醋酸酯淀粉的制备与初步表征

器和温度计的三口瓶中；开动搅拌器，加热，在一定温度下糊化
３ｍｉ；后冷却到一定温度时，入一定量的按一定比例混０ｎ然加合的冰醋酸和醋酸酐，加入一定量的硫酸，一定温度下反再于应一定日间；达到要求后，止加热，却。倒入剧烈搅拌的寸当停冷过量的蒸馏水中，淀、滤、燥即得试样。沉过干
ａｔｒｅｙｕｉｇＩｐｃｒｍ．Ｔｅｄｇｅｆｕｓｉｔｎ（ＳｎｈｏｔｎｆｃｔｌｆｈｒｄｃｓｃｅｉｄｂｓＲｓｅｔｚｎｕｈｅｒｅｏｂｔｕｉＤ）ａｄｔｅｃｎｅｔｏｅｙｅｐｏｕｔｓｔｏａｏｔ
光谱仪对醋酸酯淀粉进行了初步表征，用酸碱滴定法测试了其取代度和乙酰基含量；并系统讨论了反应温

度和反应时间等对醋酸酯淀粉的取代度、乙酰基含量的影响。实验结果表明：随反应温度升高和反应时间
作者简介：新法（９２）男，南安阳人，州大学教授，要研究方向为绿色包装材料和高分子复合包装材料。李１５一，河郑主
３９
包装工程
ＰＫＡＣＡＧＩＧＥＧＩＥＩ１２．２２０．２ＮＮＮＥＲＮＧＶｏ．９Ｎｏ１０８１
ｗｅｅｄｔｒｎｄＴｈｆｅｔｆｒａｔｏｉ，ｒａｔｎｔｍｐｒｔｒｎＤＳａｄｔｅｃｎｅｔｏｃｔｌｆｔｅｒｅｅｍｉｅ．ｅｅｆｃｓｏｅｃｉｎｔｍｅｅｃｉｅｅａｕｅｏｎｈｏｔｎｆａｅｙｈｏｏｐｏｕｔｒｉｃｓｅ．ＴｈｘｅｉｎｅｕｔｈｗｅｈｔＤＳａｄｔｅｃｎｅｔｏｃｔｌｉｃｅｓｓｗｉｈｒｄｃｓｗｅｅｄｓｕｓｄｅｅｐｒｍｅｔｒｓｌｓｓｏｄｔａｎｈｏｔｎｆａｅｙｎｒａｅｔｔｅｌｎｔｅｉｇｏｈｅｃｉｎｔｎａｓｎｆｒａｔｎｔｍｐｒｔｒ．Ｗｈｎｔｅｒａｔｎｔｍｐｒｔｒｓｈｅｇｈｎｎｆｔｅｒａｔｉａｄｒｉｉｇｏｅｃｉｅｅａｕｅｏｍｅｏｅｈｅｃｉｅｅａｕｅｉｏ
由于高分子材料具有质轻、强度高、性好、腐、磨比弹防耐性好等优点，以它在国民经济的各个领域都获得了广泛应所
究尚未见文献报导。
用。与此同时也带来了两方面的严重问题：一是“ 白色污染对环境带来了严重危害；二是石油和天然气的快速开采造成了资
１４取代度和乙酰基含量的测定［．８
间，备了一系列醋酸淀粉，分别测试了其取代度、酰含制并乙
量，果见表２结。
表２反应时间对醋酸淀粉的性能的影晌
Ｔａ．ｆｃｆｔｅｃｉｎｔｍｅｏｒｐｒｉｓｏｈｅａｅａｔｔｒｈｂ２Ｅｆｅｔｏｈｅｒａｔｏｉｎｐｏｅｔｅｆｔｃｔｅｓａｃ
李新法等
醋酸酯淀粉的制备与初步表征
醋酸酯淀粉的制备与初步表征
李新法，刘畅，牛明军，罗鸿鑫，帅，陈金周赵
（郑州大学，郑州４０５）５０２
摘要：以淀粉为基料，冰醋酸和醋酸酐为乙酰化试剂，以以硫酸为催化剂，备了醋酸酯淀粉；制用红外
２３红外光谱分析．
！窒旦搓旦二挂旦２品质量（，壁！：遇定样ｇ干基）：
取代度一
延长，乙酰基含量和取代度增大；当反应温度为５ ℃ ，应时间为６，化剂质量浓度为０１时，代度Ｏ反ｈ催．取
和乙酰基含量较高。
关键词：醋酸淀粉；代度；制备取
中图分类号：３２Ｔ３３文献标识码：ＡＴＢ２；Ｂ０
（ｈｎｚｏｉｒｉ。ｈｎｚｏ５０２ＣｉａＺｅｇｈｕＵｎｖｓｙＺｅｇｈｕ４０５，ｈｎ）ｅｔ
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ａｃｔｔｔｒｈｗａｙｔｅｉｅｙｕｉｇｓａｃｓｂｓ，ｔｅｇａｉｌｃｔｔｃｄａｄａｅｉａ－ｅａｅｓａｃｓｓｎｈｓｚｄｂｓｎｔｒｈａａｅｈｌｃａｅａｅａｉｎｃｔｎａｃｈｄｉｅａｃｔｌｔｎｇｎ－ａｄＨ２Ｏ４ａａａｙｔｙｒｓａｅｙａｉｇａｅｔｎｓｃｔｌｓ．ＴｈｈｍｉａｔｕｔｒｆｈｃｔｔｔｒｈｗａｈｒｄＳｅｃｅｃｌｒｃｕｅｏｅａｅａｅｓａｃｓｃａ — ｓｔ
精确称取１ｇ的磨细样品，于２０锥形瓶中，入置５ｍＬ加５ｍＬ５（积分数，同）乙醇溶液，塞子塞紧，停的０７体后的用不摇动并加热到５ ℃ ，温３ｍｉ；后冷却到室温，入Ｏ保０ｎ然加４ｍＬ．ｍｏ／的Ｎａ００５ｌＬＯＨ溶液，匀，住瓶口，温放置摇塞室７ｈ并不时摇动，０３ｌＬ的盐酸标准溶液滴定剩余的碱２，用．ｍｏ／
