CN112358627B - 一种离子液体促进淀粉溶解的方法及溶胶体系和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及离子液体及淀粉的开发和应用，公开了一种离子液体促进淀粉溶解的方法，包括如下步骤：(1)配制胆碱赖氨酸离子液体水溶剂体系，其中胆碱赖氨酸离子液体质量分数为45～75％；按照干基淀粉质量为离子液体水溶剂体系5～45％的比例加入淀粉，搅拌均匀；(2)在50～80℃温度范围内搅拌至淀粉完全溶解，得到淀粉‑胆碱赖氨酸离子液体均相溶胶体系。本发明中淀粉的溶解过程条件温和、溶剂性能稳定、不需要耐高温高压设备，生产投资少，成本低。且通过选取胆碱赖氨酸离子液体的质量分数即可调控离子液体阴阳离子，水分子与淀粉分子链间的相互作用，赋予淀粉溶液均相溶胶体系，特别适合在食品领域、淀粉化学改性领域中的应用。

Description

一种离子液体促进淀粉溶解的方法及溶胶体系和应用
技术领域
本发明涉及离子液体及淀粉的开发和应用，尤其涉及一种离子液体促进淀粉溶解的方法。
背景技术
淀粉因其价格低廉、易得、生物降解性和生物相容性好，被广泛应用于功能性食品、活性物质载体材料、生物质再生材料和各种化学辅助材料等领域。同时淀粉颗粒内部存在因分子链氢键聚集成的有序聚集态结构，使得淀粉具有亲水性，却不溶于水，流动性差等自然属性，其应用受到限制。因此，通常需要对原淀粉进行加工改性，赋予它独特的功能和营养特性，实现淀粉不同领域的应用要求和高值化利用。热致相变和溶解是淀粉应用的基础与前提，淀粉溶液性质如分散性、凝胶性、老化性等对于淀粉的加工和应用至关重要，例如在淀粉化学改性中为了获得较高取代度，需要在相对均一的溶液体系中进行均相反应。淀粉溶液体系的性质除了与淀粉的结构相关外，溶剂的选择也是至关重要的，目前在淀粉加工过程中，常用的溶剂体系主要有水、碱溶液和有机介质如二甲基乙酰胺、二甲亚砜等，但是这些溶剂体系均有其应用局限性，例如常温下淀粉不溶于水中，即使热致糊化后，淀粉分子的分散性也不理想，使其化学改性在非均相体系中发生，制备出的淀粉衍生物取代度不高，发生反应的位点有限，产物不均匀；而有机溶剂需要在较高温度下才能使淀粉发生相变，且通常具有毒性、不稳定、不易回收、易挥发等环境问题。
与这些传统溶剂相比，离子液体是由有机阳离子与无机或有机阴离子组成的盐，具有不易挥发、热稳定性好、污染小等一系列优点，它被认为是一种具有广阔应用前景的绿色溶剂。近年来，离子液体尤其是咪唑基离子液体被证明是淀粉的优良溶剂，目前常见的可作为淀粉溶剂的离子液体主要为咪唑基离子液体，有1-丁基-3-甲基咪唑氯盐、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐、1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐等。含有醋酸根离子(Ac-)和氯离子(Cl-)阴离子的咪唑基离子液体在不同的温度环境下可以与淀粉分子形成氢键，破坏淀粉结构的氢键网络，从而完全溶解淀粉(Wilpiszewska K,Spychaj T.Ionic liquids:Media for starchdissolution,plasticization andmodification[J].Carbohydrate Polymers,2011,86(2):424-428)。