本發(fā)明涉及一種羥丁基淀粉,具體涉及酸堿協(xié)同預處理制備高取代度羥丁基淀粉的方法;于天然高分子化學改性領(lǐng)域。
背景技術(shù):
淀粉是高分子碳水化合物,是由單一類型的糖單元組成的多糖,是以顆粒形式沉積在植物的種子、塊莖或根部中,經(jīng)光合作用轉(zhuǎn)化而成,與蛋白質(zhì)、纖維、油脂、糖及礦物質(zhì)等共同存在。由于其來源廣泛、價格低廉、降解后仍以二氧化碳和水的形式回到大自然,被認為是完全沒有污染的天然可再生的高分子材料。淀粉的基本構(gòu)成單位為d—葡萄搪,葡萄糖脫去水分子后經(jīng)由糖苷鍵連接在一起所形成的共價聚合物就是淀粉分子。淀粉分子具有很多羥基,具有和低分子羥基化合物相似的反應能力,如能進行酯化、醚化、氧化、接枝化、交聯(lián)化等反應形成許多衍生物(變性淀粉),因而可改善淀粉結(jié)構(gòu)和性能上缺陷。改性后的淀粉具有更優(yōu)良的性質(zhì),有了更好的應用效果,同時也開辟了新的用途。
羥烷基淀粉屬于非離子型淀粉衍生物,親水性好,粘度穩(wěn)定性高,具有優(yōu)良的應用性能?,F(xiàn)已開發(fā)利用的羥烷基淀粉主要有羥乙基淀粉和羥丙基淀粉,羥丁基淀粉則很少。淀粉衍生物都以取代度(ds)表示取代基的取代程度。取代度是指每個d—毗喃葡萄糖基中被取代基取代的平均羥基數(shù)。淀粉中大多數(shù)葡萄糖基有3個可被取代的羥基,所以ds的最大值為3。當取代基與試劑進一步反應形成聚合取代物時,用摩爾取代度(ms)來表示每摩爾的毗喃葡萄糖基中取代基的物質(zhì)的量。一般來說,ms小于0.3的為低取代度,ms在0.3~1的為中等取代度,ms大于1的為高取代度。
羥烷基淀粉有多種合成方法,大體分為:干法、水分散法、非水溶劑法和微乳化法。干法可以得到潔白、粉狀、取代度高的產(chǎn)品,但是成品難以純化,有爆炸危險,目前難于工業(yè)化。微乳化法在溶劑法上有所改進,反應效率大于75%,取代度ms為0.05~2.5,但是體系不夠穩(wěn)定,工藝要求高。目前,國內(nèi)主要以水為溶劑生產(chǎn)ms小于0.3的低取代度羥烷基淀粉。ms大于0.3的羥烷基淀粉大都由溶劑法制備。劉淑華(深度羥丙基化玉米淀粉的合成研究,鄭州糧食學院學報,第18卷,第4期)通過高溫高壓反應釜制備高取代度的羥丙基淀粉,但是生產(chǎn)設備要求高,難以實現(xiàn)工業(yè)化。余歡(羥丁基化水平對玉米淀粉理化性質(zhì)的影響,現(xiàn)代食品科技,第30卷,第12期)通過淀粉與環(huán)氧丁烷在有機溶劑中直接反應的方法制備羥丁基玉米淀粉,其取代度可達0.41。更高取代度且易于工業(yè)化生產(chǎn)的制備方法則少有研究。醚化變性后的淀粉較變性前的淀粉在凍融穩(wěn)定性、糊液透明度等性質(zhì)上得到了一定的改善和提高,但仍然不能滿足各個行業(yè)的要求,急需開發(fā)取代度更高、性質(zhì)更穩(wěn)定的醚化淀粉新產(chǎn)品。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