源的严重匮乏。为此自２纪７年代以来，Ｏ世Ｏ生物降解塑料的研究受到了广泛的关注。由于淀粉基降解塑料价格比较低廉、
１实验
１１主要原料．
玉米淀粉：工业品，山东成武大地玉米开发有限公司；冰
停留在实验室研究阶段。为此，我们以淀粉为基料，以水和乙
醇为反应介质，以冰醋酸和醋酸酐为乙酰化剂，备出了性能制
家港瑞达机械制造厂；子继电器：３１型，海宝山五金电电６０上
器厂。
Ｉ３合成工艺．
ｔｅｐｏｅｔｓｏｈｒｄｃｓｂｔｅ．ｈｒｐｒｉｆｔｅｐｏｕｔｉｅｔｒｅＫｅｒｓｃｔｔｔｒｈ；ｄｇｅｆｓｂｔｔｔｏｙｗｏｄ：ａｅａｅｓａｃｅｒｅｏｕｓｉｕｉｎ；ｐｅａａｉｎｒｐｒｔｏ
ａｏｔ０℃ －ｔｅｅｃｉｍｅｉａｏｔｏｒｎｈｓｏｃｎｒｔｎｏａａｙｔｓａｏｔ．（ｔ－ｂｕ５ｈａｔｎｔｂｕｈｕｓｄｔｅｒｏｉｓ６ａｍａｓｃｎｅｔａｉｆｔｌｓｂｕ１ｗ）ｏｃｉ０
硫酸：化学纯，上海试剂一厂；酞：析纯，酚分广西陇西化工厂；
溶胀剂：工业品，售。市
１２主要仪器．
红外光谱仪：６４０型，国Ｎｃｌ公司；力电动搅拌器：美ｉｅｏｔ电Ｊ５一Ｄ型，海模型厂；显鼓风干燥箱：ＨＸＩＩ型，Ｂ０上数－ＯＡ张
醋酸：析纯，海试剂一厂；酸酐：析纯，北京化工厂；分上醋分
加工设备比较简单、降解性能优良而倍受亲睐。自１７９３年表面改性淀粉填充塑料问世以来，国内外研制开发出了多种淀粉
基生物降解塑料［７，现在尚存在着价格高、以实现完全】］但－难降解以及使用性能较差等缺陷而限制了其广泛应用。过去生物降解塑料主要包括填充型和接枝型等，酸酯淀粉的研究虽醋有报道，多用吡啶作反应介质，毒性大、格高、能差而但其价性
文章编号：１０ — ３６（０８１ —０３－００１５３２０）２０９２
ＰｒｐｒｉｎａｅａａｔｏｎｄＣｈａａｔｒｚｔＯｆＡｃｔｅＳａｃｒｃｅｉａｉｎＯｅａｔｔｒｈ
ＬＩｎｆＬＩＣａｇ．ＮＩＭｉｇｊｎＬＵｎ — ｉＺＨＡｏＳｕｉＣ — ａ．ＵｈｎＸｉＵｎ－ｕ。ＯＨｏｇｘｎ。ｈａ。ＨＥＮＪｎｚｏｉ—ｈｕ

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醋酸酯淀粉

实验序号
正交7
DS 0.032
表6 吸湿性测定
增重情况
18h时
温度重量（g）
吸湿重量(g)
增重率
（℃）
（%）
0.5h 1h
4h
10h 18h
46 0.5001 0.5070 0.5221 0.5373 0.5428 0.5646 12.90
正交2 0.165 47 0.5003 0.5117 0.5232 0.5293 0.5349 0.5535 10.63
A3
正交实验结果及极差分析
因素
B
C
1（18.376） 1（5）
2（27.564） 2（15）
3（36.752） 3（30）
1
2
2
3
3
1
1
3
2
1
3
2
0.5487
0.777
0.865
3
0.259
0.288
0.386
0.412
0.238
0.229
0.148
B＞A＞C
图3 正交组SEM照片
9
3.3、FTIR表征
a-NPS；b-正交试验1；c-正交试验-2； d-正交试验-3；e-正交试验-4；f-正交实验-5
a-NPS，b-正交试验6；c-正交试验7； d-正交试验8；e-正交试验9
图4 正交组FTIR图谱
APS:3415 cm-1处：淀粉分子上O-H键的振动而形成的峰， NPS:2925 cm-1处：C-H键伸缩振动而产生的吸收峰，
1650 cm-1处：是由与淀粉紧密结合的结合水形成的吸收峰， 1079 和 1170 cm-1 处： C-O键的吸收振动而产生。 572 cm-1，761 cm-1，856 cm-1，923 cm-1 以及 971 cm-1：葡萄糖骨架振动吸收 APS:1750 cm-1出现了峰值，证明了乙酰基的成功接入。