但是现有的绝大多数咪唑类离子液体自身存在一些环境问题，其有一定的生物毒性和较低的生物可降解性不利于绿色化学性和生物利用性(Cho C-W,Jeon Y-C,Pham T P T,et al.The ecotoxicity of ionic liquids and traditionalorganicsolvents on microalga Selenastrumcapricornutum[J].EcotoxicologyandEnvironmental Safety,2008,71(1):166-171)；此外，由于Cl-与水分子间的质子化作用会形成对淀粉具有降解能力的HCl，使淀粉在含有卤素阴离子的离子液体中溶解时易发生分子链的降解(Stevenson D G,Biswas A,Jane J-L,et al.Changes in structure andproperties of starchof four botanical sources dispersed in the ionic liquid,1-butyl-3-methylimidazoliumchloride[J].Carbohydrate Polymers,2007,67(1):21-31)。针对目前淀粉溶剂存在的问题，利用天然来源的原料构建真正绿色安全的离子液体已成为发展趋势。研究表明，由于阴阳离子都来自于无毒的天然原料，利用简单一步酸碱中和反应可制备出系列基于胆碱氨基酸的无毒性离子液体，且生物降解性不仅远远高于常规的咪唑类和吡啶类离子液体，而且比易生物降解的胆碱醋酸盐离子液体更容易降解，显示出极大的优越性。其中胆碱为阳离子，赖氨酸为阴离子构建的胆碱赖氨酸离子液体因制备工艺简单、环境友好、粘度低性能稳定而备受关注，特别适合在食品和医药领域应用。
综上所述可以看出目前常用的溶剂在较温和条件下均不能使淀粉溶解，淀粉的化学改性反应依然是在非均相体系中发生，作用位点、反应效率和均匀性都受到很大影响，使得淀粉的改性受到限制。此外，有机溶剂和咪唑类离子液体具有一定的生物毒性和低生物可降解性不符合绿色化学和生物利用，也不符合淀粉基产品的绿色加工、安全性及清洁化生产。目前未检索到胆碱赖氨酸离子液体应用于淀粉改性或作为淀粉溶剂的报道。
发明内容
为了解决现有淀粉溶剂的不足，本发明的目的是提供一种绿色安全离子液体促进淀粉溶解的方法，使淀粉在较温和条件下发生相变，降低淀粉溶解的能耗等问题。本发明的另一个目的是建立一种简便有效制备淀粉均相溶胶体系的方法。通过选取合适的离子液体质量分数溶解淀粉可使淀粉溶液体系在非均相凝胶-均相溶胶体系转变，可以改善食品领域目前淀粉溶液不稳定、易老化等问题；以及可以缩短淀粉化学改性的反应时间，提高反应效率，实现能满足不同应用要求的淀粉-离子液体溶液体系的构建。
本发明的目的通过下述技术方案来实现：
一种离子液体促进淀粉溶解的方法，包括如下步骤：
(1)配制胆碱赖氨酸离子液体水溶剂体系，其中胆碱赖氨酸离子液体质量分数为45～75％；按照干基淀粉质量为离子液体水溶剂体系5～45％的比例加入淀粉，搅拌均匀；
(2)在50～80℃温度范围内搅拌至淀粉完全溶解，得到淀粉-胆碱赖氨酸离子液体均相溶胶体系。
优选地，所述胆碱赖氨酸离子液体质量分数为45～65％。
优选地，所述淀粉添加量为离子液体水溶剂体系10～35％。
步骤(2)所述离子液体溶剂对淀粉相变的促进作用是与水溶剂相比得出的结论，升高温度能够加快淀粉分子链解聚，使淀粉快速溶解。优选地，步骤(2)所述搅拌温度为55～70℃，搅拌时间为20～40min。
