一种生物淀粉基固体胶及其制备方法

1.一种生物淀粉基固体胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、将糯玉米淀粉和水混合，升温至85～100℃，糊化3～4小时使淀粉完全糊化，形成混合料I；所述糯玉米淀粉与水的重量比例为1:2.5；
步骤二、使所述混合料I冷却至60℃±1℃，以50～70转/Min的转速边搅拌边加入淀粉酶进行酶解反应，形成混合料II；
步骤三、将所述混合料II真空脱水至固含量为35～65％，得到混合料III；
步骤四、向所述混合料III中加入预糊化糯玉米淀粉、环糊精酶，然后以65转/Min的转速边搅拌边加入过量的H2O2，使进行络合与氧化反应，反应2小时后形成混合料IV；
步骤五、向所述混合料IV中加入适量的亚硫酸钠还原剩余的H2O2，然后升温至80±2℃进行酶灭活，灭活时间为15min；得到混合料V；
步骤六、向所述混合料V中加入脂肪酸，同时用NaOH水溶液调节pH值至8.5～10，加入防腐剂，即得到所述生物淀粉基固体胶；
并且，所述糯玉米淀粉与所述预糊化糯玉米淀粉的重量比例为1:0.125；所述糯玉米淀粉与所述脂肪酸的重量比例为1:0.175。
2.根据权利要求1所述的生物淀粉基固体胶的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，所述糯玉米淀粉为食用糯玉米淀粉。
3.根据权利要求2所述的生物淀粉基固体胶的制备方法，其特征在于，所述步骤二中，所述淀粉酶为极限糊精酶。
4.根据权利要求3所述的生物淀粉基固体胶的制备方法，其特征在于，所述步骤二中，所述转速为65转/Min。
5.根据权利要求4所述的生物淀粉基固体胶的制备方法，其特征在于，所述步骤三中，将所述混合料II真空脱水至固含量在50％。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的生物淀粉基固体胶的制备方法，其特征在于，所述步骤六中，所述脂肪酸为C8～C18的长链脂肪酸。
7.根据权利要求6所述的生物淀粉基固体胶的制备方法，其特征在于，所述步骤六中，所述脂肪酸为辛酸、棕榈酸、硬脂酸。
8.根据权利要求6所述的生物淀粉基固体胶的制备方法，其特征在于，所述步骤六中，所述防腐剂选自苯甲酸及其盐类、山梨酸及其盐类、双乙酸钠、丙酸钙、乳酸钠、生物食品防腐剂中的一种。
9.根据权利要求6所述生物淀粉基固体胶的制备方法，其特征在于，所述步骤六中，所述防腐剂为苯甲酸钠。

一种生物淀粉基固体胶及其制备方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及生物新材料行业，一种完全用生物淀粉基生产的固体胶的材料，配方的技术创新，尤其涉及该固体胶环保可降解纸张粘接的好材料。\n背景技术\n[0002] 目前市场上使用的固体胶，一种是以聚乙烯醇缩醛胶（PVP）为原材料生产的，另一种是以聚乙烯毗咯烷酮为原材料生产的。前者存在流离甲醛，固体胶在使用过程中对人体有害，并且固含量低、保质期短。后者，用PVC材料生产的固体胶，原料成本较高，固含量也并不很高，保质期亦不长，且PVP原料目前大部分是以电石作为原材料生产的，在生产过程中对环境的危害相当大。\n[0003] 用生物淀粉基生产固体胶，目前在国内还没有，主要存在淀粉热糊化后，碰到电解质，硬脂酸钠就形成凝胶，失去粘接能力的技术问题。如果是把糊化后的淀粉进行氧化，碰到电解质，硬醋酸钠亦要形成凝胶，失去大部分粘接能力，并且如果能生成固体胶的话，保质时间很短。一般淀粉固体胶很短时间后就开始霉变降解，生成CO2和水，淀粉固体胶保质就很短。可以说，纯生物淀粉生产固体胶是目前世界性难题。\n发明内容\n[0004] 本发明所要解决的技术问题在于提供一种生物淀粉基固体胶的制备方法。本发明制备得到的生物淀粉基固体胶原材料来于自然，具有健康、环保的优点。