[AMIM]Cl中醋酸酯淀粉的制备与结构表征及其流变和热特性分析

范围较宽的AS。但是离子液体如何影响与激活淀
基金项目：广西高校高水平创新团队及卓越学者计划（桂教人 [2016]42号），广西高校北部湾石油天然气资源有效利用重点实验室基金（2017KLOG13）
收稿日期:2018-11-18 作者简介:何强，男，1992年岀生，硕士，天然产物开发与应用通信作者:石海信，男，1962年出生，教授，天然产物与精细化学
醋酸酯淀粉（AS）是将淀粉进行乙酰基化改性后得到的一种具有疏水特性的变性淀粉[1-2]0目前
多数变性淀粉企业采用湿法工艺，以强酸（甲基磺酸或浓硫酸）作为催化剂制备该产品[3'4],但由此
会产生大量废酸液对环境造成污染;有的学者以氢氧化钠为催化剂采用干法工艺来制备AS⑸，但干法工艺存在着反应物料难混合均匀，产品质量不稳
2019年9月第34卷第9期
中国粮油学报 Journal of the Chinese Cereals and Oils Association
Vol. 34,No. 9 Sep. 2019
[AMIM]C1中醋酸酯淀粉的制备与结构表征及其流变和热特性分析
何强I石海信▽王爱荣2王梓民2郑昌海I欧春兰2
品开发
粉乙酰化反应活性，在离子液体中合成的产品理化性能有哪些变化，及对其用途有何影响等，目前还鲜见相关文献报道⑻。本研究通过单因素实验探讨
[AMIM1C1中AS制备工艺及影响机理，利用傅里叶红外光谱仪（FTIR）、X-射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）对AS结构进行表征，并利用哈克流变仪、同步热分析仪（TGA - DSC）、热重-红外联用仪（TGA-FTIR）研究AS的流变与热特性，旨在为优化离子液体介质中均相醋酸酯淀粉制备工艺及产品的应用提供参考。

醋酸酯淀粉工业流程

醋酸酯淀粉工业流程1.原料淀粉经过预处理后，与醋酸酯反应生成醋酸酯淀粉。

After pre-treatment, the raw starch reacts with acetate to produce acetate starch.2.反应后的醋酸酯淀粉经过过滤和洗涤去除杂质。

The reacted acetate starch is filtered and washed to remove impurities.3.洗涤后的淀粉经过干燥处理，以去除水分。

The washed starch is dried to remove moisture.4.干燥后的醋酸酯淀粉经过研磨处理，使其粒度更加均匀。

The dried acetate starch is milled to achieve a more uniform particle size.5.研磨后的淀粉经过包装，成为醋酸酯淀粉成品。

The milled starch is packaged as the final product of acetate starch.6.工业流程中需要精密的控制温度和压力。

The industrial process requires precise control of temperature and pressure.7.反应过程中，需要考虑醋酸和淀粉的配比。

The reaction process requires consideration of the ratio of acetate to starch.8.过滤和洗涤过程需要使用高效的设备和工艺。

The filtration and washing process requires the use of efficient equipment and techniques.9.干燥处理需要确保高温下淀粉不会发生分解。

Drying process requires ensuring that starch does not undergo decomposition at high temperatures.10.研磨处理需要控制良好，以确保淀粉颗粒不会受到破坏。