优选地，步骤(1)所述的胆碱赖氨酸离子液体的制备方法为：在4～28℃温度和磁力搅拌下，将氢氧化胆碱水溶液逐滴添加于充有氮气保护的赖氨酸水溶液中，胆碱和氨基酸的摩尔比小于1，反应12～24h后去除水分，制得胆碱赖氨酸离子液体，其水分含量范围低于0.86％。胆碱和氨基酸的摩尔比优选1:(1.02～1.10)，更优选1:1.05。
优选地，步骤(1)所述淀粉为天然淀粉，玉米淀粉、马铃薯淀粉、木薯淀粉和小麦淀粉中的任意一种。
优选地，所述淀粉的水分含量范围为10～14％。
优选地，步骤(2)所述的搅拌速度为0.2～0.4kr/min，所述搅拌为机械搅拌。
上述方法制得的淀粉-胆碱赖氨酸离子液体均相溶胶体系可在食品领域、淀粉化学改性中应用。
本发明方法是将由天然来源原料所构建的绿色安全胆碱赖氨酸离子液体引入淀粉领域应用，通过改变离子液体的质量分数可以有效地促进淀粉相变，以及促使淀粉-胆碱赖氨酸离子液体溶液向溶胶体系转变。本发明条件下，胆碱赖氨酸离子液体剂在淀粉溶解过程中基本不会造成淀粉糖苷键的断裂或聚集，其对淀粉相变和溶液性能的促进作用不是通过淀粉分子的降解或衍生化来实现。本发明可以解决现有淀粉溶剂的缺点、毒性和生物降解性问题，也可解决目前淀粉溶解能耗高、淀粉化学改性反应效率低、反应过程难控制等各个领域应用的问题，扩宽淀粉在食品领域、淀粉化学改性等领域的应用。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：
1.本发明满足食品安全的要求和绿色化学的发展趋势，将由天然来源原料所构建的绿色安全胆碱赖氨酸离子液体引入淀粉领域应用，可以解决现有有机溶剂和咪唑类离子液体淀粉溶剂的毒性和生物降解性问题。
2.本发明中淀粉的溶解过程条件温和、溶剂性能稳定、不需要耐高温高压设备，生产投资少，成本低，具有绿色环保、操作简便、工艺简单等优点。且通过简单地选取胆碱赖氨酸离子液体的质量分数即可调控离子液体阴阳离子，水分子与淀粉分子链间的相互作用，赋予淀粉溶液均相溶胶体系，特别适合在食品领域、淀粉化学改性领域中的应用。
附图说明
图1为对比例1～10的淀粉颗粒形貌及偏光十字随温度升高的变化图：(a)对比例1；(b)对比例2；(c)对比例3；(d)对比例4；(e)对比例5；(f)对比例6；(g)对比例7；(h)对比例8；(i)对比例9；(j)对比例10。
图2为实施例1～8的淀粉颗粒形貌及偏光十字随温度升高的变化图：(a)实施例1；(b)实施例2；(c)实施例3；(d)实施例4；(e)实施例5；(f)实施例6；(g)实施例7；(h)实施例8。
图3为淀粉-胆碱赖氨酸离子液体溶液样品的傅里叶变换衰减全反射红外光谱曲线。
图4为热处理溶解后的淀粉分子摩尔质量分布：水(water)和胆碱赖氨酸离子液体([Cho][Lys])。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
本申请对比例和实施例中不同质量分数胆碱赖氨酸离子液体溶剂对淀粉相变的影响均采用配有热台控制器的偏光显微镜来观察，其对于淀粉溶液性能的影响均采用流变仪来测定。
胆碱赖氨酸离子液体的制备方法为：在4℃温度和磁力搅拌下，将氢氧化胆碱水溶液逐滴添加于充有氮气保护的赖氨酸水溶液中，胆碱和氨基酸的摩尔比为1:1.05，反应24h后去除水分，制得胆碱赖氨酸离子液体。
对比例
对比例1
在纯胆碱赖氨酸离子液体(离子液体质量分数为100％)中，按照干基淀粉质量为10％的比例添加玉米淀粉，混合均匀后置于热台上加热。偏光显微镜显示在100℃时，淀粉颗粒在胆碱赖氨酸离子液体中均不发生溶胀现象，形貌和偏光十字基本保持不变，且由于离子液体的较高粘度，有些颗粒趋于聚集，不易分散，见附图1(a)。可见在较短时间纯胆碱赖氨酸离子液体由于较高粘度抑制了阴阳离子的运动能力，使阴阳离子与淀粉分子链羟基的氢键相互作用不足以使淀粉分子链发生解聚，淀粉颗粒不溶解。