本发明在制备固体胶的过程中，其中间制备的胶体溶液碰到电解质硬脂酸钠不会形成凝胶，防止了生产出来的固体胶在使用期内霉变降解；制备过程中加入生物防腐剂，对生产的混合料进行改性，进一步增加了稳定性。\n[0005] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种生物淀粉基固体胶的制备方法，包括如下步骤：\n[0006] 步骤一、将糯玉米淀粉和水混合，升温至85~100℃，糊化3~4小时使淀粉完全糊化，形成混合料I；所述糯玉米淀粉与水的重量比例为1:2.5；所述糯玉米淀粉为食用糯玉米淀粉。\n[0007] 步骤二、使所述混合料I冷却至60℃±1℃，以50~70转/Min的转速边搅拌边加入淀粉酶进行酶解反应，形成混合料II；所述淀粉酶优选为极限糊精酶。经过极限糊精酶的酶解反应后，使得所述混合料II中含有极限糊精、多糖和单糖等成分。所述极限糊精酶酶解反应的条件为：pH4.5，反应3小时。所述极限糊精酶的用量为步骤一中所述糯玉米淀粉重量的0.01%~0.015%。\n[0008] 步骤三、将所述混合料II真空脱水至固含量为35~65%，得到混合料III；\n[0009] 步骤四、向所述混合料III中加入预糊化糯玉米淀粉、环糊精酶，然后以65转/Min的转速边搅拌边加入过量的H2O2，使进行络合与氧化反应，反应2小时后形成混合料IV；所述环糊精酶的用量为步骤一中所述糯玉米淀粉重量的0.005%~0.015%。\n[0010] 步骤五、向所述混合料IV中加入适量的亚硫酸钠还原剩余的H2O2，然后升温至\n80±2℃进行酶灭活，灭活时间为15min；得到混合料V；\n[0011] 步骤六、向所述混合料V中加入脂肪酸，同时用NaOH水溶液调节pH值至8.5~10，加入防腐剂，即得到所述生物淀粉基固体胶；\n[0012] 并且，所述糯玉米淀粉与所述预糊化糯玉米淀粉的重量比例为1:0.125；所述糯玉米淀粉与所述硬脂酸的重量比例为1:0.175。\n[0013] 所述步骤二中，为了促进酶解反应的进行，所述转速优选为65转/Min。\n[0014] 所述步骤三中，作为优选，将所述混合料II真空脱水至固含量在50%，得到混合料III。\n[0015] 所述步骤四中，所述“过量的H2O2”是指保证所述“络合与氧化”的反应在氧化气氛中进行；即所加入的H2O2的量能够使在所述“络合与氧化”反应2小时后，体系中（即混合料III中）仍然存在剩余的H2O2。\n[0016] 所述步骤五中，所述“适量的亚硫酸钠”是指加入的亚硫酸钠的量使步骤四所得混合料III剩余的H2O2恰好反应完全。\n[0017] 所述步骤五中，所述脂肪酸为C8~C18的长链脂肪酸。作为优选，所述脂肪酸为辛酸、棕榈酸、硬脂酸。更优选的，所述脂肪酸为硬脂酸。\n[0018] 所述步骤五中，所述防腐剂选自苯甲酸及其盐类、山梨酸及其盐类、双乙酸钠、丙酸钙、乳酸钠、生物食品防腐剂中的一种。优选的，所述防腐剂为苯甲酸钠。\n[0019] 本发明所述的“极限糊精酶”是一类独特的降解α-1,6糖苷键的酶类。可以通过商业购买的方式获得。\n[0020] 所述极限糊精酶(支链淀粉6-葡聚糖水解酶)，又称普鲁兰酶(普鲁兰6-葡聚糖水解酶)，或α-糊精6-葡聚糖水解酶(EC 3.2.1.41)，属于淀粉水解酶，是一类能够专一性催化普鲁兰(pullulan，发芽微菌的一种代谢产物)、支链淀粉和支链淀粉的α-极限糊精、支链淀粉的β-极限糊精、糖原的β-极限糊精等分支点中的α-1,6糖苷键水解的酶，但对高度分支的糖原不起作用。\n[0021] 本发明中所述的环糊精酶即环糊精葡萄糖基转移酶，是一种能够通过分子内转糖基化反应转化淀粉及相及相关基质合成环糊精的胞外酶。可以通过商业购买的方式获得。\n[0022] 本发明所述预糊化淀粉可以通过商业购买的方式获得，也可以按照如下方法制备得到：在高于85摄氏度的条件下，使淀粉与水1:2.5的比例混合，糊化3小时；形成混合料；\n然后使所述混合料高温（200℃~250℃）条件下喷雾干燥；使喷雾干燥形成的粉末进一步研磨即得所述预糊化淀粉。