玉米交聯(lián)淀粉的研究發(fā)展

1、 淀粉精細(xì)化學(xué)品玉米交聯(lián)淀粉的研究進(jìn)展班級：10級化工2班姓名：吳逸涵學(xué)號：P102014176日期：2012-10-22玉米交聯(lián)淀粉的研究進(jìn)展摘 要：本文對玉米交聯(lián)淀粉的制備和性質(zhì)進(jìn)行了研究，表明：此產(chǎn)品的穩(wěn)定性好、透明度高、抗凍性好，具有良好的成膜性等性能，具有廣闊的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：交聯(lián)；氧化；研究；制備工藝Abstruct: this passage introduce the corn cross-linked starch preparation and properties ，Show that: the product paste liquid of good stabilit

2、y, high transparency, frost resistance is good, have good film-forming property, such as performance, has the broad application prospect. Key words: crosslinking， oxidation，study，Preparation technology淀粉不僅是人類食物的主要成分，也是食品工業(yè)、發(fā)酵工業(yè)、飼料工業(yè)的重要原料，隨著食品技術(shù)的不斷發(fā)展，食品加工工藝有了很大改變，新工藝對淀粉性質(zhì)提出了更高的要求。高溫噴射液化和高速攪拌，或是低溫冷凍處理

3、等，都會引起淀粉粘度降低和膠體性質(zhì)的破壞，原淀粉已不能適應(yīng)這些工藝條件。為適應(yīng)這一需要，必須對原淀粉進(jìn)行變性處理，使之符合新工藝、新技術(shù)的應(yīng)用要求 1 ,2 。生產(chǎn)上為了使變性淀粉性質(zhì)更加豐富，通常將兩種單變性淀粉進(jìn)行復(fù)合，以使產(chǎn)品更具優(yōu)良的性質(zhì)3,4。本文以玉米淀粉為原料，通過交聯(lián)氧化的方式得到玉米交聯(lián)淀粉，目的在于目的在于綜合兩種淀粉的優(yōu)點(diǎn)，得到適應(yīng)性廣，應(yīng)用更為普遍的新型復(fù)合變性淀粉5。并對其研究過程進(jìn)行綜述。玉米淀粉 （corn starch），俗名六谷粉，是一種白色微帶淡黃色的粉末。 將玉米用0.3%亞硫酸浸漬后，通過破碎、過篩、沉淀、干燥、磨細(xì)等工序而制成。 普通產(chǎn)品中含有少量脂肪

4、和蛋白質(zhì)等。吸濕性強(qiáng)，最高能達(dá)30%以上。而交聯(lián)淀粉，交聯(lián)淀粉以淀粉為原料,以三氯氧磷、三偏磷酸鈉、己二酸、六偏磷酸鹽為交聯(lián)劑,氫氧化鈉為催化劑,對淀粉進(jìn)行交聯(lián)，交聯(lián)后的淀粉其透光率降低,耐酸堿性、耐機(jī)械加工，耐剪切性增強(qiáng)，凝膠性能提高. 但吸水能力減弱。因此二者結(jié)合，能夠取長補(bǔ)短，在食品工業(yè)和紡織工業(yè)方面均有著巨大的應(yīng)用前景。一 生產(chǎn)原理能使淀粉發(fā)生反應(yīng)的交聯(lián)劑種類很多, 其中環(huán)氧氯丙烷分子中具有活潑的環(huán)氧基和氯基, 是一種交聯(lián)效果極好的交聯(lián)劑。由于其反應(yīng)條件溫和, 易于控制, 也是常用的交聯(lián)劑1。環(huán)氧氯丙烷交聯(lián)反應(yīng)機(jī)理:O OH二淀粉OH+CH2-CH-CH2Cl淀粉-O-CH2-CH-環(huán)