針對以上背景所存在的問題和不足,本發(fā)明的目的在于通過對原淀粉進行酸堿協(xié)同預處理,結(jié)合有機溶劑法,制備出高取代度的、反應效率高且易于分離提純以及工業(yè)化生產(chǎn)的羥丁基淀粉。
本發(fā)明酸化處理使支鏈淀粉分子變小,淀粉表面出現(xiàn)小孔,同時增大熱冷粘度比值,增強其凝膠性。堿化處理可以使淀粉分子溶脹,疏松淀粉顆粒,使羥基變成氧負離子,親和性增強。采用乙醇為分散劑,則避免淀粉分子糊化,嚴重降解,增加親水性;特別是本發(fā)明采用二次堿化方法,在酸化處理和堿化處理的基礎(chǔ)上保證了淀粉分子的充分溶脹而不糊化,大大提高了羥丁基淀粉的取代度的同時,也提高了羥丁基淀粉各方面的性能。本發(fā)明所制備的高取代度羥丁基淀粉仍然保持較好的顆粒形態(tài)。
本發(fā)明酸堿協(xié)同預處理后淀粉糊化溫度得到提高,使羥丁基化反應可以在更高溫度下進行,大大提高了反應效率。因為羥丁基基團是典型的親水基團,所以羥丁基淀粉糊化溫度明顯降低,糊化更容易。加熱糊化后淀粉糊液粘度低,糊液透明度高,適合配置高濃度淀粉溶液,以及加強在凝膠方面的應用。
本發(fā)明的羥丁基淀粉取代度就是用摩爾取代度(ms)表示。
傳統(tǒng)工業(yè)上用稀鹽酸或硫酸在25~55℃下與淀粉反應一定時間生產(chǎn)酸改性淀粉。而在水相中酸改性淀粉的產(chǎn)率隨酸濃度和水解時間的增加而降低。國內(nèi)外對酸改性淀粉的研究主要在聚合度的影響、淀粉顆粒大小和形態(tài)的變化、分子量及分子鏈的分布情況、糊的熱穩(wěn)定性等。對淀粉在有機醇中酸改性的研究很少,對這類淀粉提高醚化取代度的研究則更少。堿化處理能促進淀粉進行醚化、酯化等反應,但工業(yè)上更多是水相法進行反應,制備低取代度的醚化淀粉。酒精堿法更多應用在制備顆粒狀冷水可溶淀粉,但更多還局限于生產(chǎn)工藝和糊的性質(zhì)方面,將其結(jié)合其它變性手段進行復合變性的研究,目前國內(nèi)研究很少,與酸預處理相結(jié)合則未見報道。國內(nèi)醚化淀粉的研究主要是羥乙基、羥丙基淀粉,制備工藝成熟。但對高取代度羥丁基淀粉的研究則少之又少。國外雖已有同類產(chǎn)品上市,但技術(shù)保密性強,給研究工作帶來很大難度。
酸處理是所有淀粉改性方法中最古老的一種,酸改性的主要優(yōu)點是在不顯著影響顆粒結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上改變淀粉的功能特性。淀粉在酸解后其分子量降低,成糊后其液體黏度也明顯降低。酸變性淀粉熱糊粘度遠低于原淀粉。但酸變性淀粉由于酸水解作用而使淀粉支化度降低,從而使酸變性淀粉有較高的凝膠能力,在高濃度下形成穩(wěn)定的凝膠。因而其在食品工業(yè)如軟糖、淀粉果凍,造紙工業(yè)的表面施膠劑、改善適應性以及紡織工業(yè)中的經(jīng)紗上漿等方面都得到了更多更好的應用。
