醋酸酯淀粉是变性淀粉中的一个重要品种,主要应用于食品、纺织、造纸等领域。淀粉复合变性是指将淀粉采用两种或两种以上的变性方法,使淀粉获得更好的性能,而开辟淀粉的新用途,扩大应用范围以适应各种工业应用要求。目前淀粉复合变性主要有交联氧化、交联酯化、交联醚化等。本文以淀粉为起始原料,经酸解、乙酰化制备了一种新型复合变性淀粉。
1材料与方法
1.1材料
玉米淀粉、氢氧化钠(AR)、盐酸(AR)、无水硫酸钠(AR)、醋酸酐(AR)。
1.2仪器设备
PHS-25酸度计、冰箱、烘箱、真空泵、721W分光光度计、恒温水浴、电子天平、YG020型电子拉力仪。
1.3酸解乙酰化复合变性淀粉的制备方法
准确称取一定量玉米淀粉,用蒸馏水将其配制成一定浓度的淀粉乳(为保持淀粉乳浓度恒定,蒸馏水的加入量视加入盐酸量而定),倒入三口烧瓶中,搅拌,水浴加热至一定温度,加入一定量浓度为8mol/L盐酸进行酸解。酸解结束后,加入5%氢氧化钠溶液,将乳液pH中和至7,再经过滤、洗涤、干燥得酸解淀粉。
准确称取一定量酸解淀粉,用蒸馏水将其配制一定浓度的淀粉乳,倒入三口烧瓶中,加入一定量无水硫酸钠,搅拌,水浴加热至一定温度。10min后,用5%氢氧化钠水溶液将淀粉乳pH值调至碱性,然后开始向淀粉乳中滴加醋酸酐,同时滴加5%氢氧化钠溶液以保持乳液pH值恒定。反应结束后,用盐酸将反应混合物中和至pH值为6~7,再经过脱水、洗涤、干燥、粉碎、筛分即得产品。
2.1.4酸解程度的测定
取绝干样品0.9g,加入10ml蒸馏水搅拌均匀后,边搅拌边逐渐加入90ml的1%的氢氧化钠溶液,3min内加完。在25℃下水浴保温30min后,倒入具有恒温装置的流度仪中,快速测出糊液在同样体积蒸馏水从毛细管流出的时间,即为待测样品的流度(100ml蒸馏水的流出时间为56s)。酸解程度大,流度大,流出时间小。对同一样品进行2次平行测定。
3.1.5取代度的测定
准确称取2g(绝干)样品于250ml碘量瓶中,加入40ml蒸馏水搅拌,加入3滴酚酞指示剂,用0.1mol/LNaOH溶液滴定至微红色刚好不消失,再用25ml移液管移加0.5mol/LNaOH溶液25ml于碘量瓶中,用塞子塞紧瓶口,机械振荡30min进行皂化。最后用0.25mol/LHCl标准溶液滴定样品中过量的碱液至红色刚好消失即为终点,同时用原料马铃薯淀粉做空白实验。
1.6冻融稳定性的测定
将样品加水配成6%的淀粉乳,在沸水浴中加热20min,然后冷却至室温,置于-20~-15℃的冰箱中冷冻,24h后取出,自然解冻。重复上述步骤5次后,在离心机中(3000r/min)离心20min,弃去上清液,称取沉淀物重量,计算析水率(析水率低,冻融稳定性好)。
1.7糊透明度的测定
把样品配成1%的淀粉乳,取50ml放入100ml的烧杯中,置于沸水浴中加热搅拌10min,并保持原有体积。然后冷却至25℃,用1cm比色皿在620nm波长下测定糊的透光率,以蒸馏水为空白(设蒸馏水的透光率为100%)。以透光率表示淀粉糊的透明度,透光率越高,糊的透明度也越高。
1.8膜的拉伸强度的测定
将80mm*15mm的长方形试样,在电子万能测试机上,以5mm/min速度拉伸试样至断裂,重复5次取平均值。
2结果与分析
2.1酸含量对淀粉酸解程度的影响
酸含量对淀粉酸解程度的影响如图1所示。酸解条件:淀粉120g,酸解时间5h,温度50℃。
可以看出,流出时间随着盐酸的含量增加而降低,当酸含量大于为1.8%时,酸解淀粉糊液流出时间随盐酸含量的增加逐渐趋于平缓。
2.2时间对淀粉酸解程度的影响
酸解时间对淀粉酸解程度的影响如图3所示。酸解条件:淀粉120g,盐酸(8mol/L)18ml,温度50℃。
可以看出,流出时间随着酸解时间的增加而降低,当酸解时间在4h以下时,酸解淀粉糊液的流出时间下降比较快;当酸解时间在5h以上时,酸解淀粉糊液流出时间随酸解时间的增加而趋于平缓。
2.3乙酰化反应温度对取代度的影响
乙酰化反应所用淀粉为经酸解变性后的淀粉,酸解条件为:温度50℃,酸含量1.8%,酸解时间5h,以下类同。乙酰化反应温度对取代度的影响如图4所示。反应条件:酸解淀粉20g(含水量13.2%),淀粉乳浓度35%,反应时间50min,醋酸酐用量6%(占绝干淀粉,以下类同),硫酸钠用量1.5%,pH值8.5。反应温度对复合变性淀粉取代度的影响呈抛物线形状,存在较佳反应温度值。但温度对复合变性淀粉取代度的影响较小,取代度的变化范围仅有0.05~0.06。
2.4pH对取代度的影响
实验条件:酸解淀粉20g,淀粉乳浓度35%,反应时间50min,醋酸酐用量6%,反应温度25℃,硫酸钠用量1.5%。可以看出,在pH值对复合变性淀粉取代度的影响也呈抛物线趋势。当pH等于8.5时,产品取代度达到最大。
2.6乙酰化反应时间对产品取代度的影响
实验条件:酸解淀粉20g,淀粉乳浓度35%,pH值8.5,醋酸酐用量6%,反应温度25℃,硫酸钠用量1.5%。在反应时间小于50min时,产品取代度随着反应时间的增加而升高,当反应时间大于50min后,产品取代度随着反应时间的增加而略有降低。
3结论
盐酸含量高,酸解反应快。淀粉酸解适宜条件为:盐酸含量1.8%,酸解温度50~55℃,酸解时间大于5h;乙酰化适宜反应条件为:反应温度25℃,反应时间50min,反应pH值8.5。酸解淀粉经乙酰化后,其糊液透明度、冻融稳定性和膜拉伸强度有很大的提高。
参考文献:(略)
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