雙醛淀粉的制備及在生活農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

田彩霞

[摘 要] 本文介紹了雙醛淀粉的反應(yīng)機理，性質(zhì)，并著重介紹雙醛淀粉在造紙、醫(yī)藥、紡織建筑等行業(yè)中的應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞] 雙醛淀粉 性質(zhì) 應(yīng)用

[中圖分類號] O636.1 [文獻標(biāo)識碼] A [文章編號] 1003-1650 （2014）05-0063-01

一、引言

淀粉是一種天然有機物質(zhì)，一種可生物可降解資源。把淀粉經(jīng)過多次加工可以得到具有廣泛用途的變性淀粉。氧化淀粉是變性淀粉中目前用量最大，用途最廣的一類變性淀粉。其中應(yīng)用最多的氧化淀粉是含有醛基的一類淀粉。在不同的催化劑存在下，在不同的反應(yīng)條件下，我們可以根據(jù)實際需要來得到特定位置的醛基或羧基淀粉 [1]。HIO4 及其鈉鹽氧化淀粉則主要發(fā)生 C2、C3上，生成雙醛結(jié)構(gòu)，稱為雙醛淀粉 （DAS）。雙醛淀粉（DAS） 分子中的醛基官能團易發(fā)生反應(yīng)，具有良好的物化、生化性能[1]，如粘結(jié)性強，堿溶性好，易交聯(lián)接枝，容易糊化和不易發(fā)霉等。雙醛淀粉被廣泛應(yīng)用在造紙、制革、建材、紡織、醫(yī)藥、食品等行業(yè)。

二、化學(xué)反應(yīng)機理及性質(zhì)

物理法、酶法和化學(xué)方法是變性淀粉的主要制造方法， 其中化學(xué)方法被廣泛應(yīng)用。化學(xué)變性包括氧化反應(yīng)、交聯(lián)反應(yīng)、醚化和酯化等反應(yīng)。HIO4 及其鈉鹽氧化淀粉的反應(yīng)具有高度的專一性，淀粉發(fā)生脫水實際上是葡萄糖分子中的C2和C3碳原子上的羥基被氧化成醛基的過程， C2與C3之間的碳碳單鍵斷裂，從而生成雙醛淀粉。

雙醛淀粉屬于多聚醛化合物，其化學(xué)和物理性質(zhì)與原始淀粉有較大不同，但是其外觀卻和原淀粉很相似，可以微溶于熱水 [2]，溶于熱水后，很容易形成一層透明薄膜。雙醛淀粉分子中含有許多活性較強的醛基官能團， 因而具有許多優(yōu)秀的特性， 如在堿溶液中的溶解性好、粘接力強、易糊化并且不易發(fā)霉[3]。

三、雙醛淀粉的應(yīng)用

1.在造紙工業(yè)方面的應(yīng)用

1.1 濕端添加劑

造紙工業(yè)中的濕端添加劑主要選用的是雙醛淀粉，把雙醛淀粉分散于紙張中，經(jīng)由半縮醛基，醛基與纖維素羥基產(chǎn)生交聯(lián)反應(yīng)與纖維素結(jié)合， 紙漿成型干燥后，能將纖維紙緊緊粘聚。雙醛淀粉的另一個作用就是控制紙張濕強度的壽命，濕強度會隨時間減弱，添加雙醛淀粉后的紙張則會易于破碎，并且微生物降解性好。

雙醛淀粉能與一些含有氨基，酰胺基或羥基的化合物合并用作紙張涂布膠粘劑。

1.2 用作表面施膠劑

雙醛淀粉可以作為表面施膠劑和紙內(nèi)施膠劑。在聚乙烯醇 （PVA） 中加入少量雙醛淀粉，紙張的比破裂度、裂斷長度、和表面強度都顯著提高，濕斷裂和干斷裂長度都得到了提高，但是濕斷裂長度提高的更加明顯[3]。另外雙醛淀粉價格較昂貴，所以主要用于高級表面施膠.

