее 10 м/мин до полного насыщения ее углекислым газом. Затем смесь высушивают до стандартной влажности готового товарного продукта. Способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Осуществляют способ как в ближайшем аналоге. Берут 100 г кукурузного крахмала со стандартной влажностью 13% Крахмал облучают гамма-лучами Со⁶⁰ в дозе 50 млн. р. Облученный крахмал непосредственно после обработки имел степень растворимости 70,5% а величину склеивающей способности 3050 г на полоску ткани. Однако через неделю хранения растворимость снизилась до 18,2% Склеивающая способность понизилась через неделю, полгода и год хранения соответственно до 2650, 2400 и 2200 г на полоску ткани.

Пример 2. Берут 100 г кукурузного крахмала с влажностью 20% смешивают с 0,1% соли сернокислого алюминия. Полученную смесь облучают гамма-лучами Со⁶⁰ в дозе 20 млн. р. Через облученную смесь однократно продувают углекислый газ со скоростью 15 м/мин до полного насыщения им смеси. Затем смесь подвергают высушиванию до влажности 13% Растворимость крахмала в воде составляет 18,3% а склеивающая способность непосредственно после обработки, через полгода и год соответственно, 2050, 2000 и 1920 г на полоску ткани.

Пример 3. Берут 100 г кукурузного крахмала с влажностью 25% смешивают с 0,2% соли сернокислого алюминия к массе сухих веществ крахмала. Затем обрабатывают гамма-лучами в дозе 50 млн. р. Через смесь продувают углекислый газ со скоростью 10 м/мин до полного насыщения им смеси, после чего подвергают ее высушиванию до влажности 12,5% Степень растворимости крахмала составляет 75% а величина клеящей способности непосредственно после обработки, через полгода и год соответственно 2850, 2450 и 2580 г на полоску ткани.

Пример 4. Берут 100 г кукурузного крахмала с влажностью 30% и проводят его радиоционную обработку как в примере 3, но в дозе 30 млн. р. Степень растворимости крахмала составляет 21,8% а величина клеящей способности непосредственно после обработки, через полгода и год соответственно 2500, 2450 и 2380 г на полоску ткани.

Пример 5. Берут 100 кукурузного крахмала с влажностью 20% и обрабатывают его как в примере 3, но при дозе 60 млн. р. Степень растворимости крахмала составляет 80% а величина клеящей способности непосредственно после обработки, через полгода и через год соответственно 3000, 2900 и 2830 г на полоску ткани.

Пример 6. Осуществляют способ как в ближайшем аналоге. Берут 100 г картофельного крахмала с влажностью 18% Крахмал облучают гамма-лучами в дозе 50 млн. р. Степень растворимости облученного крахмала составляет 71,0% а величина клеящей способности непосредственно после обработки 4033. Однако через неделю этот показатель снижается до 3600, а через полгода и год соответственно до 3200 и 3000 г на полоску ткани.

Пример 7. Берут 100 г картофельного крахмала с влажностью 40% Смешивают его с 0,3% сернокислого алюминий к массе сухих веществ крахмала, затем обрабатывают гамма-лучами в дозе 50 млн. р. Облученную смесь насыщают углекислым газом путем однократной продувки со скоростью 15 м/мин, после чего высушивают. Степень растворимости крахмала составляет 80% Величина клеящей способности равна непосредственно после облучении, через полгода и год соответственно 4900, 4840 и 4790 г на полоску ткани.

Пример 8. Берут 100 г картофельного крахмала с влажностью 45% и обрабатывают его как в примере 7, но при дозе облучения 60 млн. р. Степень растворимости крахмала составляет 82,2% а величина клеящей способности снижается от 5100 г на полоску ткани непосредственно после облучения до 4950 и 4820 г на полоску ткани через полгода и год соответственно. Стабилизацию функциональных свойств растворимого крахмала, достигаемую после радиационной обработки, проведенной заявленным способом, можно объяснить следующим.

Под действием ионизирующего излучения в крахмале происходит образование свободных радикалов.

Свободные радикалы, оставшиеся в сухом крахмале после его обработки, способны сохраняться в течение до двух лет и снижают устойчивость крахмала при его хранении, что проявляется в ухудшении его функциональных свойств.

Сухим при этом можно считать крахмал товарного назначения со стандартной влажностью. Например, у "сухого" кукурузного крахмала влажность обычно не превышает 13% а картофельного 18% При облучении влажного крахмала образуются радикалы воды и , которые, с одной стороны, ускоряют деструкцию и окисление крахмала, а, с другой стороны, способствуют рекомбинации и исчезновению радикалов. Для достижения оптимального технического результата влажность облучаемого крахмала выбирают в диапазоне от 20 до 45% На устойчивость свободных радикалов влияют и ионы водорода (Н⁺), в присутствии которых радикалы также рекомбинируются и исчезают. Сернокислый алюминий, введенный в крахмал, в присутствии влаги подвергается гидролизу, создавая в облучаемой смеси кислую среду.

В присутствии углекислого газа скорость деструкции крахмала, как правило, замедляется. Однако, если насытить углекислым газом oбработанный влажный крахмал, то образовавшиеся при взаимодействии углекислого газа с водой ионы водорода также обеспечат рекомбинацию и исчезновение радикалов. Кроме того, углекислый газ, вытеснив из крахмальной смеси воздушную газовую среду, содержащую кислород и водород, исключит возможность дальнейшей деструкции крахмала. Минимальная скорость потока углекислого газа для насыщения им смеси крахмала и сернокислого алюминия должна составлять не менее 10 м/мин, а для насыщения достаточно однократного пропускания углекислого газа через обработанный влажный крахмал.

Высушивание крахмала осуществляют для обеспечения микробиологической стабильности его при хранении. Проводить высушивание целесообразно до влажности, свойственной товарному продукту. Приведенные выше примеры доказывают, что предложенный способ позволяет обеспечить устойчивость модифицированного крахмала при его хранении.

Формула изобретения

1. Способ получения модифицированного крахмала, предусматривающий облучение картофельного или кукурузного крахмала гамма-лучами, отличающийся тем, что крахмал с влажностью 20-45% перед облучением смешивают с 0,1-0,4% сернокислого алюминия к массе сухих веществ крахмала, после облучения смесь насыщают углекислым газом путем продувания его со скоростью не менее 10 м/мин, а затем высушивают.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что крахмал смешивают с 0,2-0,3% сернокислого алюминия к массе сухих веществ крахмала.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что облучение проводят гамма-лучами Со⁶⁰ в дозе 20-60 млн.р.

4. Способ по любому из пп. 1 3, отличающийся тем, что кукурузный крахмал высушивают до влажности не более 13% а картофельный до влажности не более 18%