5、氧氯丙烷二淀粉甘油CH2-O-淀粉+HCl二 制備方法A.稱取玉米淀粉50 g于燒杯中, 加75m lH2O配制成40% 淀粉乳, 再加入一定量NaC l固體(抑制淀粉顆粒膨脹), 搖勻, 慢慢加入一定量甲醛溶液, 搖勻后用0. 2 mol/LNaOH 調(diào)節(jié)pH 值至定值。在水浴鍋內(nèi)加熱一定時間, 并攪拌, 待完成后用0. 1mol/LHCl調(diào)節(jié)pH值至6. 0 7. 0。用布氏漏斗進(jìn)行減壓過濾, 并將濾渣洗滌3次, 再次減壓過濾, 將濾渣干燥, 即得產(chǎn)品。測定產(chǎn)品的交聯(lián)度。B.稱取200 g 淀粉( 干基) , 加入到300 mL 堿性溶液中調(diào)成粉漿( 堿液是由500 mL 溶解一定量的氫氧

6、化鈉和15 g 氯化鈉配制而成, 氯化鈉的作用是抑制淀粉顆粒的膨脹) 。將配好的粉漿置于一定溫度的恒溫水浴鍋中, 保持?jǐn)嚢? 溶解需要量的環(huán)氧氯丙烷于50 mL 堿液中, 35 min 滴入淀粉乳中, 反應(yīng)至規(guī)定時間。反應(yīng)完畢后用鹽酸調(diào)節(jié)溶液的pH 值為6.07.0, 靜置一段時間, 洗滌, 抽濾, 置于干燥箱中在55 干燥4 h, 制得交聯(lián)淀粉樣品.調(diào)制濃度為30% 的淀粉乳，保持不停攪拌，加3%氫氧化鈉調(diào)至所需pH 值，置于恒溫水浴鍋中，緩慢加入規(guī)定量的次氯酸鈉，并加稀鹽酸保持要求的反應(yīng)pH值。在氧化過程中，羧基生成影響p H 下降，應(yīng)加稀堿液保持pH 恒定。反應(yīng)到規(guī)定時間后，用3% 的鹽

7、酸中和到pH66.5,再加適量10%的亞硫酸氫鈉溶液使剩余的氧化劑還原,終止反應(yīng)。最后經(jīng)過濾、洗滌、抽濾，置于干燥箱5 5 干燥4 h ，制得樣品。從制得的交聯(lián)淀粉中選取交聯(lián)度低、中、高的三個樣品作為原料，將其進(jìn)一步氧化，反應(yīng)過程中保持pH 值恒定(pH9)，制備方法同氧化淀粉制備。C.目前生產(chǎn)交聯(lián)淀粉的主要方法有濕法和干法，工業(yè)制備通常采用濕法。但是濕法反應(yīng)時間長、有廢水產(chǎn)生、得率較低。相對而言，干法制備工藝簡單、反應(yīng)時間短、得率高且無污染，目前越來越受到人們的重視。但干法制備交聯(lián)淀粉要求的反應(yīng)溫度較高(140180)，傳統(tǒng)的加熱法存在升溫慢、物料受熱不均、交聯(lián)反應(yīng)不均勻等缺點(diǎn)。用微波輻射代

8、替常規(guī)加熱方法進(jìn)行反應(yīng)，有著內(nèi)部加熱、清潔、節(jié)能和體系易控制等優(yōu)點(diǎn) 6 。近年來，微波輻射逐漸應(yīng)用到聚合反應(yīng)中。由于微波頻率與化學(xué)基團(tuán)的旋轉(zhuǎn)振動頻率接近，可以使分子構(gòu)相發(fā)生改變，活化某些基團(tuán)，大大加快反應(yīng)速度，所以用微波輻射代替一般加熱方法來加速聚合反應(yīng)，可得到結(jié)構(gòu)和性能都很優(yōu)異的高分子聚合物。 以下為微波法制玉米交聯(lián)淀粉：交聯(lián)劑選用三偏磷酸鈉將質(zhì)量為淀粉質(zhì)量(干基)的1%3%的三偏磷酸鈉溶解于100mL 水中，加入100g 淀粉攪拌，并用質(zhì)量濃度為5g/100mL 的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH9 1 1 ，攪拌均勻后，放入干燥箱中干燥，溫度控制在4045，干燥至其水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%10%，在粉碎機(jī)