对比例2
称取一定量的胆碱赖氨酸离子液体，加入蒸馏水，室温下搅拌至充分溶解，配制成离子液体质量分数为80％混溶液，按照干基淀粉质量为10％的比例添加玉米淀粉，混合均匀后置于热台上加热。偏光显微镜显示在90℃时大部分淀粉颗粒才发生破碎，已经破碎的颗粒逐渐溶解，见附图1(b)，但加热到100℃时，体系中依然有完整的淀粉颗粒残留，表明在较短时间内100℃高温下淀粉颗粒不溶解。
对比例3
在蒸馏水中，按照干基淀粉质量为35％的比例添加木薯淀粉，混合均匀后置于热台上加热，偏光显微镜显示在80℃下部分淀粉颗粒中心凹陷处发生溶胀，偏光十字变弱，并随着温度的升高至100℃时，越来越多的淀粉颗粒发生明显的溶胀，但此时体系的高粘度阻碍水分子的迁移，水分子与淀粉分子的氢键作用不足以使淀粉分子链发生解聚，体系中大量淀粉依然保留结晶结构，在较短时间淀粉不溶解，见附图1(c)。
对比例4
(1)在蒸馏水中，按照干基淀粉质量为10％的比例添加玉米淀粉，混合均匀后置于热台上加热，偏光显微镜显示在70℃下大量淀粉颗粒中心凹陷处发生溶胀，偏光十字变弱，并随着温度的升高，水分子与淀粉分子形成氢键作用，使双螺旋结构中的分子链发生解聚和柔性增大，破坏了淀粉的结晶结构，在75℃时偏光十字完全消失，淀粉溶解，见附图1(d)。
(2)在75℃下搅拌20min至淀粉完全溶解得到淀粉-水溶液体系，测量其溶液体系的黏弹性，结果如表1所示。该溶液体系的弹性模量(G')值大于损耗模量(G”)值，损耗因子(tanδ)值小于0.2，可被看作是一种弹性凝胶，表明在水溶剂中，水分子与淀粉分子的氢键相互作用不足以克服淀粉分子链间的相互作用，直链淀粉分子可以与支链淀粉的分支链彼此相互聚集缠结形成凝胶网格结构。
对比例5
(1)在蒸馏水中，按照干基淀粉质量为15％的比例添加小麦淀粉，混合均匀后置于热台上加热，偏光显微镜显示在70℃下大量淀粉颗粒中心凹陷处发生溶胀，偏光十字变弱，并随着温度的升高，淀粉的结晶结构遭到破坏，在80℃时偏光十字完全消失，淀粉溶解，见附图1(e)。
(2)在80℃下搅拌30min至淀粉完全溶解得到淀粉-水溶液体系，测量其溶液体系的黏弹性，结果如表1所示。该溶液体系的G'值大于G”值，tanδ值小于0.2，可被看作是一种弹性凝胶。
对比例6
(1)在蒸馏水中，按照干基淀粉质量为20％的比例添加马铃薯淀粉，混合均匀后置于热台上加热，偏光显微镜显示在65℃下大量淀粉颗粒中心凹陷处发生溶胀，偏光十字变弱，并随着温度的升高，在80℃时偏光十字完全消失，淀粉溶解，见附图1(f)。
(2)在80℃下搅拌40min至淀粉相变溶解得到淀粉-水溶液体系，测量其溶液体系的黏弹性，结果表1所示。该溶液体系的G'值大于G”值，tanδ值小于0.2，可被看作是一种弹性凝胶。
对比例7
(1)称取一定量的胆碱赖氨酸离子液体，加入蒸馏水，室温下搅拌至充分溶解，配制成离子液体质量分数为40％混溶液，按照干基淀粉质量为10％的比例添加玉米淀粉，混合均匀后置于热台上加热。在77℃下大量淀粉颗粒中心凹陷处发生溶胀，偏光十字变弱，随着温度的升高，在83℃时淀粉的偏光十字完全消失，淀粉溶解，见附图1(g)。
(2)在83℃下搅拌20min至淀粉完全溶解得到淀粉-离子液体溶液体系，测量其溶液体系的黏弹性，结果如表1所示。该溶液体系的G'值大于G”值，tanδ值小于0.2，可被看作是一种弹性凝胶。
