CN103214588A - 交联-乙酰化-琥珀酸酯三元复合变性淀粉的制备方法 - Google Patents
交联-乙酰化-琥珀酸酯三元复合变性淀粉的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种交联-乙酰化-琥珀酸酯三元复合变性淀粉的制备方法，进一步改善复合变性淀粉的糊化特性，以获得糊化温度低、峰值粘度高、粘度稳定性好、凝胶型强、冷冻性能好、透明度高的变性淀粉。其制备步骤为：将淀粉先进行交联反应，再进行醋酸酯化和琥珀酸酯化，再经过洗涤、干燥、过筛后获得的交联-乙酰化-琥珀酸酯三元复合变性淀粉。该复合变性淀粉同时兼具交联淀粉、乙酰化淀粉和琥珀酸酯淀粉特性，具有糊化温度低，峰值粘度高，粘度稳定性好，凝胶型强、冷冻性能好，透明度高的优点，改善了单一变性淀粉的糊化特性，提高了淀粉的应用性能。
Description
技术领域
本发明属于淀粉变性技术领域，具体涉及交联-乙酰化-琥珀酸酯三元复合变性淀粉的制备方法。
背景技术
我国变性淀粉的研究和生产始于上世纪80年代，通过20多年的研究，目前已有交联淀粉、氧化淀粉、酸解淀粉、醋酸酯、磷酸酯、烯基琥珀酸酯、羧甲基淀粉、羟丙基淀粉、阳离子淀粉等多种变性淀粉。但在采用新技术、新工艺、新设备的现代工业中，单一的变性淀粉产品不能满足要求，使其在应用中受到很大限制。多元复合变性淀粉是指在同一个淀粉分子上接上二种或者两种以上反应基团的淀粉，由于分子中各基团的相互协调作用，使其性能更优，应用效果更突出，专用性更强。
发明内容
本发明的目的是提供交联-乙酰化-琥珀酸酯三元复合变性淀粉的制备方法，进一步改善复合变性淀粉的糊化特性，以获得糊化温度低、峰值粘度高、粘度稳定性好、凝胶型强、冷冻性能好、透明度高的变性淀粉。
本发明提供的技术方案如下：一种交联-乙酰化-琥珀酸酯三元复合变性淀粉的制备方法，其步骤如下：
步骤一：将淀粉用水调制成浓度为质量份数38-40%的淀粉乳，加入占淀粉质量0.5-2%的膨胀抑制剂，用浓度为3-5%质量份数的氢氧化钠溶液调淀粉乳的pH值至10.5-11.5，升温至25-45℃；
步骤二：加入占淀粉质量0.01-0.03%的交联剂，反应1-3h，加入浓度为5-10%质量份数的盐酸溶液调节 pH值至8.5-9.5；
步骤三：加入占淀粉质量3-6%的混合酸酐，用浓度为3-5%质量份数的氢氧化钠溶液调节体系pH值至8.5-9.5，保持温度为25-30℃反应1-2 h，再用浓度为5-10%质量份数的盐酸溶液调节淀粉乳pH值至6.0-6.5；
步骤四：采用现有方法将淀粉乳通过旋流洗涤去除杂质和反应副产物，通过真空转股、或者刮刀离心机、或者三足离心机进行脱水，再采用气流干燥、旋风分离器进行收集和过筛后即得交联-乙酰化-琥珀酸酯三元复合变性淀粉。
做为本发明的进一步改进，所述步骤一中淀粉为马铃薯、木薯、玉米、蜡质玉米淀粉中的一种。
做为本发明的进一步改进，所述步骤一中膨胀抑制剂为氯化钠。
做为本发明的进一步改进，所述步骤二中交联剂为三氯氧磷或三偏磷酸钠。
做为本发明的进一步改进，所述步骤三中的混合酸酐为琥珀酸酐与醋酸酐的混合溶液，琥珀酸酐与醋酸酐的质量比为1:4-6。
本发明机理如下：淀粉经交联后能较大幅度的增大淀粉糊粘度，提高淀粉糊热稳定性，抗剪切能力和抗酸能力；酯化作用可以增强淀粉的亲水性，降低淀粉糊化温度；乙酰化作用能增强淀粉与水的亲和能力，从而提高淀粉的抗凝性和透明度；淀粉经琥珀酸酯化后可降低糊化温度，增加糊的粘度，提高糊的透明度、冻融稳定性和持水性，其成膜性好，具有提高膜的延伸性和柔软性等优点。
本发明显著效果：