堿性溶液中,由于淀粉是一種弱離子交換劑,—oh的質(zhì)子被解離,從而使淀粉分子帶負電,帶負電的分子之間相互排斥,導致淀粉顆粒溶脹,溶脹的顆粒對鄰近的淀粉分子結(jié)晶體產(chǎn)生張力并扭曲它們,使淀粉達到最佳溶脹狀態(tài)。在醇溶液中的,淀粉保持完整的顆粒形態(tài)。同時堿還能催化環(huán)氧丁烷開環(huán),堿化過程中生成的活性中心越多,羥丁基淀粉取代效果越好,環(huán)氧丁烷利用率越高。
在有機醇中,醇破壞了淀粉顆粒內(nèi)鏈接雙螺旋結(jié)構(gòu)的疏水鍵和氫鍵,酸能滲入淀粉螺旋內(nèi)部水解糖苷鍵,使得淀粉顆粒結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。酸水解造成支鏈淀粉和直鏈淀粉的降解,不僅產(chǎn)生更多的直鏈淀粉,而且使淀粉結(jié)構(gòu)變得疏松,且淀粉表面有微小孔洞,有利于堿在醇溶液中使淀粉膨脹而不糊化。二次堿化則使得淀粉充分活化,大大加大環(huán)氧丁烷利用率,使得最終取代度提高。
短的分子鏈和液液均相體系比長的分子鏈和液固非物相體系,更易發(fā)生反應。所以對淀粉進行酸堿協(xié)同預處理制備高取代度羥丁基淀粉,使其具有更低的糊化溫度以及更穩(wěn)定的凝膠性質(zhì),具有很大的現(xiàn)實意義。
本發(fā)明目的通過如下技術(shù)方案實現(xiàn):
一種酸堿協(xié)同預處理制備高取代度羥丁基淀粉的方法,包括如下步驟:
1)將淀粉分散于有機醇中,配成質(zhì)量百分比為30~40%的淀粉乳;
2)將步驟1)所得產(chǎn)品室溫下攪拌均勻,加入濃鹽酸,再攪拌均勻;每克淀粉干基加入濃鹽酸為1~4ml;
3)將步驟2)所得產(chǎn)物置于40~55℃水浴中,200~250rpm速率下攪拌3~6h;
4)停止加熱,用碳酸鈉溶液中和步驟3)所得產(chǎn)品至ph為6.5~7.5;
5)將步驟4)所得產(chǎn)物用乙醇/水洗滌,烘干;
6)將步驟5)所得產(chǎn)物用有機醇配成5%~15%的淀粉乳;
7)將步驟6)所得產(chǎn)物置于30~40℃恒溫水浴鍋中,勻速滴加氫氧化鈉溶液,反應持續(xù)30~60min;所加氫氧化鈉用量為淀粉干基的質(zhì)量0.02~0.08%;
8)將步驟7)反應所得產(chǎn)物抽濾,用乙醇/水洗滌,用濃鹽酸調(diào)節(jié)ph為6.5~7.5,抽濾,洗滌,烘干;
9)將步驟8)反應所得產(chǎn)物分散于有機醇中,加入淀粉干基質(zhì)量2~8%的氫氧化鈉;通入氮氣,加入淀粉干基質(zhì)量100~250%的1,2-環(huán)氧丁烷;50~70℃下反應8~14h;
10)將步驟9)反應所得產(chǎn)物用稀鹽酸中和,用乙醇/水洗滌干凈,烘干,得高取代度羥丁基淀粉。
為進一步實現(xiàn)本發(fā)明目的,優(yōu)選地,所述有機醇可為甲醇、乙醇或異丙醇。
優(yōu)選地,步驟2)所述攪拌速率均為200~250rpm。
優(yōu)選地,步驟10)中和時均用硝酸銀溶液檢驗,直至沒有白色沉淀生成。
優(yōu)選地,步驟5)、步驟8)和步驟10)中,所述的烘干為在40℃~50℃恒溫干燥箱中烘干24h。
優(yōu)選地,步驟5)、步驟8)和步驟10)中所述乙醇/水的體積比20~80:100。
