本發明屬于變性淀粉生產領域，具體涉及一種提高淀粉反應活性的方法。
背景技術：
淀粉是植物光合作用的產物，光合作用(Photosynthesis)是綠色植物利用葉綠素等光合色素，在可見光的照射下，將二氧化碳和水轉化為有機物，并釋放出氧氣的生化過程。多數植物光合作用首先合成的是葡萄糖，但葡萄糖很快就變成了淀粉，暫時儲存在葉綠體中，以后又運送到植物體的各個部分。
淀粉分直鏈淀粉和支鏈淀粉，直鏈淀粉是一個葡萄糖單元中的醛基與另一個葡萄糖單元中4-OH發生醇醛縮合反應，通過α-1.4糖苷鍵連接而成的大分子物質，直鏈淀粉形成淀粉的非結晶區。支鏈淀粉是一個葡萄糖單元中的醛基與另一個葡萄糖單元中的6-OH經醇醛縮合，通過1.6糖苷鍵連接而成的大分子物質，支鏈淀粉形成淀粉的結晶區。
一般淀粉中直鏈淀粉所占比例為15～27％，玉米淀粉中直鏈淀粉占27％，小麥淀粉中直鏈淀粉占25％，馬鈴薯淀粉中直鏈淀粉占10～19％。由此可見，淀粉的結晶結構比非結晶結構占的比重大，盡管構成淀粉分子的葡萄糖單元中有3個容易發生化學反應的羥基，但淀粉的反應活性較低。
要提高淀粉的反應活性，必須破壞淀粉的結晶結構，要破壞淀粉的結晶結構，就必須破壞淀粉內部的氫鍵，其方法分為物理方法和化學方法：
1、物理法
①、球磨技術對淀粉結晶結構的影響，Shinji等發現球磨5～320h后玉米淀粉和馬鈴薯淀粉表面變得非常粗燥，球磨后淀粉顆粒的結晶結構受到不同程度的破壞，變成無定性結構。胡飛研究表明球磨25h后馬鈴薯淀粉的結晶結構受到嚴重破壞，變成無定性結構。
②、濕熱處理對淀粉結晶結構的影響，陳琳等研究了濕熱處理后的小麥淀粉和小麥面粉理化性質及消化性的差異。結果表明，濕熱處理導致淀粉和變性蛋白的團聚，隨著濕熱處理水分含量的增加，偏光十字逐漸模糊而且部分消失，淀粉結晶結構受到嚴重破壞。
③、高壓微射流對淀粉結晶結構的影響，謝宇等采用高壓射流技術對木薯淀粉進行處理，研究發現，隨著高壓微射流壓力的增加，淀粉分子間氫鍵的締合能力減少，游離羥基的數量增加，淀粉顆粒粒徑變小，比表面積增大，結晶結構隨壓力增大受破壞程度加劇，結晶度下降。在壓力達到120MPa時，結晶度降到34.13％。
2、化學法
氫鍵是指分子中與高電負性原子X以共價鍵相結合的氫原子和另一個高電負性原子Y之間所形成的一種弱鍵X-H……Y。式中“-”表示共價鍵，“……”表示氫鍵。X、Y可以相同，也可以不同，但經典的氫鍵中X、Y一般是電負性大，半徑小的F、O、N之一，這樣的氫鍵較強。如氯的電負性雖然和N的電負性相同，但其半徑較大，形成的氫鍵(CI-H…CI)極弱，一般不予考慮；C的電負性較小，一般不形成氫鍵。能形成氫鍵的物質相當多，如淀粉、水、甘油、尿素、有機羧酸、無機含氧酸等物質的分子之間都有氫鍵。
天然淀粉因為存在著大量的分子內或分子間氫鍵，大量的無規則線團團聚形成一個個的球晶為A型結晶。再加入尿素、氫氧化鈉、有機羧酸(冰乙酸)等后，削弱了原淀粉內的氫鍵，導致大部分結晶被破壞，具體方法如下：
①、堿法
NaOH中的OH-由于粒徑小，很容易進入淀粉分子內部，替代淀粉單元中的OH，使淀粉分子中的氫鍵減弱或破壞，淀粉的結晶度下降，反應活性增加。
②、尿素法
尿素中的N原子能與淀粉分子中OH形成氫鍵，減弱或破壞了淀粉分子間形成的氫鍵，使淀粉的結晶度下降，反應活性增大。
③、有機羧酸法
有機羧酸中的OH能與淀粉分子中OH形成氫鍵，減弱或破壞了淀粉分子間的氫鍵，使淀粉的反應活性增加。
以上方法均存在一定的缺點，物理法能耗較大，化學法引入了其它物質。
技術實現要素：
為了克服上述現有技術存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種提高淀粉反應活性的方法，該方法操作簡單，節約時間，對設備要求低，不引入其它雜質，適合工業化大生產。