对比例8
(1)称取一定量的胆碱赖氨酸离子液体，加入蒸馏水，室温下搅拌至充分溶解，配制成离子液体质量分数为10％混溶液，按照干基淀粉质量为10％的比例添加玉米淀粉，混合均匀后置于热台上加热。在75℃下大量淀粉颗粒中心凹陷处发生溶胀，偏光十字变弱，随着温度的升高，在80℃时淀粉的偏光十字完全消失，淀粉溶解，见附图1(h)。
(2)在80℃下搅拌20min至淀粉完全溶解得到淀粉-离子液体溶液体系，测量其溶液体系的黏弹性，结果如表1所示。该溶液体系的G'值大于G”值，tanδ值小于0.2，可被看作是一种弹性凝胶。
对比例9
(1)所用胆碱丝氨酸离子液体的制备方法为：在4℃温度和磁力搅拌下，将氢氧化胆碱水溶液逐滴添加于充有氮气保护的赖氨酸水溶液中，胆碱和氨基酸的摩尔比为1:1.05，反应24h后去除水分，制得胆碱丝氨酸离子液体。
(2)称取一定量的胆碱丝氨酸离子液体，加入蒸馏水，室温下搅拌至充分溶解，配制成离子液体质量分数为60％混溶液，按照干基淀粉质量为15％的比例添加玉米淀粉，混合均匀后置于热台上加热。在78℃下大量淀粉颗粒中心凹陷处发生溶胀，偏光十字变弱，随着温度的升高，在85℃时淀粉的偏光十字完全消失，淀粉溶解，见附图1(i)。
(3)在85℃下搅拌30min至淀粉完全溶解得到淀粉-离子液体溶液体系，测量其溶液体系的黏弹性，结果如表1所示。该溶液体系的G'值大于G”值，可被看作是一种凝胶。
对比例10
(1)所用胆碱天冬氨酸离子液体的制备方法为：在4℃温度和磁力搅拌下，将氢氧化胆碱水溶液逐滴添加于充有氮气保护的赖氨酸水溶液中，胆碱和氨基酸的摩尔比为1:1.05，反应24h后去除水分，制得胆碱天冬氨酸离子液体。
(2)称取一定量的胆碱天冬氨酸离子液体，加入蒸馏水，室温下搅拌至充分溶解，配制成离子液体质量分数为50％混溶液，按照干基淀粉质量为10％的比例添加玉米淀粉，混合均匀后置于热台上加热。在95℃下大量淀粉颗粒中心凹陷处发生溶胀，偏光十字变弱，但加热到100℃时，体系中依然有完整的淀粉颗粒残留，表明在较短时间内100℃高温下淀粉颗粒不溶解，见附图1(j)。
表1频率为1(rad/s)时溶液体系的黏弹性测试
Figure BDA0002732115030000071
实施例
实施例1
(1)称取一定量的胆碱赖氨酸离子液体，加入蒸馏水，室温下搅拌至充分溶解，配制成离子液体质量分数为60％混溶液，按照干基淀粉质量为10％的比例添加玉米淀粉，混合均匀后置于热台上加热。偏光显微镜显示在45℃下大量淀粉颗粒中心凹陷处发生溶胀，偏光十字变弱。随着温度的升高，在55℃时淀粉的偏光十字完全消失，见附图2(a)。可知在此质量分数下，阴阳离子可以协同水分子与淀粉分子相互作用，促进淀粉溶胀和分子链的解聚，从而使淀粉在较温和条件下相变，淀粉在离子液体中的溶解性更好。
(2)在55℃下搅拌20min至淀粉完全相变溶解得到淀粉-离子液体溶液体系，测量其溶液体系的黏弹性，结果如表2所示。在此浓度比例下淀粉-胆碱赖氨酸离子液体溶液体系的弹性模量(G')值与损耗模量(G”)值相近，损耗因子(tanδ)值约等于1，可被看作是一种溶胶体系，表明在此质量分数下，胆碱赖氨酸阴阳离子与淀粉间的氢键作用可以抑制淀粉分子链间的聚集和缠绕，可以实现淀粉溶液从凝胶到溶胶体系的转变。
实施例2
本实施例与实施例1的不同之处在于：
(1)离子液体质量分数为：65％；
淀粉种类为：马铃薯淀粉；
淀粉干基质量为：35％；
混合均匀后置于热台上加热，在58℃下大量淀粉颗粒中心凹陷处发生溶胀，偏光十字变弱。随着温度的升高，偏光显微镜显示在69℃时淀粉的偏光十字完全消失，见附图2(b)。可知此质量分数的离子液体溶剂使淀粉在较温和条件下相变，促进淀粉溶解。