優(yōu)選地,所述淀粉為玉米淀粉、馬鈴薯淀粉、木薯淀粉、綠豆淀粉、豌豆淀粉中的一種或多種。
優(yōu)選地,步驟9)中通入氮氣5~10min。
優(yōu)選地,所述濃鹽酸的質(zhì)量分數(shù)為36%。
優(yōu)選地,所述稀鹽酸的質(zhì)量分數(shù)為5%~10%;步驟9)中有機醇的質(zhì)量分數(shù)為85~95%。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點:
(1)本發(fā)明首次將淀粉進行酸堿協(xié)同預處理后利用有機溶劑法制備羥丁基淀粉,取代度高達1.80左右。
(2)傳統(tǒng)工藝是將堿一次性投入到溶劑中,導致淀粉溶解速度慢,分布不均勻,影響淀粉的堿化效果,從而影響醚化效果;本發(fā)明對淀粉二次堿化,使淀粉充分膨脹而不糊化,大大提高了反應效率。
(3)淀粉分散劑乙醇的沸點低(78.15℃),無毒,容易從反應中去除,適用于工業(yè)生產(chǎn)。
(4)本發(fā)明反應過程易于控制,設備簡單,反應效率高,制備的淀粉始終為顆粒狀態(tài),有利于后期改性與應用。
(5)本發(fā)明通過酸堿協(xié)同預處理,提純、抽濾簡單,產(chǎn)品適用于其他改性應用。
具體實施方式
為更好地理解本發(fā)明,下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步的說明,但本發(fā)明的實施方式不限如此。
下面實施例中,羥丁基淀粉取代度的測定方法如下:
1標準曲線的繪制
1)先配置好0.0025gm/l正丁醛標準溶液,用移液槍分別精確移取0.00,1.00,2.00,4.00,6.00,8.00,10.00ml于100ml容量瓶中,用蒸餾水定容至刻度。即可得到0.00,5.00,10.00,15.00,20.00,25.00×10-5g/ml的標準溶液。
2)分別吸取這5種標準正丁醛溶液1.00ml于25ml帶有塑料塞的刻度試管中,將試管稍微傾斜,緩慢加入8ml濃硫酸,蓋上塞子,搖晃混合均勻后,置入冰水中急速冷卻,待溫度降至25℃。
3)用移液槍沿著試管壁加入0.6ml3%的茚三酮標準指示劑溶液,搖勻后在25℃水浴中放置60min,讓紅色絡合物充分生成,再加入濃硫酸稀釋到25ml刻度線,輕微顛倒混勻,靜置5min。
4)迅速移取溶液到1ml比色皿中,用蒸餾水作參比,在470nm處測定其吸光度,得吸光度—濃度標準曲線。
2取代度的測定
1)準確稱取充分干燥后的羥丁基淀粉樣品0.08-0.10g于100ml容量瓶中,加入25ml1.0mol/l-1的稀硫酸溶液,沸水浴加熱至試樣完全溶解,然后靜止使溶液冷卻至室溫,用蒸餾水定容至100ml。
2)用移液槍吸取該溶液1ml,放入帶有塑料塞的25ml玻璃刻度試管中,將試管浸入冷水中,小心滴加8ml濃硫酸。上下顛倒混勻后,將試管放置于100℃沸水浴中,嚴格控制加熱時間為3min,迅速將試管移入冰水浴驟冷。
3)待溶液溫度降至25℃,小心準確沿著試管內(nèi)壁滴加3%的茚三酮試劑溶液0.6ml,上下顛倒搖勻,不得振蕩,轉(zhuǎn)移到25℃水浴中保持60min,目的是使紅色絡合物充分生成。
