CN103436570A - 一种辛烯基琥珀酸淀粉酯的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种辛烯基琥珀酸淀粉酯的制备方法,其包括将淀粉配置的淀粉乳液与辛烯基琥珀酸酐、表面活性剂、催化剂、氢氧化钠溶液在超声反应釜中超声混匀进行酯化反应;以及酯化反应结束后对反应产物进行中和、过滤、洗涤后得到粗产物;向粗产物加入α-淀粉酶进行酶解反应后即可制得成品辛烯基琥珀酸淀粉酯;本发明中通过酯化反应过程中加入表面活性剂、催化剂,表面活性剂可以提高淀粉的乳化效果,使得在超声混合过程中能够与辛烯基琥珀酸酐快速的进行反应。而添加的催化剂,进一步催化反应,避免酸酐反应所带来的整个混合液PH的变化,为整个反应提供稳定的环境,进一步提高反应速率。
Description
技术领域
本发明涉及辛烯基琥珀酸淀粉酯制备领域,具体涉及一种辛烯基琥珀酸淀粉酯的制备方法。
背景技术
辛烯基琥珀酸淀粉钠,又称辛烯基琥珀酸淀粉酯、烯基丁二酸酯化淀粉,该产品最初由美国Caldwell和Wurzburg研制成功。烯基琥珀酸酯化淀粉是一大类变性淀粉,但被允许使用于食品业的仅有一种,即辛烯基琥珀酸淀粉酯,商品名为纯胶,辛烯基琥珀酸淀粉酯是一种安全性高的乳化增稠剂。它不同于任何一种传统的食用变性淀粉,特别在水包油的乳浊液中有重要作用,具有的特殊功能,因此被广泛应用于各类食品中,如:乳化香精、微胶囊粉末制品、软饮料、调味色拉油、酸乳和乳酪、罐头食品、糖果,且其用量可根据需求添加,无需控制。此外在纺织、造纸以及药品、乳胶涂料中也有使用。
目前,辛烯基琥珀酸淀粉酯的制备方法主要有三种:亦即湿法、有机相法和干法。
其中,湿法是目前生产食品用辛烯基琥珀酸淀粉酯的主要方法,湿法生产的优点是反应均匀,缺点是酸酐不溶于水,反应是两相反应,要采用乳化方法以增加反应速度,同时酸酐的水解也是不可忽视的问题;
有机相法生产优点在于反应效率高、产品取代度高、缺点是生产成本高、对环境污染大,用这种方法得到的产品,不适合用于食品或化妆品中;
干法生产工艺简单、成本低、反应效率高、对环境污染小,需解决的难题是需设法使反应物料均匀混合,以避免局部反应剧烈,这也是干法生产变性淀粉中普遍存在的问题。
本发明的目的在于提供一种辛烯基琥珀酸淀粉酯的制备方法,其可有效解决上述问题,
发明内容
本发明的目的在于提供一种辛烯基琥珀酸淀粉酯的制备方法,反应周期短,制得的辛烯基琥珀酸淀粉酯的取代度高、粘度低。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:一种辛烯基琥珀酸淀粉酯的制备方法,其包括以下步骤:
S1:将淀粉配置的淀粉乳液与辛烯基琥珀酸酐、表面活性剂、催化剂、氢氧化钠溶液在超声反应釜中超声混匀进行酯化反应;
S2:酯化反应结束后对反应产物进行中和、过滤、洗涤后得到粗产物;向粗产物加入α-淀粉酶进行酶解反应后即可制得成品辛烯基琥珀酸淀粉酯;
所述的表面活性剂为蔗糖脂肪酸酯、山梨糖醇脂肪酸酯和烷基多聚糖苷按照质量比0.1~0.2∶0.5~0.6∶1混合配制构成,表面活性剂的添加量为淀粉质量的0.02~0.05%;
所述的催化剂为碱型阴离子交换树脂,催化剂的添加量为淀粉质量的0.01~0.015%。
进一步的方案为:
所述的淀粉乳液中淀粉的质量分数为38~40%,淀粉乳液中的溶剂为乙醇与水按照体积比3∶1配制而成,辛烯基琥珀酸酐的添加量为淀粉质量的5~10%。
超声混匀进行酯化反应的超声功率为180~200W,时间为1.5~2.5h。
超声混匀进行酯化反应时混合体系的PH为7.5~8。