食用醋酸酯淀粉制备和性质的研究_于泓鹏

２．２．１淀粉醋酸酯的粘度曲线特征值从表５和表６中的数据可以看出，木薯和玉米原
淀粉及各不同取代度的淀粉醋酸酯的粘度随温度的变化具有相似的规律，引入乙酰基后，淀粉醋酸酯的
糊化温度都降低了，而且随着样品取代度的升高而降低，样品的峰值粘度则随着取代度的升高而升高，同时产生峰值粘度所对应的温度降低了。木薯醋酸酯淀粉的热糊稳定性普遍提高了，冷糊稳定性却有所降低；玉米醋酸酯淀粉的热糊稳定性变化不大，冷糊稳定性也降低了。两者的凝胶形成能力均有所提高，但与取代度关系不大。由此可见引入乙酰基后，淀粉醋酸酯的粘度特性大为改善，更适于用作增稠剂。
３结论
３．１在抗氧化体系中，底物的选定对其抗氧化活性的发挥不容忽视，藜蒿提取物在乳化体系中的抗氧化性能强于在油体系中的抗氧化性能。
３．２藜蒿提取物具有较强的抗氧化作用，且具有剂量效应关系。３．３藜蒿提取物与ＢＨＴ、ＰＧ相比较，提取物浓度达０．１０％时的抗氧化活性超过０．０２％ＢＨＴ，而小于０．０２％ＰＧ。３．４柠檬酸、酒石酸、抗坏血酸对藜蒿提取物抗氧化作用均有协同增效作用，且增效作用的强弱顺序为：酒石酸＞抗坏血酸＞柠檬酸。
分别称取玉米和木薯醋酸酯样品３ｇ（干基），加
主要仪器：５００ｍｌ不锈钢反应器市售，并自行蒸馏水１００ｍｌ调成３％的淀粉乳，沸水浴加热２０ｍｉｎ，充
加工；酸度计ｐＨＳ－２５型，上海虹益仪器厂；超级分糊化，冷却，取其中３０ｍｌ加到塑料杯中，加盖，置
恒温水浴器ＣＳ５０１型，上海实验仪器厂；强力电动于－１８℃的冰箱中冷冻２４ｈ，取出于室温下自然解冻
搅拌器ＪＢ９０－Ｄ型，杭州仪表电机厂；布拉班德粘度６ｈ，观察糊的情况。然后重复多次，直至糊的胶体结

食品中醋酸酯淀粉测定

食品中醋酸酯淀粉测定食品中醋酸酯淀粉测定是一种常用的分析方法，用于确定食品中醋酸酯淀粉的含量。

本文将介绍该方法的原理、步骤和相关注意事项。

一、原理醋酸酯淀粉是一种常见的食品添加剂，用作增稠剂和稳定剂。

其测定方法基于醋酸酯淀粉在酶的作用下水解为葡萄糖，再通过酶法或化学法测定葡萄糖的含量来确定醋酸酯淀粉的含量。

二、步骤1. 样品制备：将待测食品样品称取适量，加入适量的水，搅拌均匀，制备成悬浮液。

2. 酶解：将样品悬浮液加入含有淀粉酶的试剂中，进行酶解反应。

酶解条件可根据具体情况选择，一般在适宜的温度和时间下进行。

3. 反应停止：加入适量的酸或碱溶液停止酶解反应，并调节pH 值。

4. 葡萄糖测定：使用葡萄糖试剂（如葡萄糖氧化酶）将酶解后的葡萄糖转化为产生可测定信号的物质，如产生的色素或发光物质。

5. 测定读数：使用光度计、色度计或荧光测定仪器，测定反应产物的吸光度、颜色或荧光强度。

6. 含量计算：根据标准曲线或计算公式，将测得的吸光度、颜色或荧光强度转化为醋酸酯淀粉的含量。

三、注意事项1. 样品制备时要保持均匀悬浮状态，避免样品团聚或沉淀。

2. 酶解条件应根据具体情况选择，一般需进行试验确定最佳条件。

3. 反应停止时要及时加入适量的酸或碱溶液，并调节pH值，避免进一步的反应发生。

4. 测定读数时应注意选择适当的测定波长或荧光激发波长，并进行空白对照。

5. 根据具体的分析要求，可选择不同的测定方法和仪器，如光度计、色度计或荧光测定仪器。

总结：食品中醋酸酯淀粉的测定是一项重要的分析工作，能够帮助确定食品中的添加剂含量。

该方法基于酶解和测定葡萄糖的含量来确定醋酸酯淀粉的含量。

在进行测定时，需要注意样品制备、酶解条件选择、反应停止、测定读数和含量计算等方面的注意事项。

通过遵循正确的步骤和注意事项，可以准确测定食品中醋酸酯淀粉的含量，保障食品的质量和安全。

醋酸酯淀粉制备及性质研究_钱大钧

K2
0. 074 5 0. 157 0 0. 125 2 0. 130 8
K3
0. 165 2 0. 086 9 0. 160 5 0. 239 0
R
0. 090 7 0. 070 1 0. 065 0 0. 227 6
由表 2 极差分析可知 ,各因素对取代度的影响
大小依次为 : D > A > B > C。最佳工艺条件组合为
图 3 反应时间对取代度的影响
由图 3,随着反应时间增加 ,取代度逐渐增大 ,当反应时间达到 1. 5 时最高。继续增加反应时间 ,取代度减小。从 0. 5h到 1h取代度增大较缓慢 ,从 1h 到 1. 5h取代度增大较显著。原因为随着反应时间的增加 ,各反应物间充分接触的时间也增加 ,酯化反应程度提高 ,因而取代度提高 ;但反应达到一定时间后 ,酯化剂消耗完全 ,则反应趋向逆反应方向 ,副反应产物在体系中相对浓度增加 ,故随着反应时间的继续延长 ,取代度变小。反应时间以 1. 5h为宜。 2. 1. 4 酯化剂用量对取代度的影响
淀粉分子中的葡萄糖单位的 C2、C3、C6 上有羟
收稿日期 : 2006 - 03 - 03 作者简介 :钱大钧 ,男 , 1982年出生 ,硕士 ,食品科学与工程
基 ,在碱性条件下 ,能被有机酸 ———醋酸、醋酸酐、醋酸乙烯等酯化剂取代 ,制得低取代度的醋酸酯淀粉 (DS < 0. 2) 。醋酸乙烯酯的分子量为 86,其 50%能与淀粉反应 ,高于醋酸酐 ,反应如下 :
20mL 到 40mL 取代度增大较缓慢 , 40mL 到 60mL 取
代度增大较显著。原因分析为随着酯化剂用量增
加 ,进入淀粉分子与羟基结合的醋酸乙烯酯分子增