(2)在69℃下搅拌40min至淀粉完全相变溶解得到淀粉-离子液体溶液体系，测量其溶液体系的黏弹性，结果如表2所示。此质量分数淀粉-胆碱赖氨酸离子液体溶液体系的G”值大于G'值，tanδ值大于1，可被看作是一种溶胶体系。
实施例3
本实施例与实施例1的不同之处在于：
(1)离子液体质量分数为：55％；
淀粉种类为：玉米淀粉；
淀粉干基质量为：25％；
混合均匀后置于热台上加热，在56℃下大量淀粉颗粒中心凹陷处发生溶胀，偏光十字变弱。随着温度的升高，偏光显微镜显示在64℃时淀粉的偏光十字完全消失，见附图2(c)。可知此质量分数的离子液体溶剂使淀粉在较温和条件下相变，促进淀粉溶解。
(2)在64℃下搅拌40min至淀粉完全相变溶解得到淀粉-离子液体溶液体系，测量其溶液体系的黏弹性，结果如表2所示。在此质量分数下淀粉-胆碱赖氨酸离子液体溶液体系的G”值大于G'值，tanδ值大于1，可被看作是一种溶胶体系。
实施例4
本实施例与实施例1的不同之处在于：
(1)离子液体质量分数为：50％；
淀粉种类为：木薯淀粉；
淀粉干基质量为：30％；
混合均匀后置于热台上加热，在59℃下大量淀粉颗粒中心凹陷处发生溶胀，偏光十字变弱。随着温度的升高，偏光显微镜显示在67℃时淀粉的偏光十字完全消失，见附图2(d)。可知此质量分数的离子液体溶剂使淀粉在较温和条件下相变，促进淀粉溶解。
(2)在67℃下搅拌30min至淀粉完全相变溶解得到淀粉-离子液体溶液体系，测量其溶液体系的黏弹性，结果如表2所示。在此质量分数下淀粉-胆碱赖氨酸离子液体溶液体系的G'值与G”值相近，tanδ值约等于1，可被看作是一种溶胶体系。
实施例5
本实施例与实施例1的不同之处在于：
(1)离子液体质量分数为：45％；
淀粉种类为：玉米淀粉；
淀粉干基质量为：15％；
混合均匀后置于热台上加热，在62℃下大量淀粉颗粒中心凹陷处发生溶胀，偏光十字变弱。随着温度的升高，偏光显微镜显示在69℃时淀粉的偏光十字完全消失，见附图2(e)。可知此质量分数的离子液体溶剂使淀粉在较温和条件下相变，促进淀粉溶解。
(2)在69℃下搅拌35min至淀粉完全相变溶解得到淀粉-离子液体溶液体系，测量其溶液体系的黏弹性，结果如表2所示。在此质量分数下淀粉-胆碱赖氨酸离子液体溶液体系的G'值与G”值相近，tanδ值约等于1，可被看作是一种溶胶体系。
实施例6
本实施例与实施例1的不同之处在于：
(1)离子液体质量分数为：50％；
淀粉种类为：玉米淀粉；
淀粉干基质量为：10％；
混合均匀后置于热台上加热，在61℃下大量淀粉颗粒中心凹陷处发生溶胀，偏光十字变弱。随着温度的升高，偏光显微镜显示在66℃时淀粉的偏光十字完全消失，见附图2(f)。可知此质量分数的离子液体溶剂使淀粉在较温和条件下相变，促进淀粉溶解。
(2)在66℃下搅拌20min至淀粉完全相变溶解得到淀粉-离子液体溶液体系，测量其溶液体系的黏弹性，结果如表2所示。在此质量分数下淀粉-胆碱赖氨酸离子液体溶液体系的G”值大于G'值，tanδ值大于1，可被看作是一种溶胶体系。
实施例7
(1)离子液体质量分数为：60％；
淀粉种类为：玉米淀粉；
淀粉干基质量为：35％；
混合均匀后置于热台上加热，在48℃下大量淀粉颗粒中心凹陷处发生溶胀，偏光十字变弱。随着温度的升高，偏光显微镜显示在59℃时淀粉的偏光十字完全消失，见附图2(g)。可知此质量分数的离子液体溶剂使淀粉在较温和条件下相变，促进淀粉溶解。