酶解反应中α-淀粉酶在粗产物中含量为400~450U/g,时间为2~2.5h,温度为80~85℃,PH为6.5~7.0。
本发明中通过酯化反应过程中加入表面活性剂、催化剂,表面活性剂可以提高淀粉的乳化效果,使得在超声混合过程中能够与辛烯基琥珀酸酐快速的进行反应。而添加的催化剂,进一步催化反应,避免酸酐反应所带来的整个混合液PH的变化,为整个反应提供稳定的环境,进一步提高反应速率,使得制得的辛烯基琥珀酸淀粉酯的取代度大于0.019,减短整个辛烯基琥珀酸淀粉酯的生产周期,提高辛烯基琥珀酸淀粉酯生产的经济效益。同时,在后续阶段通过α-淀粉酶的酶解作用,减小辛烯基琥珀酸淀粉酯的粘度,制得的辛烯基琥珀酸淀粉酯配置成6%的溶液、其粘度小于150mPa.s。
具体实施方式
以下通过具体实施例来对本发明作进一步说明,但其不应理解为对本发明权利要求书请求保护范围的限定。
实施例1
取一定量的淀粉与乙醇与水按照体积比3∶1配制而成配置的溶剂配置成淀粉乳液,淀粉乳液淀粉的质量分数为38%;将淀粉乳液泵送至超声反应釜中,然后加入辛烯基琥珀酸酐、表面活性剂、催化剂、氢氧化钠溶液以及乙醇水溶液,辛烯基琥珀酸酐的添加量为淀粉质量的5%;表面活性剂的添加量为淀粉质量的0.02%;催化剂的添加量为淀粉质量的0.01%;整个混合体系的PH为7.5,启动反应釜超声混匀进行酯化反应,控制超声功率为180W,时间为2.5h;其中,表面活性剂为蔗糖脂肪酸酯、山梨糖醇脂肪酸酯和烷基多聚糖苷按照质量比0.1∶0.6∶1混合配制构成,催化剂为碱型阴离子交换树脂;
酯化反应结束后对反应产物加入盐酸进行中和、过滤、并用乙醇溶液进行洗涤后得到粗产物;然后向粗产物中加入α-淀粉酶进行酶解反应,酶解反应中α-淀粉酶在粗产物中含量为450U/g,控制酶解反应的时间为2.5h,温度为80℃,PH为6.5。酶解反应后对α-淀粉酶进行失活后即可制得成品辛烯基琥珀酸淀粉酯。
测得制得辛烯基琥珀酸淀粉酯取代度约为0.019,辛烯基琥珀酸淀粉酯配置成6%的溶液、其粘度约为150mPa.s。
实施例2
取一定量的淀粉与乙醇与水按照体积比3∶1配制而成配置的溶剂配置成淀粉乳液,淀粉乳液淀粉的质量分数为40%;将淀粉乳液泵送至超声反应釜中,然后加入辛烯基琥珀酸酐、表面活性剂、催化剂、氢氧化钠溶液以及乙醇水溶液,辛烯基琥珀酸酐的添加量为淀粉质量的10%;表面活性剂的添加量为淀粉质量的0.05%;催化剂的添加量为淀粉质量的0.015%;整个混合体系的PH为8,启动反应釜超声混匀进行酯化反应,控制超声功率为200W,时间为1.5h;其中,表面活性剂为蔗糖脂肪酸酯、山梨糖醇脂肪酸酯和烷基多聚糖苷按照质量比0.2∶0.5∶1混合配制构成,催化剂为碱型阴离子交换树脂;
酯化反应结束后对反应产物加入盐酸进行中和、过滤、并用乙醇溶液进行洗涤后得到粗产物;然后向粗产物中加入α-淀粉酶进行酶解反应,酶解反应中α-淀粉酶在粗产物中含量为450U/g,控制酶解反应的时间为2.5h,温度为80℃,PH为7.0。酶解反应后对α-淀粉酶进行失活后即可制得成品辛烯基琥珀酸淀粉酯。
测得制得辛烯基琥珀酸淀粉酯取代度约为0.021,辛烯基琥珀酸淀粉酯配置成6%的溶液、其粘度约为140mPa.s。
实施例3
取一定量的淀粉与乙醇与水按照体积比3∶1配制而成配置的溶剂配置成淀粉乳液,淀粉乳液淀粉的质量分数为38%;将淀粉乳液泵送至超声反应釜中,然后加入辛烯基琥珀酸酐、表面活性剂、催化剂、氢氧化钠溶液以及乙醇水溶液,辛烯基琥珀酸酐的添加量为淀粉质量的8%;表面活性剂的添加量为淀粉质量的0.04%;催化剂的添加量为淀粉质量的0.012%;整个混合体系的PH为7.5,启动反应釜超声混匀进行酯化反应,控制超声功率为200W,时间为2.5h;其中,表面活性剂为蔗糖脂肪酸酯、山梨糖醇脂肪酸酯和烷基多聚糖苷按照质量比0.2∶0.6∶1混合配制构成,催化剂为碱型阴离子交换树脂;