醋酸酯淀粉

实验序号
DS
2019/1/19 2019/1/19
பைடு நூலகம்
11
4.2、凝沉性测定
图5 NPS及APS凝沉性变化图
2019/1/19 2019/1/19
12
4.3、冻融稳定性
表4 实验序号正交7号正交2号正交3号 DS 0.032 0.165 0.260 冻融稳定性测定沉淀物重（g） 12.96 16.83 18.17 冻融次数 3 3 3 析水率（%） 55.3 40.8 38.0
吸湿重量(g)
1h 4h 10h 18h
0.5001 0.5070 0.5221 0.5373 0.5428 0.5646 0.5003 0.5117 0.5232 0.5293 0.5349 0.5535
正交3
正交5 正交9 NPS
0.260
0.422 0.86
46
46 47 48
0.5002 0.5019 0.5125 0.5196 0.5256 0.5474
淀粉糊重（g） 29.01 28.50 29.33
正交5号
NPS
0.422
29.10
29.52
20.25
12.16
3
2
30.4
58.8
2019/1/19 2019/1/19
13
4.4、吸湿性测定
表6 实验序号正交7 正交2 DS 0.032 0.165 吸湿性测定增重情况温度重量（g）（℃） 0.5h 46 47 18h时增重率（%） 12.90 10.63
实验结果 DS 0.382 0.165 0.260 0.134 0.422 0.117 0.032 0.278 0.86