本發明是通過以下技術方案來實現：
本發明公開了一種提高淀粉反應活性的方法，包括以下步驟：
1)在攪拌條件下，按1g：(4～5)mL的料液比，向淀粉中加入水，并在超聲功率為400～1000W的條件下，超聲處理30～40min；
2)在攪拌條件下，將反應體系加熱至80～95℃，糊化處理25～30min；
3)在攪拌條件下，按每g淀粉加入20～26mL工業酒精的用量比，向步驟2)處理后的反應體系中加入工業酒精，攪拌均勻后，離心處理，分別收集上清液和沉淀物；
4)將上清液真空濃縮，回收酒精；將沉淀物干燥至恒重，得到活性提高的淀粉。
所述離心處理是在2500～3500r/min下，離心處理10～15min。
步驟4)所述的真空濃縮是將上清液在真空度為0.08～0.09MPa下，溫度為40～45℃下，濃縮至不再有冷卻液產生為止。
步驟4)所述的干燥是將沉淀物在真空度為0.08～0.09MPa下，溫度為40～45℃下干燥至恒重。
所述淀粉為玉米淀粉、小麥淀粉或馬鈴薯淀粉。
制得的活性提高的淀粉的結晶度下降，羧基含量提高。
本發明還公開了一種提高淀粉反應活性的方法，包括以下步驟：
1)在攪拌條件下，按1g：(4～5)mL的料液比，向淀粉中加入水，并加熱至80～95℃，同時開啟超聲波處理裝置，在超聲功率為400～1000W的條件下，超聲處理30～40min；
2)在攪拌條件下，按每g淀粉加入20～26mL工業酒精的用量比，向步驟2)處理后的反應體系中加入工業酒精，攪拌均勻后，離心處理，分別收集上清液和沉淀物；
3)將上清液真空濃縮，回收酒精；將沉淀物干燥至恒重，得到活性提高的淀粉。
所述離心處理是在2500～3500r/min下，離心處理10～15min。
步驟3)所述的真空濃縮是將上清液在真空度為0.08～0.09MPa下，溫度為40～45℃下，濃縮至不再有冷卻液產生為止；所述的干燥是將沉淀物在真空度為0.08～0.09MPa下，溫度為40～45℃下干燥至恒重。
所述淀粉為玉米淀粉、小麥淀粉或馬鈴薯淀粉。
與現有技術相比，本發明具有以下有益的技術效果：
本發明公開的提高淀粉反應活性的方法，向淀粉中加入水，先通過超聲處理，然后在加熱條件下對反應體系進行糊化處理，經糊化處理后，再用工業酒精沉淀，然后離心分離出上清液和沉淀物，上清液能夠真空濃縮，得到可以再次利用的酒精，沉淀物通過干燥，即得到活性提高的淀粉。該方法能夠降低能耗，對實驗設備要求也低，最重要的是在提高淀粉反應活性的同時，不會引入任何其它雜質，對淀粉無其它影響，方法簡單可行，適合工業化大生產。
本發明的提高淀粉反應活性的方法，還可以在糊化處理的同時，進行超聲處理，將超聲/糊化處理技術有機地結合在一起，能夠有效節約反應時間。
具體實施方式
下面結合具體的實施例對本發明做進一步的詳細說明，所述是對本發明的解釋而不是限定。
實施例1
一種提高淀粉反應活性的方法，包括以下步驟：
1)于250mL的三口瓶中，加入50g玉米淀粉，在攪拌情況下，加入200mL蒸餾水，將三口瓶置于超聲波清洗器中，在不斷攪拌下，將超聲功率定為400w，超聲40min；
2)將三口燒瓶移入水浴鍋中，在不斷攪拌下，升溫至80℃，糊化處理30min；
3)在不斷攪拌下，徐徐加入工業酒精至絮狀物生成，酒精的加入量為100mL；
4)在3000轉/分下，離心分離12min，分別收集上清液、沉淀物；
5)上清液在真空度為0.08～0.09MPa，溫度為40～45℃下，濃縮至不再有冷卻液出現為止，此時酒精度75～85％，可用于下次實驗。
6)在真空度為0.08～0.09MPa，溫度為40～45℃下，將絮狀物烘干至恒重，即得到反應活性提高的玉米淀粉。
取少量玉米原淀粉，以及采用本實施例方法處理后的玉米淀粉進行XRD分析，發現玉米淀粉的結晶度由26.7％下降至5～10％。