4)加入濃硫酸至試管刻度線25ml,上下倒轉(zhuǎn)試管保證混合均勻(不得劇烈搖動)。立即轉(zhuǎn)移溶液至1cm比色皿內(nèi),以試劑空白作參比,利用紫外分光光度計,在470nm處測定其吸光度,
5)與標準曲線作對比,查出相應正丁醛的含量,利用公式計算出取代度。
羥丁基淀粉的摩爾取代度(ms)按下式計算:
c=d×(m樣/w樣-m原/m原)×25×1.00×100)
ms=2.25c/100-c
c:羥丁基的百分含量,單位:%;
d:試樣或空白樣稀釋倍數(shù);
m樣:在標準曲線上查得的樣品中所含正丁醛的濃度(g/ml);
m原:在標準曲線上查得的原淀粉中的所含正丁醛的濃度(g/ml);
w樣:樣品質(zhì)量(g);
w原:原玉米淀粉質(zhì)量(g)。
對比實施例1
1)將蠟質(zhì)玉米淀粉分散于95%乙醇中,配成30%質(zhì)量分數(shù)的淀粉乳,邊攪拌邊加入氫氧化鈉為淀粉干基3%的堿溶液,通入氮氣5min,快速加入為淀粉干基質(zhì)量150%的1,2-環(huán)氧丁烷,70℃水浴加熱12h。所得產(chǎn)品用10%質(zhì)量分數(shù)的10%質(zhì)量分數(shù)的稀鹽酸中和至ph為7.0,用乙醇/水(75v/v)抽濾洗滌,于45℃烘箱干燥24h,所得羥丁基淀粉為白色粉末,經(jīng)上述方法檢測,其取代度為0.36。
對比實施例2
1)將蠟質(zhì)玉米淀粉分散于乙醇中,配置成質(zhì)量分數(shù)為30%淀粉乳,置于三口燒瓶中。室溫下攪拌均勻,加入淀粉干基質(zhì)量1.4ml/g的濃鹽酸,攪拌0.3h。水浴升溫至50℃,攪拌3h。停止加熱,用碳酸鈉溶液中和至ph為7.1,所得產(chǎn)品用乙醇/水(50v/v)洗滌,于45℃烘箱干燥24h,得酸預處理蠟質(zhì)玉米淀粉。
2)將酸預處理蠟質(zhì)玉米淀粉分散于95%乙醇中,配成30%質(zhì)量分數(shù)的淀粉乳,邊攪拌邊加入氫氧化鈉為淀粉干基質(zhì)量3%的堿溶液,通入氮氣5min,快速加入為淀粉干基質(zhì)量150%的1,2-環(huán)氧丁烷,70℃水浴加熱12h。所得產(chǎn)品用質(zhì)量分數(shù)為10%的稀鹽酸中和至ph為6.9,用乙醇/水(75v/v)抽濾洗滌,于45℃烘箱干燥24h,所得羥丁基淀粉為白色粉末,經(jīng)上述方法檢測,其取代度為1.39。
對比實施例3
1)取蠟質(zhì)玉米淀粉分散于乙醇中,配成質(zhì)量分數(shù)為10%淀粉乳于三口燒瓶中。40℃水浴,勻速滴加含氫氧化鈉為淀粉干基質(zhì)量0.06%質(zhì)量的堿溶液,反應50min。所得產(chǎn)品用10%質(zhì)量分數(shù)的稀鹽酸中和至ph為6.8,用乙醇/水(50v/v)洗滌,于45℃烘箱干燥24h,得堿預處理蠟質(zhì)玉米淀粉。