醋酸酯淀粉和磷酸酯双淀粉

醋酸酯淀粉和磷酸酯双淀粉
醋酸酯淀粉和磷酸酯双淀粉是两种常见的化学淀粉改性剂。

它们都是为了提高淀粉的性能而进行化学改性的产物。

本文将详细介绍这两种化学淀粉改性剂的制备、性质和应用。

一、醋酸酯淀粉制备、性质和应用
1. 制备
醋酸酯淀粉的制备过程是将淀粉与醋酸酐在碱性条件下进行酯化反应。

酯化反应一般在40-60℃下进行，反应时间为6-8小时。

反应产物是淀粉的酯化产物，即醋酸酯淀粉。

2. 性质
醋酸酯淀粉的化学式为（C6H10O5）n(C2H3O2)m，其中n为淀粉分子数，m为醋酸分子数。

醋酸酯淀粉具有优异的分散性和稳定性，能够吸附水分形成胶状体，从而提高了淀粉的粘度和黏度，改善了淀粉的流变特性。

3. 应用
磷酸酯双淀粉广泛应用于医药、食品、纺织、化妆品等行业。

在医药领域，磷酸酯双淀粉被广泛应用于药物缓控释剂型的制备，能够提高药物的生物利用度，并减少药物的副作用。

在食品添加剂中，磷酸酯双淀粉作为增稠剂，具有很好的保水性，能够提高食品口感和稳定性。

在纺织品和化妆品中，磷酸酯双淀粉作为保湿剂和增稠剂，能够提高纺织品和化妆品的手感和质量。

总之，醋酸酯淀粉和磷酸酯双淀粉是两种重要的化学淀粉改性剂，它们的应用领域广泛，对提高产品质量、改善产品性能具有重要的作用。

低取代度籼米淀粉醋酸酯的制备、表征及性质研究

低取代度籼米淀粉醋酸酯的制备、表征及性质研究刘忠义;包浩;彭丽;陈婷;乔丽娟【摘要】以籼米淀粉为原料,醋酸酐为酯化剂,氢氧化钠为催化剂,制备低取代度籼米淀粉醋酸酯.通过正交试验确定了醋酸酯淀粉的最佳工艺条件:反应温度40℃,反应pH=9,反应时间90 min,醋酸酐用量4g.所得产物的取代度(DS)为o.116,反应效率(RE)为64.47％.通过红外光谱(FTIR),X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)和快速黏度分析仪(RVA)研究了其理化性质.FTIR结果表明,相对于原淀粉,醋酸酯淀粉在1 750,1 375和1 252 cm-1处出现了新的特征峰.XRD结果表明,籼米及醋酸酯淀粉的晶型结构为A型,但是醋酸酯淀粉的结晶度较小.SEM和XRD结果表明,乙酰化反应发生在淀粉颗粒表面,降低了淀粉的结晶度.同时对淀粉的性质进行了研究,结果表明,相对于原淀粉,醋酸酯淀粉的黏度、溶解度、膨胀度及冻融稳定性提高,糊化温度和老化性能则降低.【期刊名称】《湘潭大学自然科学学报》【年(卷),期】2015(037)003【总页数】8页(P43-50)【关键词】籼米淀粉;醋酸酯淀粉;表征;性质【作者】刘忠义;包浩;彭丽;陈婷;乔丽娟【作者单位】湘潭大学化工学院,湖南湘潭411105;湘潭大学化工学院,湖南湘潭411105;湘潭大学化工学院,湖南湘潭411105;湘潭大学化工学院,湖南湘潭411105;湘潭大学化工学院,湖南湘潭411105【正文语种】中文【中图分类】TS235.1籼米是东南亚地区最主要的谷物作物，而中国是世界上的籼米生产国和消费国[1].我国是全球籼米产量第一大国，由于籼米米质较脆，在加工过程中会产生大量碎米，这些碎米通常当做饲料使用，经济效益低.因此，研究开发碎籼米深加工产品及其应用有着重要的意义.由于碎米中淀粉的高含量，可用于生产大米蛋白粉、糖浆、淀粉及变性淀粉.籼米淀粉具有颗粒小、色泽白、易消化、低过敏性等独特的优良品质[8]，且有研究表明小颗粒淀粉具有更高的黏度稳定性[9]，基于这些特性，以籼米淀粉为原料制备的低取代度醋酸酯有较好的经济前景.近些年来变性淀粉发展迅速，已广泛应用于食品、纺织、农业、石油及可降解高分子材料等储多领域[2～4].低取代醋酸酯淀粉是变性淀粉的一个类型，其透明度、黏度、成膜性及稳定性均好于原淀粉[5]，且糊化温度较低，在食品工业和纺织工业中作增稠稳定剂使用，市场需求量大[6].现阶段有关变性淀粉的研究以玉米为主[7]，以籼米淀粉为原料制备低取代醋酸酯未见文献报道.本文以籼米淀粉为原料，对低取代度籼米淀粉醋酸酯的制备工艺进行了探索，为籼米淀粉的深加工提供了依据.1.1 材料与仪器籼米淀粉，由云南普洱永吉生物技术有限责任公司提供；醋酸酐、氢氧化钠、盐酸均为分析纯.恒温水浴锅，酸度计，FTIR(美国热电集团Nicolet 380号傅立叶红外光谱仪)，XRD(日本理学Dmax-3c型XRD仪)，SEM(日本电子公司JSM-5900型扫描电子显微镜)，快速黏度分析仪(澳大利亚 Newportscientific 公司RVA-4型).1.2 实验方法1.2.1 低取代籼米淀粉醋酸酯的制备称取35 g籼米淀粉配成35%的淀粉乳，控制醋酸酐的用量、反应温度、反应时间，同时在反应过程中用3%的氢氧化钠控制反应体系的pH值.反应完毕后，用0.5 mol/L的盐酸将pH调到4.5.将产物用大量蒸馏水洗涤，过滤，并于55 ℃下真空干燥.1.2.2 籼米淀粉醋酸酯的取代度(DS)及反应效率(RE)的测定精确称取2.0 g左右的醋酸酯淀粉加于250 mL锥形瓶，加入40 mL蒸馏水，摇均，加入3滴酚酞指示剂，混均后用0.05 mol/L的NaOH溶液滴定至微红色，再加入10 mL 0.5 mol/L NaOH标准溶液，在室温下剧烈振荡60 min，使样品完全皂化.用蒸馏水冲洗锥形瓶的塞子及瓶壁，再用0.5 mol/L HCl标准溶液滴定过量的碱至红色消失，记下所用盐酸溶液体积V1.以籼米淀粉为空白，测试步骤与上述相同，记录消耗盐酸溶液体积为V2.DS和RE计算公式如下[10]乙酰基质量分数：A/%,取代度：，反应效率：RE/%=DS×，式中，W为样品质量，g；M为盐酸标准溶液的浓度，mol/L；n1为加入淀粉的物质的量，mol；n2为加入醋酸酐物质的量，mol.1.2.3 醋酸酯淀粉的表征及糊化特性研究 FTIR测试采用KBr压片法，测试波数范围为4 000～400 cm-1；XRD测试条件为CuKa，40 mA管流，40 kV管压，10°/min扫描速率，10°～90°扫描范围；SEM测试电压为30 kV[11]；溶解度、膨胀度、冻融稳定性和糊化特性的研究参见文献[12].2.1 不同反应因素对取代度和反应效率的影响研究了不同反应因素对取代率(DS)和反应效率(RE)的影响，包括反应温度(A)，反应pH(B)，反应时间(C)，醋酸酐用量(D).由图1(a)可知，反应温度在25～40 ℃时，DS和RE随着温度的升高而升高，但是当温度大于40 ℃时，DS和RE却出现了略微下降，这是因为在较高的温度不仅可以使淀粉结构变得疏松，还能加快醋酸酐的扩散[13]，因此DS和RE升高.