在雙醛淀粉的合成生產(chǎn)中，會生成很多的衍生物，如尿素、三聚氰酰胺、丙烯酰胺、亞硫酸氫鹽等，這些都可以作為造紙工業(yè)有用的添加劑[4]。

2.在醫(yī)藥衛(wèi)生方面的應(yīng)用

將雙醛淀粉應(yīng)用于餐巾中， 可以增強其吸收強度，將其應(yīng)用于產(chǎn)褥墊，嬰兒尿不濕中，不僅可以增強材質(zhì)的吸收強度而且具有脫臭的能力[5]。其作用機理為雙醛淀粉中的醛基與吸收紙棉墊中的羥基結(jié)合生成半縮醛或縮醛進而能提高其強度；而對于其能夠出去惡臭作用，究其原因，我們認(rèn)為是雙醛淀粉與從人體排泄物中的尿素、尿酸、氨基物質(zhì)結(jié)合，致使其失去應(yīng)有的活性。

對于腎功能衰竭者，雙醛淀粉可以延緩或者治療他們這種癥狀。其作用機理是雙醛淀粉能與體內(nèi)代謝的產(chǎn)物如尿素、氨和其他氨基化合物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成席夫堿結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物， 然后再與含雙醛物質(zhì)發(fā)生親核加成反應(yīng)，將淀粉交聯(lián)成球形。在交聯(lián)過程中，加入一定比例的FeCl3、FeCl2和氨水。在交聯(lián)過程中，這些物質(zhì)被包埋在微球內(nèi)部，形成Fe3O4 ，使微球具有磁性，在外磁場作用下，將載藥微球控制在指定的組織位置，血中尿素氮（BUN）隨大便排出，因此雙醛淀粉可用于治療尿毒癥。

3.在食品、飼料方面的應(yīng)用

利用雙醛淀粉的吸附能力， 可將其作為反芻動物養(yǎng)料中氨的吸附劑。為了得到可利用的蛋白產(chǎn)物，通常會給乳牛喂養(yǎng)尿素，但這會在乳牛的瘤胃中產(chǎn)生大量的氨。為消除氨毒，必須將其除去，雙醛淀粉作飼料添加劑即可達到這個目的。

雙醛淀粉可被用來當(dāng)作一種抗菌劑，若將其加入糖中，可以防止糖在口腔中發(fā)酵形成乳酸， 進而可以避免蛀牙和牙石的形成。

4.在建筑行業(yè)的應(yīng)用

將雙醛淀粉作為水泥緩凝劑，能增強水泥壓縮強度[6]。大多數(shù)緩凝劑隨著用量的增加，當(dāng)緩凝時間達到一定值時，會出現(xiàn)閃凝的反常現(xiàn)象，而雙醛淀粉作為緩凝劑，其緩凝時間會隨緩凝量的增加而增加。最重要的的是其緩凝效果較好，即使用量很少，但效果也很好。

雙醛淀粉與蛋白質(zhì)交聯(lián)，作為木材粘接劑[6]。雙醛淀粉與蛋白質(zhì)結(jié)合發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)可以產(chǎn)生一種粘結(jié)力很強的且?guī)缀鯚o色的膠黏劑。雙醛淀粉與醋酸乙烯聚合物配合，可作無機材料的表面處理劑和建筑材料的粘接劑。加入它能防止出堿和涂料吸入無機材料孔中，從而增加涂料的附著性能。此外雙醛淀粉還可以固化土壤表面，使其更耐水，而且不破壞土壤表面的外觀。

四、總結(jié)

綜上所述，雙醛淀粉具有良好的物化和生化性能，化學(xué)反應(yīng)活性高， 而且毒性低，被廣泛應(yīng)用。許多國家已經(jīng)開始對它開發(fā)和利用，但我國有關(guān)這方面的研究報導(dǎo)相對較少。因此，開發(fā)研究雙醛淀粉具有重要的意義并具有廣闊的市場前景及經(jīng)濟效益。

參考文獻

[1]西南化工研究院有機二部淀粉利用專題組[J].天然氣化工.1986，（4）：31-38

[2]何學(xué)軍，沈 斌，劉曉寧.雙醛淀粉的制備與應(yīng)用.生物加工過程.2004，2，1-4

[3]張繼武，林興盛.一種有發(fā)展前途的變性淀粉-雙醛淀粉.化學(xué)與粘合. 2002， 2，67-74

[4]藍平，廖安平，藍麗紅，吳如春.雙醛淀粉的制備及應(yīng)用.廣西民族學(xué)院學(xué)報.2002，8，29-32

[5]寺田定義. 吸收性物品[P].JP ，特許公開，昭612181603

[6]董仁威. 淀粉深度加工新技術(shù)[M] . 成都：四川科學(xué)技術(shù)出版社，1988. 38-49