氧化淀粉的制备工艺及反应条件

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1、氧化淀粉的制备工艺及反应条件万方数据Process‘sPreparationandReaction'sFactorsofTheOxygenatedStarch●南宁师范高等专科学校化学与生命科学系谭义秋日U舌淀粉是绿色再生资源，是取之不尽用之不竭的廉价有机原料。与石油和煤相比，淀粉的清洁性与可持续发展越来越受到人们的关注。淀粉可以通过物理、化学的变性和生物降解得到性能各异、适用于不同应用领域的变性淀粉【l】。氧化淀粉是变性淀粉中的主要品种之一，与天然淀粉相比，其有流动性好、粘度稳定性高、渗透性强、粘结力

2、好等优点【2]，广泛应用于纺织、造纸、食品、制革、医药、冶金、水处理工业等行业【3】。尤其在食品上它是一种很好的添加剂：①在软糖生产中，氧化淀粉可以用来代替琼脂和果胶等食用胶，降低成本；②低度氧化淀粉包裹炸食品(如：鸡、鸭、各种肉排等)的表面，能增加调料的附着性【4巧{③氧化淀粉可用于果冻的生产．④在面包生产中加入氧化淀粉能改善生面团的物理特性及面包的结构，提高气体保持能力，缩短发酵时问，增加面包体积，同时还能增加面包的弹性，延长货架期；⑤生产冰淇淋时，加入1．5％的氧化淀粉可提高冰淇淋的稳定性【6I⑥

3、氧化淀粉可作冷菜乳剂，由于黏度低可用于柠檬酪、色拉油和蛋黄酱的增稠剂等‘”。淀粉是由多个。【一D一吡喃葡萄糖结构单元组成的高聚糖，它的结构有直链淀粉与支链淀粉两种，前者是一种线型多聚物，都是由d—D一吡喃葡萄糖经仅一1，4糖甙键连接而成的链状分子；后者是一种高度分枝的大分子，主链上分出支链，各葡萄糖单元之间以Ⅸ一1，4糖甙键连接构成它的主链，支链通过d一1，6糖甙键与主链相连接，支链淀粉的分枝是成蔟和以双螺旋形式存在，它们形成很多小结晶一lll●一一l区，这个结晶区是由支链淀粉的侧链有序排列生成的。在脱

4、水葡萄糖单元(AGu)的2，3，6位有醇羟基，因此淀粉存在可大量反应的基团。淀粉在一定的介质中与氧化剂作用所得产品即为氧化淀粉。氧化结果除了甙键断裂外，有限地引入醛基和羧基，使淀粉分子官能团发生变化，部分解聚。不同的氧化剂，对淀粉的氧化机理不一样。采用不同的氧化工艺、氧化剂和原淀粉可以制成性能各异的食品用氧化淀粉。1次氯酸钠氧化淀粉的制备工艺及反应条件1．1反应原理6位碳(c6)上的羟基被氧化成醛基(一cH0)或羧基(一c00H)，部分的2，3位碳(C2、C3)匕的羟皋被氧化成酮基(一渊(3)眦⋯07l

5、一万方数据l-_■l¨I■cHO)，或c2一c3键断裂成两个羧基，该部分的氧化程度与反应温度、PH值、氧化剂用量等因素有关。1．2制备工艺以次氯酸钠氧化淀粉的生产线，采用湿法工艺，其流程如图l所示。水次氧酸钠酸水lI淀粉．．淀粉乳_+氧化反应-+中和-+洗涤_+脱水-+干燥一．成品fT碱还原剂图1次氯酸钠氧化淀粉生产工艺流程图将浓度为1。14～1．16k班的精制淀粉乳送入反应器，在搅拌条件下，用稀碱调整pH值为9～10。然后，加入适量的次氯酸钠，进行氧化反应。反应过程中，pH值下降，通过添加稀碱溶液进行

6、中和，用所得的酸性物质来稳定pH值。氧化反应放热，引起温度上升，应当控制加次氯酸钠的速率，反应控制在30～50℃。次氯酸钠用量随要求的氧化度而定，氧化程度高，用量也高。用量以有效氯占绝干淀粉百分数表示，一般为3％～5％。当氧化反应达到要求程度时，将pH值降低到6～6．5。用20％亚硫酸氢钠溶液还原剩余的次氯酸钠，经洗涤除去可溶性副产品、盐以及降解产品，再进行离心脱水，经气流干燥后，进行筛分和包装，即得成品。1．3反应条件1．3．1pH值的影响氧化反应过程中，要严格控制pH值的范围。在pH值较低时，次氯酸

7、钠是以cl，形式存在，cl，进攻淀粉分子，趋势是形成醛基；在中性时，次氯酸钠以Hclo存在，HclO作用于中性淀粉分子，趋势形成羰基；在高pH值时，次氯酸钠离解成0C1一，oCl一作用于淀粉分子趋势形成羧基。由于羧基在稳定直链淀粉分子及使其具有最小的老化程度上起重要作用，通常氧化反应是在中性到中等碱性的条件下_IcF．(3)M从2007进行，因而可以生成较大量的羧基。2．2制备工艺1．3．2氧化剂消失速率高锰酸钾氧化淀粉制备工艺流程如测定氧化剂浓度随时间延长而降低图2所示。㈣娜0】水的速率表明：PH为7

8、．5～10，反应速率随1．1PH值的增加而降低；PH值为10～11，其潮、水、脯(P嘲1)-活化一次靴一酸化一二次靴一#离一淋一干燥一成品反应速率的变化则相反。影响次氯酸钠消失的其它因素包括：淀粉乳浓度(浓度越高，反应趱陕)、颗粒结构(如果颗粒结构是受过破坏的，反应速率更陕)、温度(温度越高，反应越快)及淀粉类型。1．3．3反应温度氧化反应放热，引起温度上升，应特别注意次氯酸钠加入速率。在碱性条件下，温度升高很容易引起淀粉的溶胀，使产品难于