（1）本发明将淀粉先进行交联反应，再进行醋酸酯化和琥珀酸酯化而得到的三元复合变性淀粉，所得产品与交联淀粉、醋酸酯淀粉、琥珀酸淀粉、交联醋酸酯淀粉、乙酰化琥珀酸淀粉酯等市场相似产品相比较，本发明产品同时兼具交联淀粉、乙酰化淀粉和琥珀酸酯淀粉特性，具有糊化温度低，峰值粘度高，粘度稳定性好，凝胶型强、冷冻性能好，透明度高的优点，改善了单一变性淀粉的糊化特性，提高了淀粉的应用性能。
（2）本发明中琥珀酸酯化和醋酸酯化反应是一步同时进行的，所用的酯化剂是将琥珀酸酐按照一定比例溶解分散于醋酸酐中而得的混合酸酐，反应过程中加入混合酸酐使淀粉同时进行醋酸酯化反应和琥珀酸酯化反应，这样有利于简化生产工序和缩短反应时间，降低生产成本和提高生产效率。
本发明方法获得的交联-乙酰化-琥珀酸酯化三元复合变性淀粉与现有淀粉布拉班德粘度比较结果如下表一：
注：TS—木薯淀粉； CS—玉米淀粉； PS—马铃薯淀粉；WS-小麦淀粉
MTS—木薯交联-乙酰化-琥珀酸酯三元复合变性淀粉
MCS—玉米交联-乙酰化-琥珀酸酯三元复合变性淀粉
MPS—马铃薯交联-乙酰化-琥珀酸酯三元复合变性淀粉
MWS—小麦交联-乙酰化-琥珀酸酯三元复合变性淀粉
A：开始糊化的温度，℃；
B：峰值粘度，BU；
C：92℃恒温开始的粘度，BU；
D：冷却阶段开始的粘度， BU；
E：冷却阶段结束的粘度；
F：最终恒温阶段结束的粘度；BU；
B-D（崩解值）：表示淀粉糊的粘度热稳定性，数值小则粘度热稳定性高；
E-D（回升值）：表示淀粉糊形成凝胶性质的强弱，数值大则凝沉性。
附图说明
图1为复合变性淀粉的制备方法工艺示意图。
具体实施方式
实施例1
一种复合变性淀粉的制备方法，该方法以马铃薯淀粉为原料，采用湿法制备交联-乙酰化-琥珀酸酯三元复合变性淀粉，其具体步骤如下：
步骤一：1000kg马铃薯淀粉与水配成浓度为质量份数38%的淀粉乳，加入10kg氯化钠，用浓度为3%质量份数的氢氧化钠溶液调节pH值至11.0，升温至25℃；
步骤二：加入0.15kg三氯氧磷，反应2h，加入浓度为5%质量份数的盐酸调节pH值至8.5；
步骤三：加入60kg混合酸酐，该混合酸酐是琥珀酸酐与醋酸酐按照质量比为1：5的比例混合而成，并用浓度为3%质量份数的氢氧化钠溶液维持体系的pH值为8.5，反应1h，用浓度为质量份数5%盐酸调节pH值至6.3。
步骤四：将淀粉乳通过旋流洗涤去除杂质和反应副产物，通过刮刀离心机进行脱水，再采用气流干燥、旋风分离器进行收集和过筛后即得交联-乙酰化-琥珀酸酯三元复合变性淀粉。所得产品糊化温度为52.6℃，峰值粘度3693 BU，乙酰基含量1.8%。
实施例2
一种复合变性淀粉的制备方法，该方法以木薯淀粉为原料，采用湿法制备交联-乙酰化-琥珀酸酯三元复合变性淀粉，其具体步骤如下：
步骤一：1000kg木薯淀粉与水配成浓度为质量份数40%的淀粉乳，加入5kg氯化钠，用浓度为质量份数3%的氢氧化钠溶液调节pH值至11.5，升温至25℃。
步骤二：加入0.10kg三氯氧磷，反应2.5h，加入浓度为质量份数5%的盐酸溶液调节pH值至9.0。
步骤三：加入50kg混合酸酐，此混合酸酐是琥珀酸酐与醋酸酐按照质量比为1：4的比例混合而成，用浓度为质量份数3%的氢氧化钠溶液维持pH值为9.0，反应1.5h，用浓度为质量份数5%的盐酸溶液调节pH值至6.5。
步骤四：中和后的淀粉乳通过旋流洗涤去除杂质和反应副产物，通过刮刀离心机进行脱水，再采用气流干燥、旋风分离器进行收集和过筛后即得交联-乙酰化-琥珀酸酯淀粉。所得产品糊化温度为59.8℃，峰值粘度2236 BU，乙酰基含量1.5%。
实施例3
一种复合变性淀粉的制备方法，该方法以蜡质玉米淀粉为原料，采用湿法制备交联-乙酰化-琥珀酸酯三元复合变性淀粉，其具体步骤如下：