酯化反应结束后对反应产物加入盐酸进行中和、过滤、并用乙醇溶液进行洗涤后得到粗产物;然后向粗产物中加入α-淀粉酶进行酶解反应,酶解反应中α-淀粉酶在粗产物中含量为420U/g,控制酶解反应的时间为2h,温度为83℃,PH为6.8。酶解反应后对α-淀粉酶进行失活后即可制得成品辛烯基琥珀酸淀粉酯。
测得制得辛烯基琥珀酸淀粉酯取代度约为0.023,辛烯基琥珀酸淀粉酯配置成6%的溶液、其粘度约为120mPa.s。
实施例4
取一定量的淀粉与乙醇与水按照体积比3∶1配制而成配置的溶剂配置成淀粉乳液,淀粉乳液淀粉的质量分数为38%;将淀粉乳液泵送至超声反应釜中,然后加入辛烯基琥珀酸酐、表面活性剂、催化剂、氢氧化钠溶液以及乙醇水溶液,辛烯基琥珀酸酐的添加量为淀粉质量的10%;表面活性剂的添加量为淀粉质量的0.05%;催化剂的添加量为淀粉质量的0.015%;整个混合体系的PH为8,启动反应釜超声混匀进行酯化反应,控制超声功率为180W,时间为1.5h;其中,表面活性剂为蔗糖脂肪酸酯、山梨糖醇脂肪酸酯和烷基多聚糖苷按照质量比0.1∶0.5∶1混合配制构成,催化剂为碱型阴离子交换树脂;
酯化反应结束后对反应产物加入盐酸进行中和、过滤、并用乙醇溶液进行洗涤后得到粗产物;然后向粗产物中加入α-淀粉酶进行酶解反应,酶解反应中α-淀粉酶在粗产物中含量为450U/g,控制酶解反应的时间为2.5h,温度为85℃,PH为7.0。酶解反应后对α-淀粉酶进行失活后即可制得成品辛烯基琥珀酸淀粉酯。
测得制得辛烯基琥珀酸淀粉酯取代度约为0.02,辛烯基琥珀酸淀粉酯配置成6%的溶液、其粘度约为138mPa.s。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种辛烯基琥珀酸淀粉酯的制备方法,其包括以下步骤:
S1:将淀粉配置的淀粉乳液与辛烯基琥珀酸酐、表面活性剂、催化剂、氢氧化钠溶液在超声反应釜中超声混匀进行酯化反应;
S2:酯化反应结束后对反应产物进行中和、过滤、洗涤后得到粗产物;向粗产物加入α-淀粉酶进行酶解反应后即可制得成品辛烯基琥珀酸淀粉酯;
所述的表面活性剂为蔗糖脂肪酸酯、山梨糖醇脂肪酸酯和烷基多聚糖苷按照质量比0.1~0.2∶0.5~0.6∶1混合配制构成,表面活性剂的添加量为淀粉质量的0.02~0.05%;
所述的催化剂为碱型阴离子交换树脂,催化剂的添加量为淀粉质量的0.01~0.015%。
2.如权利要求1所述的辛烯基琥珀酸淀粉酯的制备方法,其特征在于:所述的淀粉乳液中淀粉的质量分数为38~40%,淀粉乳液中的溶剂为乙醇与水按照体积比3∶1配制而成,辛烯基琥珀酸酐的添加量为淀粉质量的5~10%。
3.如权利要求1所述的辛烯基琥珀酸淀粉酯的制备方法,其特征在于:超声混匀进行酯化反应的超声功率为180~200W,时间为1.5~2.5h。
4.如权利要求1所述的辛烯基琥珀酸淀粉酯的制备方法,其特征在于:超声混匀进行酯化反应时混合体系的PH为7.5~8。
5.如权利要求1所述的辛烯基琥珀酸淀粉酯的制备方法,其特征在于:酶解反应中α-淀粉酶在粗产物中含量为400~450U/g,时间为2~2.5h,温度为80~85℃,PH为6.5~7.0。
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