\n[0023] 综上所述，本发明与现有技术相比，具有如下优点：\n[0024] （1）本发明所制备的生物淀粉基固体胶填补了现有技术空白，其原材料来于自然，具有健康、环保的优点。\n[0025] （2）本发明从淀粉糊化形成的胶体变成淀粉液体，并对形成的淀粉液体，同时进行络合与氧化反应，形成有足够粘接能力的粘稠的胶体溶液。这种胶体溶液碰到电解质硬脂酸钠不会形成凝胶，防止了生产出来的固体胶在使用期内霉变降解；制备过程中加入生物防腐剂，对生产的混合料进行改性，进一步增加了稳定性。\n[0026] （3）本发明生产出来淀粉基固体胶符合QB/T2857-2007标准。\n具体实施方式\n[0027] 下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。\n[0028] 实施例1\n[0029] 制备生物淀粉基固体胶，按照如下步骤依次进行：\n[0030] 步骤一：将食用糯玉米淀粉40g、水100g混合，在85℃下糊化3~4小时使淀粉完全糊化，形成混合料I；\n[0031] 步骤二：使所述混合料I冷却至60℃±1℃，以65转/Min的转速边搅拌边加入\n4mg极限糊精酶，调整pH值至4.5，酶解3h，酶解反应后，形成混合料II；形成的混合料II中含有极限糊精、多糖和单糖等。\n[0032] 步骤三：将所述混合料II真空脱水至固含量为50%，得到混合料III；\n[0033] 步骤四：向所述混合料III中加入5g预糊化糯玉米淀粉、4mg环糊精酶，在温度\n65℃、转速65转/Min条件下加入5mlH2O2溶液（质量浓度为30%）进行络合与氧化反应，反应2小时使其生成亲水基因，形成粘稠的混合料IV；\n[0034] 步骤五：向所述混合料IV中加入0.5g无水亚硫酸钠，还原混合料IV中剩余的H2O2；然后升温至80±2℃进行酶灭活，灭活时间为15min；得到混合料V；\n[0035] 步骤六：向所述混合料V中加入7kg硬脂酸，并用NaOH水溶液调节pH值至9.5，搅拌80±2℃保温2h后，再加入3g苯甲酸钠，出料灌装，即制备得到本发明所述的生物淀粉基固体胶。\n[0036] 本实施例的极限糊精酶（即普鲁兰酶）从上海佳和生物科技有限公司商业购买得到。\n[0037] 本实施例的预糊化淀粉为从无锡金陵塔淀粉有限公司商业购买得到。\n[0038] 本实施例的环糊精酶为从曲阜市天利药用辅料有限公司购买的CGT酶。\n[0039] 产品性能评价：生产出来生物淀粉基固体胶符合QB/T2857-2007标准。\n[0040] 实施例2\n[0041] 制备生物淀粉基固体胶，按照如下步骤依次进行：\n[0042] 步骤一：将食用糯玉米淀粉40g、水100g混合，在85℃下糊化3~4小时使淀粉完全糊化，形成混合料I；\n[0043] 步骤二：使所述混合料I冷却至60℃±1℃，以50转/Min的转速边搅拌边加入\n5mg极限糊精酶，调整pH值至4.5，酶解3h，酶解反应后，形成混合料II；形成的混合料II中含有极限糊精、多糖、和单糖等。\n[0044] 步骤三：将所述混合料II真空脱水至固含量为35％，得到混合料III；\n[0045] 步骤四：向所述混合料III中加入5g预糊化糯玉米淀粉、2mg环糊精酶，在温度\n65℃、转速65转/Min条件下加入5mlH2O2溶液（质量浓度为30%）进行络合与氧化反应，反应2小时使其生成亲水基因，形成粘稠的混合料IV；\n[0046] 步骤五：向所述混合料IV中加入0.5g无水亚硫酸钠，还原混合料IV中剩余的H2O2；然后升温至80±2℃进行酶灭活，灭活时间为15min；得到混合料V；\n[0047] 步骤六：向所述混合料V中加入7kg辛酸，并用NaOH水溶液调节pH值至8.5，搅拌80±2℃保温2h后，再加入3g丙酸钙，出料灌装，即制备得到本发明所述的生物淀粉基固