但是由于酯化反应属于放热反应，温度过高会使反应向逆反应移动，造成了DS和RE的降低.从图1(b)可知，pH对DS和RE影响极为显著，DS和RE随着pH的增加，先增大后减小，在pH为9时达到最大值.淀粉分子中羟基需经碱活化才能与醋酸酐反应，因此反应要控制在碱性条件下.同时在碱性条件下，淀粉颗粒会膨胀[14]，这不仅有利于醋酸酐在淀粉颗粒中的扩散与渗透，还增大了反应过程中两者的接触面积，使DS和RE变大.但是，过高的pH会使醋酸酯淀粉水解，而且会使淀粉颗粒表面形成糊化层[15]，阻碍醋酸酐与淀粉的接触，使反应终止，造成DS和RE下降.图1(c)的结果表明，随着反应时间的延长，DS和RE逐渐升高，这是因为淀粉的活化以及醋酸酐的渗透需要一定的时间；但是当反应时间继续延长时，醋酸酯淀粉会发生水解，DS和RE则会下降.醋酸酐用量对DS和RE的影响如图1(d)所示，DS随着醋酸酐用量的增大而升高，而RE不断减小.主要原因是，醋酸酐用量越大，淀粉分子与醋酸酐分子间的碰撞频率越高，因此DS升高；但是由于醋酸酐的易水解性，在以水为介质的反应体系中，醋酐的浓度越高，反应效率必定越低，而且副反应也会随之增大，增加了洗涤工序的负担，综合考虑，醋酸酐用量应控制在3～4 g.将上述结论与Han[16]等人以玉米淀粉为原料制备低取代醋酸酯的研究进行了对比，结果发现制备籼米淀粉醋酸酯，需要更高的温度及pH，这是因为籼米淀粉直链含量高，结晶度大且淀粉颗粒结构紧密[17]，活化籼米淀粉需要更高的温度及碱用量.2.2 反应条件的正交试验优化根据单因素试验的结果，通过正交实验对醋酸酯淀粉的制备工艺进行优化，各因素水平见表1，试验结果见表2.由表2可知，最佳工艺条件为：反应温度为35 ℃，pH为9，反应时间为90 min，醋酸酐用量为4 g.最佳工艺条件不在表2的试验点内，因此进行验证实验，做3组重复试验，得到的产物DS为0.116，RE为64.47%.2.3 醋酸酯淀粉的红外光谱图2是籼米淀粉和籼米淀粉醋酸酯的FTIR谱图.3 400 cm-1处对应的宽峰属于-OH的伸缩振动，2 927 cm-1出现的峰则是C-H的非对称伸缩振动吸收峰，1 158 cm-1对应的是C-O-C的非伸缩振动峰.1 013 cm-1峰是由C-O(H)对称振动引起的.最后，929、857、763、576 cm-1处是由葡萄糖六元环伸缩振动造成的[18].与籼米淀粉相比，醋酸酯淀粉图谱中，-OH的特征峰明显减弱，并在1 750、1 375、1 252 cm-1出现了新的吸收峰，分别对应的是C=O的伸缩振动，-CH3的变性振动以及C-O的伸缩振动[19]，说明确实引入了乙酰基基团，通过比较图2(b)和(c)，我们还可以发现，随着醋酸酯淀粉取代度从0.075升至0.116，-OH的特征峰减弱越明显，而乙酰基的特征峰越显著，这说明了淀粉中的羟基逐渐被乙酰基所取代.2.4 醋酸酯淀粉的结晶结构对籼米淀粉及籼米淀粉醋酸酯进行了X射线衍射分析，如图3所示.籼米淀粉在2θ为15°、18°、20°和23°时有较强的衍射峰，说明籼米淀粉的结晶结构为A型[20].从图3可以看出，籼米淀粉醋酸酯的衍射峰较原淀粉有较明显的减弱，结晶度下降[21]，且当取代增加时，衍射峰下降得越明显，尤其是20°处的衍射峰，这可能是由于乙酰化反应破坏了籼米淀粉的分子结构，减弱了籼米淀粉分子链间氢键作用，破坏了淀粉的结晶区，但并没有改变其晶型结构.2.5 醋酸酯淀粉的形貌观察采用扫描电子显微镜(SEM)观察了乙酰化前后淀粉颗粒的变化.图4(a)和(b)是籼米淀粉的SEM图，可以看出籼米淀粉的颗粒呈多角形，虽有轻微破损，表面大都平滑.DS为0.075的籼米淀粉醋酸酯的SEM图如图4(c)及(d)所示，淀粉颗粒保持了原有形貌，部分淀粉颗粒表面出现了裂痕和凹槽，颗粒表面变得粗糙.由图4(e)和(f)可以看出，随着取代度的增加(DS=0.116)，淀粉颗粒边缘变得模糊不清，出现了粘连现象，表面裂痕和凹槽数明显增加，但大部分淀粉颗粒完整度较好.综上所述，对于制备低取代度籼米淀粉醋酸酯，乙酰化反应只发生在淀粉颗粒表面，并没有对淀粉颗粒的内部结构造成明显破坏，此结论与2.3的分析相一致.2.6 糊化特性从图5和表3可以看出，经改性后，淀粉的糊化特性发生了明显的变化.首先是糊化温度的降低，这是由于乙酰的作用使淀粉的结构变得疏松，使其更易糊化.其次黏度也有较明显的提高，这是由于引入的乙酰基是大分子基团，使淀粉支链增多，空间结构变得复杂[22]，而且引入的乙酰基是疏水性基团，疏水性基团在水相中可发生非选择吸附，形成网状结构，即发生了缔合作用，形成稳定的网状结构，起到了增稠的作用[23].有研究表明，淀粉直链含量越高，淀粉越易老化[24]，由于改性对淀粉的结构造成了破坏，使直链淀粉含量降低，因此，醋酸酯粉不易老化，回复值较低.2.7 溶解度和膨胀度由表4和表5可知，磷酸酯淀粉的溶解度与膨胀度都大于原淀粉，并随着温度的升高而增加，原因是反应破坏了原淀粉较为紧密的结构，使水分子更易渗透至淀粉内部，同时引入的基团空间位阻较大，使一部分不溶性的大分子降解成可溶性小分子.2.8 冻融稳定性由表6可看出，原淀粉冻融稳定性较差，经过一次冻融后就成海绵状.与原淀粉相比，醋酸酯淀粉呈现出较好的冻融稳定性.乙酰化能提高淀粉的冻融稳定性，原因主要在于乙酰基是疏水性基团，会产生疏水缔合作用，使链状的淀粉分子形成稳定的网状结构，维持良好的淀粉糊状态，阻止水分的流失；此外，由于引入乙酰基团的空间位阻较大，减弱了淀粉分子间氢键作用，使淀粉的凝聚性降低.(1) 以籼米淀粉为原料，醋酸酐为酯化剂，研究了不同反应因素对取代度(DS)和反应效率(RE)的影响，并通过正交试验得到了最佳工艺：反应温度为40 ℃，反应pH为9，反应时间为90 min，醋酸酐用量为4 g，所得产物的DS为0.116，RE 为64.47%.(2) 经乙酰化反应后，FTIR光谱出现了乙酰基的特征峰，表明确实发生了酯化反应.(3) XRD结果表明淀粉的结晶度下降，说明反应破坏了淀粉的结晶区.(4) SEM图显示淀粉的形貌发生了明显的变化，颗粒表面凹凸不平，变得粗糙，颗粒破碎严重，且出现粘连现象.(5) 经改性后，籼米淀粉的溶解度、膨胀度及冻融稳定性都有了明显的提高，RVA 测试结果表明，改性后，淀粉的黏度升高，糊化温度降低，抗老化能力增强.【相关文献】[1] 王芳．我国籼米生产、消费和贸易的研究 [D].北京：中国农业科学院，2004.[2] PASSAUER L, BENDER H, FISCHER S. 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醋酸酯淀粉分子