2)將堿預處理蠟質(zhì)玉米淀粉分散于95%乙醇中,配成質(zhì)量分數(shù)為30%的淀粉乳,邊攪拌邊加入氫氧化鈉為淀粉干基質(zhì)量3%的堿溶液,通入氮氣5min,快速加入為淀粉干基質(zhì)量150%的1,2-環(huán)氧丁烷,70℃水浴加熱12h。所得產(chǎn)品用10%質(zhì)量分數(shù)的稀鹽酸中和至ph為6.8,用乙醇/水(75v/v)抽濾洗滌,于45℃烘箱干燥24h,所得羥丁基淀粉為白色粉末,經(jīng)上述方法檢測其取代度為1.13。
實施例1
1)將蠟質(zhì)玉米淀粉分散于乙醇中,配置成質(zhì)量分數(shù)為30%淀粉乳,置于三口燒瓶中。室溫下攪拌均勻,加入淀粉干基質(zhì)量1.4ml/g的濃鹽酸,攪拌0.3h。水浴升溫至50℃,攪拌3h。停止加熱,用碳酸鈉溶液中和至ph為6.8,所得產(chǎn)品用乙醇/水(50v/v)洗滌,于45℃烘箱干燥24h,得酸預處理蠟質(zhì)玉米淀粉。
2)取酸預處理蠟質(zhì)玉米淀粉分散于乙醇中,配成質(zhì)量分數(shù)為10%淀粉乳,于三口燒瓶中。40℃水浴,勻速滴加含氫氧化鈉為淀粉干基質(zhì)量0.06%的堿溶液,反應50min。所得產(chǎn)品用10%質(zhì)量分數(shù)的稀鹽酸中和至ph為6.8,用乙醇/水(50v/v)洗滌,于45℃烘箱干燥24h,得酸堿協(xié)同預處理蠟質(zhì)玉米淀粉。
3)將酸堿協(xié)同預處理蠟質(zhì)玉米淀粉分散于95%乙醇中,配成質(zhì)量分數(shù)為30%的淀粉乳,邊攪拌邊加入氫氧化鈉為淀粉干基3%的堿溶液,通入氮氣5min,快速加入為淀粉干基質(zhì)量150%的1,2-環(huán)氧丁烷,70℃水浴加熱12h。所得產(chǎn)品用10%質(zhì)量分數(shù)的稀鹽酸中和至ph為7.1,用乙醇/水(75v/v)抽濾洗滌,于45℃烘箱干燥24h,所得羥丁基淀粉為白色粉末,經(jīng)上述方法檢測其取代度為1.79。
本實施例可見,酸預處理和堿預處理對羥丁基淀粉取代度的提高有很大的作用。在酸的作用下,淀粉分子量減小,淀粉表面受到破壞,淀粉粒中出現(xiàn)許多小孔,且淀粉結(jié)構(gòu)疏松,改變了原淀粉的特性,有利于堿化時淀粉膨脹。堿處理時,疏松的淀粉分子膨脹活化,使羥基變成氧負離子,親和性增強。二次堿化使淀粉膨脹充分且不糊化,淀粉活性大大增強,利用率增大,相比原淀粉,酸預處理和堿預處理所得羥丁基淀粉取代度大大提高,酸堿協(xié)同預處理所得羥丁基淀粉取代度則更高。
傳統(tǒng)工業(yè)上主要在水相中制備低取代度的醚化淀粉,且主要對象為羥乙基、羥丙基淀粉。對于高取代度的羥丁基淀粉研究則很少,而國外的羥丁基淀粉產(chǎn)品成熟且保密,所以對羥丁基淀粉的研究有重要意義。
現(xiàn)有的醚化淀粉的制備主要分為干法、水分散法、非水溶劑法和微乳化法。干法可以得到潔白、粉狀、取代度高的產(chǎn)品,但是成品難以純化,有爆炸危險,目前難于工業(yè)化。微乳化法體系不夠穩(wěn)定,工藝要求高。水分散法所得醚化淀粉取代度低。高溫高壓反應釜也能有效提高醚化淀粉取代度,但是設備要求高,也難于工業(yè)化。醇堿法提高取代度的方法在國內(nèi)有所涉及,但是酸堿協(xié)同預處理提高取代度的方法則未有人研究過。而此發(fā)明結(jié)合了酸、堿對淀粉的協(xié)同作用制備高取代度的羥丁基淀粉,工藝安全、簡單、易于分離。制備的顆粒狀淀粉還有利于進一步改性,具有大的利用價值。