9、中稍加粉碎，也起到混合各物質(zhì)的作用。然后將其放入微波爐中加熱，使其進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，最后將反應(yīng)后的淀粉調(diào)成一定比例的漿，對其進(jìn)行中和、抽濾、水洗、干燥，所得的白色粉末即為產(chǎn)品。9二 影響因素及性質(zhì)1. 試劑用量的影響52. 經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，加熱時間，溫度等客觀因素也能影響淀粉的產(chǎn)量和性質(zhì)。6783. 性質(zhì)（1）經(jīng)交聯(lián)氧化復(fù)合變性處理的淀粉，改善了單交聯(lián)淀粉溶脹速度慢、糊化溫度高的特點(diǎn)。（2）交聯(lián)阻止了在干燥時分子結(jié)構(gòu)的重新排列，提供了一種更加敞開的內(nèi)部扭曲的結(jié)構(gòu)，使氧化劑小分子更容易進(jìn)入淀粉內(nèi)部，從而增大了氧化程度。（3）交聯(lián)氧化復(fù)合變性淀粉粘度穩(wěn)定性極高，在室溫下靜置1 周后，粘度變化很小或基本保持

10、不變，若再加熱仍能恢復(fù)原來的熱粘度水平。應(yīng)用這一性質(zhì)于造紙涂布時，停工后未用完的涂料可冷卻放置，性質(zhì)不變，再開工時再加熱使用，效果仍與新配制的涂料相同。（4）氧化淀粉成膜性好，可得到強(qiáng)度很高，透明度亦高的連續(xù)薄膜15。輕度交聯(lián)淀粉經(jīng)氧化復(fù)合變性后，成膜性能得到大大改善，在適當(dāng)?shù)臈l件下，成膜后，不開裂，有一定韌性，透明度也有明顯提高。（5）低交聯(lián)淀粉經(jīng)氧化變性后，耐酸性能及抗剪力性能有不同程度的降低，但降低幅度很小，也就是說仍保持較好的耐酸性與抗剪力性能。高交聯(lián)淀粉經(jīng)氧化變性后，耐酸性及抗剪力性能變化甚微，說明交聯(lián)氧化變性淀粉仍保持交聯(lián)淀粉的較好的耐酸性及抗剪力性能。 綜上所述，交聯(lián)淀粉經(jīng)氧化后

11、可以降低糊粘度，增加流動性，成膜性能增強(qiáng)，抗相分離及抗凍性能提高。羧基基團(tuán)的引入，改善了交聯(lián)淀粉溶脹速度慢、糊化溫度高的特點(diǎn)。同時又保留了交聯(lián)淀粉耐酸、抗剪切的性能。四 應(yīng)用前景1. 在食品工業(yè)中，常用于罐頭、冷凍、焙烘和干制食品，保持產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，也可用于罐狀或瓶裝嬰兒食品，以及用作水果和奶油餡餅的填充料;2. 在造紙工業(yè)中，可用作造紙助劑;3. 在醫(yī)藥方面，可用作外科手術(shù)用橡膠手套的潤滑劑等；4. 在紡織工業(yè)中，若用于經(jīng)紗上漿，其黏度穩(wěn)定，耐熱、耐剪切，能很好地滿足紡織工業(yè)對漿液熱穩(wěn)定性的要求。若用于印花漿料，既可作為色漿的增稠劑，使印花色漿具有一定的黏度，保證花紋輪廓清晰，當(dāng)印花固色過程