醋酸酯淀粉分子醋酸酯淀粉是一种改性淀粉，通过醋酸酯化反应将醋酸基团引入淀粉分子中。

它具有黏度高、澄明度高、凝沉性弱和储存稳定性好等特点，因此在食品加工、医药、造纸、纺织等领域具有广泛的应用。

一、醋酸酯淀粉的结构醋酸酯淀粉的结构主要由两部分组成：淀粉的基本结构和醋酸酯基团。

淀粉的基本结构是由α-D-葡萄糖单元通过α-1,4-糖苷键和α-1,6-糖苷键连接而成的聚合物。

醋酸酯基团是通过醋酸酯化反应将醋酸酐引入淀粉分子中的。

二、醋酸酯淀粉的性质1. 物理性质：醋酸酯淀粉为白色粉末，具有较好的溶解性、流动性和稳定性。

其水溶液呈透明或半透明状，黏度高，澄明度高，凝沉性弱。

2. 化学性质：醋酸酯淀粉在酸、碱、热等环境条件下具有较高的稳定性。

其对酸、碱的稳定性高于原淀粉，但对高温和强剪切力的稳定性较差。

醋酸酯淀粉的透明度较高，冻溶稳定性好，分子间不易形成氢键。

三、醋酸酯淀粉的制备方法醋酸酯淀粉的制备方法主要有以下几种：1. 醋酸酐法：将淀粉与醋酸酐在催化剂的作用下进行反应，得到醋酸酯淀粉。

反应条件包括温度、时间、催化剂和醋酸酐的用量等。

2. 醋酸法：将淀粉与醋酸在催化剂的作用下进行反应，得到醋酸酯淀粉。

反应条件包括温度、时间、催化剂和醋酸的用量等。

3. 酶解法：利用酶将淀粉分解成低聚糖，再与醋酸酐进行反应，得到醋酸酯淀粉。

4. 复合变性法：将醋酸酯淀粉进行复合变性，如交联、羟丙基化等，以提高其稳定性、透明度等性能。

四、醋酸酯淀粉的应用1. 食品工业：醋酸酯淀粉在食品加工中用作增稠剂、稳定剂、黏结剂、制食用淀粉膜等。

广泛应用于肉糜制品、酱油、汤罐头、巧克力、方便面、果冻、糕点、鱼丸等食品的制作。

2. 医药领域：醋酸酯淀粉具有良好的生物相容性，可用于制备药物载体、控释制剂等。

3. 造纸工业：醋酸酯淀粉用作纸张的表面处理剂，提高纸张的平滑度、抗水性等性能。

4. 纺织工业：醋酸酯淀粉用作纺织品的后整理剂，提高织物的抗皱性、柔软性等性能。

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