步骤一：1000kg蜡质玉米淀粉与水配成浓度为质量份数38%的淀粉乳，加入15kg氯化钠，用浓度为质量份数4%的氢氧化钠溶液调节pH值至11.0，升温至30℃；
步骤二：加入0.20kg三氯氧磷，反应1.5h，加入浓度为质量份数5%的盐酸溶液调节pH值至9.0；
步骤三：加入30kg混合酸酐，此混合酸酐是琥珀酸酐与醋酸酐按照质量比为1：6的比例混合而成，浓度为质量份数3%的氢氧化钠溶液调节，维持体系的pH值至9.5，反应2h，用浓度为质量份数5%的盐酸调节pH值至6.0；
步骤四：中和后的淀粉乳通过旋流洗涤去除杂质和反应副产物，通过三足离心机进行脱水，再采用气流干燥、旋风分离器进行收集和过筛后即得交联-乙酰化-琥珀酸酯淀粉。所得产品糊化温度为59.5℃，峰值粘度2036 BU，乙酰基含量0.8%。
实施例4
一种复合变性淀粉的制备方法，该方法以玉米淀粉为原料，采用湿法制备交联-乙酰化-琥珀酸酯三元复合变性淀粉，其具体步骤如下：
步骤一：1000kg玉米淀粉与水配成浓度为质量份数40%的淀粉乳，加入20kg氯化钠，用浓度为质量份数5%的氢氧化钠溶液调节pH值至10.5，升温至45℃；
步骤二：加入0.30kg三偏磷酸钠，反应3h，加入浓度为质量份数10%的盐酸溶液调节pH值至9.5，降温至30℃。
步骤三：加入40kg混合酸酐，此混合酸酐是琥珀酸酐与醋酸酐按照质量比为1：5的比例混合而成，浓度为质量份数3%的氢氧化钠溶液调节维持系统pH值至9.5，反应1.5h，用浓度为质量份数10%的盐酸溶液调节pH值至6.3。
步骤四：中和后的淀粉乳通过旋流洗涤去除杂质和反应副产物，通过真空转股进行脱水，再采用气流干燥、旋风分离器进行收集和过筛后即得交联-乙酰化-琥珀酸酯淀粉。所得产品糊化温度为63.8℃，峰值粘度1412 BU，乙酰基含量1.1%。
应用本发明提供的方法所制备的产品技术参数为：白度（475nm蓝光反射率，%）≥89，pH：6-8，峰值粘度（6%，布拉班德粘度仪，BU）：400-4000，乙酰基含量：0.8-2.5%。
Claims (5)
1.一种交联-乙酰化-琥珀酸酯三元复合变性淀粉的制备方法，其特征在于其步骤如下：
步骤一：将淀粉用水调制成浓度为质量份数38-40%的淀粉乳，加入占淀粉质量0.5-2%的膨胀抑制剂，用浓度为3-5%质量份数的氢氧化钠溶液调淀粉乳的pH值至10.5-11.5，升温至25-45℃；
步骤二：加入占淀粉质量0.01-0.03%的交联剂，反应1-3h，加入浓度为5-10%质量份数的盐酸溶液调节 pH值至8.5-9.5；
步骤三：加入占淀粉质量3-6%的混合酸酐，用浓度为3-5%质量份数的氢氧化钠溶液调节体系pH值至8.5-9.5，保持温度为25-30℃反应1-2 h，再用浓度为5-10%质量份数的盐酸溶液调节淀粉乳pH值至6.0-6.5；
步骤四：将淀粉乳通过旋流洗涤去除杂质和反应副产物，脱水、气流干燥、旋风分离器进行收集和过筛后即得交联-乙酰化-琥珀酸酯三元复合变性淀粉。
2.根据权利要求1所述的交联-乙酰化-琥珀酸酯三元复合变性淀粉的制备方法，其特征在于：所述步骤一中淀粉为马铃薯、木薯、玉米、蜡质玉米淀粉中的一种。
3.根据权利要求1所述的交联-乙酰化-琥珀酸酯三元复合变性淀粉的制备方法，其特征在于：所述步骤一中膨胀抑制剂为氯化钠。
4.根据权利要求1所述的交联-乙酰化-琥珀酸酯三元复合变性淀粉的制备方法，其特征在于：所述步骤二中交联剂为三氯氧磷或三偏磷酸钠。
5.根据权利要求1所述的交联-乙酰化-琥珀酸酯三元复合变性淀粉的制备方法，其特征在于：所述步骤三中的混合酸酐为琥珀酸酐与醋酸酐的混合溶液，琥珀酸酐与醋酸酐的质量比为1:4-6。
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