12、完成后便可從織物上除去;也可用作黏著劑，參與染料的固著，使色漿黏著在織物上不易脫落，成為印花的組成部分。用交聯(lián)淀粉制成的印花漿料有一定的滲透性，使?jié){料能滲入織物內(nèi)部。烘干后在織物表面形成一層有彈性、耐磨的薄膜。還可用作織物整理劑，有利于改善織物的手感，得到耐久性的整理。10五 玉米原淀粉與交聯(lián)淀粉的前后比較由其他文獻(xiàn)可知，玉米交聯(lián)淀粉的支鏈含量與氫鍵強(qiáng)度高, 重結(jié)晶性能和壓縮強(qiáng)度比玉米原淀粉好。在高交聯(lián)玉米淀粉含量為12%時, 2種玉米淀粉壓縮強(qiáng)度最大, 玉米交聯(lián)淀粉達(dá)到0. 278MPa, 玉米原淀粉達(dá)到0. 210MPa; 高交聯(lián)玉米淀粉能與支鏈淀粉分子形成支化點(diǎn), 提高淀粉的重結(jié)晶能力,

13、 但隨著高交聯(lián)玉米淀粉含量的增加, 空間位阻增大, 分子之間不易靠近, 重結(jié)晶能力降低。重結(jié)晶性能和壓縮強(qiáng)度隨高交聯(lián)玉米淀粉含量的增加, 先增大后減小。11支鏈含量高有利于重結(jié)晶, 高交聯(lián)玉米淀粉可以提高支化點(diǎn)數(shù)量, 但是其含量不是越高越好, 只有添加適量高交聯(lián)玉米淀粉才能提高淀粉的重結(jié)晶性能。六 . 結(jié)論玉米交聯(lián)淀粉既克服了單一變性淀粉的弱點(diǎn)，又保留了其優(yōu)點(diǎn)。我國淀粉資源非常豐富，玉米交聯(lián)淀粉在我國有著非常優(yōu)越的物質(zhì)基礎(chǔ)和巨大的發(fā)展?jié)摿Α?2就紡織工業(yè)來講，現(xiàn)在我國合成漿料的上漿性能遠(yuǎn)不能滿足要求。隨著紡織品質(zhì)量的提高和出口量的增加，對交聯(lián)淀粉等變性淀粉的質(zhì)量要求更高。在紡織行業(yè)中推廣使用低

14、成本、高效率、污染小的新型復(fù)合變性淀粉漿料，以滿足紡織業(yè)快速發(fā)展和紡織品進(jìn)出口的要求。他無毒害，可自然降解。因此，在食品、醫(yī)藥、化工、農(nóng)業(yè)等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。 參考文獻(xiàn)【1】 張力田. 變性淀粉M . 廣州: 華南理工大學(xué)出版社, 1991.【2】 張力田. 交聯(lián)淀粉J . 淀粉與淀粉糖, 1991 ( 4) : 1- 6.【3】 劉利民. 交聯(lián)- 氧化復(fù)合變性淀粉的研制J . 淀粉與淀粉糖, 1996 ( 2) : 14- 16.【4】 唐洪波, 馬冰潔. 交聯(lián)玉米淀粉合成工藝及性能研究J . 2005 ( 2) : 24- 25.【5】 張平, 王小林, 玉米交聯(lián)淀粉的制備與特性研究

15、J，2006（4）:61【6】 張平, 王小林, 玉米交聯(lián)淀粉的制備與特性研究J，2006（4）:61【7】 張平, 王小林, 玉米交聯(lián)淀粉的制備與特性研究J，2006（4）:61【8】 張平, 王小林, 玉米交聯(lián)淀粉的制備與特性研究J，2006（4）:61【9】 修嬌, 馬濤, 韓立宏, 等. 微波合成淀粉 - 丙烯酸- 聚乙烯醇三元共聚高吸水樹脂的研究J. 農(nóng)產(chǎn)品加工: 學(xué)刊, 2006(3): 20-23.【10】 任忠海，郭雅琳，劉德鈞，等 亞麻織物酶處理的探討J 印染， 2004( 15) : 10-17【11】 劉大勝. 高性能交聯(lián)羧甲基淀粉的研究J . 食品科技,2003 , (9) :22 24【12】 Kim Meera