實施例2
1)將玉米淀粉分散于甲醇中,配置成質(zhì)量分數(shù)為35%淀粉乳,置于三口燒瓶中。室溫下攪拌均勻,加入淀粉干基質(zhì)量1.7ml/g的濃鹽酸,攪拌0.3h。水浴升溫至45℃,攪拌4h。停止加熱,用碳酸鈉溶液中和至ph為6.8,所得產(chǎn)品用乙醇/水(70v/v)洗滌,于45℃烘箱干燥24h,得酸預處理玉米淀粉。
2)取酸預處理玉米淀粉分散于乙醇中,配成質(zhì)量分數(shù)為10%的淀粉乳,置于三口燒瓶中。40℃水浴,勻速滴加含氫氧化鈉為淀粉干基質(zhì)量0.04%的堿溶液,反應45min。所得產(chǎn)品用8%質(zhì)量分數(shù)的稀鹽酸中和至ph為6.8,用95%乙醇洗滌,于45℃烘箱干燥24h,得酸堿協(xié)同預處理玉米淀粉。
3)將酸堿協(xié)同預處理玉米淀粉分散于85%乙醇中,配成質(zhì)量分數(shù)為35%的淀粉乳,邊攪拌邊加入氫氧化鈉為淀粉干基質(zhì)量4%的堿溶液,通入氮氣10min,快速加入為淀粉干基質(zhì)量100%的1,2-環(huán)氧丁烷,70℃水浴加熱14h。所得產(chǎn)品用8%質(zhì)量分數(shù)的稀鹽酸中和至ph為6.8,用乙醇/水(50v/v)抽濾洗滌,于45℃烘箱干燥24h,所得羥丁基淀粉為白色粉末,經(jīng)上述方法檢測其取代度為1.71。
實施例3
1)將馬鈴薯淀粉分散于異丙醇中,配置成質(zhì)量分數(shù)為35%淀粉乳,置于三口燒瓶中。室溫下攪拌均勻,加入淀粉干基質(zhì)量2ml/g的濃鹽酸,攪拌40min。水浴升溫至45℃,攪拌5h。停止加熱,用碳酸鈉溶液中和至中性至ph為6.8,所得產(chǎn)品用乙醇/水(60v/v)洗滌,于45℃烘箱干燥24h,得酸預處理馬鈴薯淀粉。
2)取酸預處理馬鈴薯淀粉分散于異丙醇中,配成質(zhì)量分數(shù)為12%淀粉乳于三口燒瓶中。40℃水浴,勻速滴加含氫氧化鈉為淀粉干基0.05%質(zhì)量的堿溶液,反應50min。所得產(chǎn)品用8%質(zhì)量分數(shù)的稀鹽酸中和至ph為6.8,用95%乙醇洗滌,于45℃烘箱干燥24h,得酸堿協(xié)同預處理馬鈴薯淀粉。
3)將酸堿協(xié)同預處理馬鈴薯淀粉分散于90%異丙醇中,配成質(zhì)量分數(shù)為40%的淀粉乳,邊攪拌邊加入氫氧化鈉為淀粉干基5%的堿溶液,通入氮氣10min,快速加入為淀粉干基質(zhì)量180%的1,2-環(huán)氧丁烷,70℃水浴加熱12h。所得產(chǎn)品用稀鹽酸中和至ph為7.2,用乙醇/水(30v/v)抽濾洗滌,于45℃烘箱干燥24h,所得羥丁基淀粉為白色粉末,經(jīng)上述方法檢測其取代度為1.52。
實施例4
1)將木薯淀粉分散于異丙醇中,配置成質(zhì)量分數(shù)為35%淀粉乳,置于三口燒瓶中。室溫下攪拌均勻,加入淀粉干基質(zhì)量2ml/g的濃鹽酸,攪拌40min。水浴升溫至45℃,攪拌4h。停止加熱,用碳酸鈉溶液中和至中性至ph為6.8,所得產(chǎn)品用乙醇/水(50v/v)洗滌,于45℃烘箱干燥24h,得酸預處理木薯淀粉淀粉。