以本實施例處理得到的玉米淀粉為原料，在雙氧水加量為8％，硫酸亞鐵加量為0.5％，pH值為8，反應溫度為50℃，反應時間為3h時，氧化淀粉的羧基含量達到4.73％，比未經超聲/糊化處理的高27.3％。
實施例2
一種提高淀粉反應活性的方法，包括以下步驟：
1)于250mL的三口瓶中，加入50g小麥淀粉，在攪拌情況下，加入250mL蒸餾水，將三口瓶置于超聲波清洗器中，在不斷攪拌下，將超聲功率定為1000w，超聲30min；
2)將三口燒瓶移入水浴鍋中，在不斷攪拌下，升溫至90℃，糊化處理28min；
3)在不斷攪拌下，徐徐加入工業酒精至絮狀物生成，酒精的加入量為130mL；
4)在2500轉/分下，離心分離15min，分別收集上清液、沉淀物；
5)上清液在真空度為0.08～0.09MPa，溫度為40～45℃下，濃縮至不再有冷卻液出現為止，此時酒精度75～85％，可用于下次實驗。
6)在真空度為0.08～0.09MPa，溫度為40～45℃下，將絮狀物烘干至恒重，即得到反應活性提高的小麥淀粉。
取少量小麥原淀粉，以及采用本實施例方法處理后的小麥淀粉進行XRD分析，發現小麥淀粉的結晶度由29.5％下降至8～11％。
以本實施例處理得到的小麥淀粉為原料，在雙氧水加量為8％，硫酸亞鐵加量為0.5％，pH值為8，反應溫度為50℃，反應時間為3h時，氧化淀粉的羧基含量達到4.81％，比未經超聲/糊化處理的高28.4％。
實施例3
一種提高淀粉反應活性的方法，包括以下步驟：
1)于250mL的三口瓶中，加入50g馬鈴薯淀粉，在攪拌情況下，加入230mL蒸餾水，將三口瓶置于超聲波清洗器中，在不斷攪拌下，將超聲功率定為750w，超聲30min；
2)將三口燒瓶移入水浴鍋中，在不斷攪拌下，升溫至95℃，糊化處理25min；
3)在不斷攪拌下，徐徐加入工業酒精至絮狀物生成，酒精的加入量為120mL；
4)在3500轉/分下，離心分離10min，分別收集上清液、沉淀物；
5)上清液在真空度為0.08～0.09MPa，溫度為40～45℃下，濃縮至不再有冷卻液出現為止，此時酒精度75～85％，可用于下次實驗。
6)在真空度為0.08～0.09MPa，溫度為40～45℃下，將絮狀物烘干至恒重，即得到反應活性提高的馬鈴薯淀粉。
取少量馬鈴薯原淀粉，以及采用本實施例方法處理后的馬鈴薯淀粉進行XRD分析，發現馬鈴薯淀粉的結晶度由27.4％下降至6％～10％。
以本實施例處理得到的馬鈴薯淀粉為原料，在雙氧水加量為8％，硫酸亞鐵加量為0.5％，pH值為8，反應溫度為50℃，反應時間為3h時，氧化淀粉的羧基含量達到4.88％，比未經超聲/糊化處理的高29.5％。
實施例4
一種提高淀粉反應活性的方法，包括以下步驟：
1)于250mL的三口瓶中，加入50g玉米淀粉，在攪拌情況下，加入200mL蒸餾水，將三口瓶置于溫度為80～95℃超聲波清洗器中，在不斷攪拌下，同時開啟超聲波，將超聲功率定為400w，超聲40min；
2)在不斷攪拌下，徐徐加入工業酒精至絮狀物生成，酒精的加入量為100mL；
3)在3000轉/分下，離心分離12min，分別收集上清液、沉淀物；
4)上清液在真空度為0.08～0.09MPa，溫度為40～45℃下，濃縮至不再有冷卻液出現為止，此時酒精度75～85％，可用于下次實驗。
5)在真空度為0.08～0.09MPa，溫度為40～45℃下，將絮狀物烘干至恒重，即得到反應活性提高的玉米淀粉。
取少量玉米原淀粉，以及采用本實施例方法處理后的玉米淀粉進行XRD分析，發現玉米淀粉的結晶度由26.7％下降至3.9～9.1％。
以本實施例處理得到的玉米淀粉為原料，在雙氧水加量為8％，硫酸亞鐵加量為0.5％，pH值為8，反應溫度為50℃，反應時間為3h時，氧化淀粉的羧基含量達到4.62～4.81％，比未經超聲/糊化處理的高26.9～30.1％。