(2)在59℃下搅拌40min至淀粉完全相变溶解得到淀粉-离子液体溶液体系，测量其溶液体系的黏弹性，结果如表2所示。在此质量分数下淀粉-胆碱赖氨酸离子液体溶液体系的G”值大于G'值，tanδ值大于1，可被看作是一种溶胶体系。
实施例8
(1)离子液体质量分数为：55％；
淀粉种类为：小麦淀粉；
淀粉干基质量为：30％；
混合均匀后置于热台上加热，在50℃下大量淀粉颗粒中心凹陷处发生溶胀，偏光十字变弱。随着温度的升高，偏光显微镜显示在60℃时淀粉的偏光十字完全消失，见附图2(h)。可知此质量分数的离子液体溶剂使淀粉在较温和条件下相变，促进淀粉溶解。
(2)在60℃下搅拌30min至淀粉完全相变溶解得到淀粉-离子液体溶液体系，测量其溶液体系的黏弹性，结果如表2所示。在此质量分数下淀粉-胆碱赖氨酸离子液体溶液体系的G'值与G”值相近，tanδ值约等于1，可被看作是一种溶胶体系。
表2频率为1(rad/s)时溶液体系的黏弹性测试
Figure BDA0002732115030000101
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包括在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种离子液体促进淀粉溶解的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)配制胆碱赖氨酸离子液体水溶剂体系，其中胆碱赖氨酸离子液体质量分数为45～75％；按照干基淀粉质量为离子液体水溶剂体系5～45％的比例加入淀粉，搅拌均匀；
(2)在50～80℃温度范围内搅拌至淀粉完全溶解，得到淀粉-胆碱赖氨酸离子液体均相溶胶体系。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述胆碱赖氨酸离子液体质量分数为45～65％。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述淀粉添加量为离子液体水溶剂体系10～35％。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述搅拌温度为55～70℃，搅拌时间为20～40min。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述的胆碱赖氨酸离子液体的制备方法为：在4～28℃温度和磁力搅拌下，将氢氧化胆碱水溶液逐滴添加于充有氮气保护的赖氨酸水溶液中，胆碱和氨基酸的摩尔比小于1，反应12～24h后去除水分，制得胆碱赖氨酸离子液体。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述淀粉为天然淀粉，玉米淀粉、马铃薯淀粉、木薯淀粉和小麦淀粉中的任意一种；所述淀粉的水分含量范围为10～14％。
7.根据权利要求1或2或3或4所述的方法，其特征在于，所述胆碱和氨基酸的摩尔比为1:(1.02～1.10)。
8.根据权利要求1或2或3或4所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述的搅拌速度为0.2～0.4kr/min。
9.权利要求1～8任意一项所述的方法制得的淀粉-胆碱赖氨酸离子液体均相溶胶体系。
10.根据权利要求9所述溶胶体系在食品领域、淀粉化学改性中的应用。
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