2)取酸預處理木薯淀粉分散于異丙醇中,配成質(zhì)量分數(shù)為12%淀粉乳于三口燒瓶中。35℃水浴,勻速滴加含氫氧化鈉為淀粉干基0.05%質(zhì)量的堿溶液,反應40min。所得產(chǎn)品用8%質(zhì)量分數(shù)的稀鹽酸中和至ph為7.0,用95%乙醇洗滌,于40℃烘箱干燥24h,得酸堿協(xié)同預處理木薯淀粉淀粉。
3)將酸堿協(xié)同預處理木薯淀粉分散于90%異丙醇中,配成質(zhì)量分數(shù)為35%的淀粉乳,邊攪拌邊加入氫氧化鈉為淀粉干基6%的堿溶液,通入氮氣10min,快速加入為淀粉干基質(zhì)量250%的1,2-環(huán)氧丁烷,60℃水浴加熱12h。所得產(chǎn)品用10%質(zhì)量分數(shù)的稀鹽酸中和至ph為6.8,用乙醇/水(60v/v)抽濾洗滌,于45℃烘箱干燥24h,所得羥丁基淀粉為白色粉末,經(jīng)上述方法檢測其取代度為1.79。
實施例5
1)將綠豆淀粉、豌豆淀粉1:1混合后分散于異丙醇中,配置成質(zhì)量分數(shù)為30%淀粉乳,置于三口燒瓶中。室溫下攪拌均勻,加入淀粉干基質(zhì)量2ml/g的濃鹽酸,攪拌30min。水浴升溫至45℃,攪拌6h。停止加熱,用碳酸鈉溶液中和至中性至ph為6.8,所得產(chǎn)品用乙醇/水(50v/v)洗滌,于45℃烘箱干燥24h,得酸預處理淀粉。
2)取酸預處理淀粉分散于乙醇中,配成質(zhì)量分數(shù)為10%淀粉乳于三口燒瓶中。35℃水浴,勻速滴加含氫氧化鈉為淀粉干基0.05%質(zhì)量的堿溶液,反應40min。所得產(chǎn)品用10%質(zhì)量分數(shù)的稀鹽酸中和至ph為7.2,用95%乙醇洗滌,于50℃烘箱干燥24h,得酸堿協(xié)同預處理淀粉。
3)將酸堿協(xié)同預處理淀粉分散于90%異丙醇中,配成質(zhì)量分數(shù)為40%的淀粉乳,邊攪拌邊加入氫氧化鈉為淀粉干基6%的堿溶液,通入氮氣10min,快速加入為淀粉干基質(zhì)量100%的1,2-環(huán)氧丁烷,50℃水浴加熱14h。所得產(chǎn)品用10%質(zhì)量分數(shù)的稀鹽酸中和至ph為7.1,用乙醇/水(35v/v)抽濾洗滌,于45℃烘箱干燥24h,所得羥丁基淀粉為白色粉末,經(jīng)上述方法檢測其取代度為1.48。
本發(fā)明所得淀粉熱糊粘度均遠低于原淀粉,冷卻時也不發(fā)生凝沉,高濃度下能形成穩(wěn)定凝膠,具有較強應用性。本發(fā)明利用酸堿協(xié)同預處理方式結(jié)合二次堿化,充分活化淀粉,提高利用率,制備高取代度的羥丁基淀粉,不僅豐富了醚化淀粉種類,還能避免高溫高壓等工藝難度。所需反應條件簡單易得,抽濾、提純等工藝易于進行,所述淀粉為玉米淀粉、馬鈴薯淀粉、木薯淀粉、綠豆淀粉、豌豆淀粉中的一種或多種,大大提高了羥丁基淀粉的制備范圍,增強了普適性。
本發(fā)明實施例僅僅是為了清楚地說明本發(fā)明所作的舉例,而非對本發(fā)明的實施方式的限定。