交聯(lián)羧甲基糯米淀粉的制備及性質(zhì)研究

于雷等

摘 要：以糯米淀粉為原料，先以環(huán)氧氯丙烷交聯(lián)處理，再以氯乙酸進(jìn)行羧甲基化反應(yīng)，合成了交聯(lián)羧甲基糯米淀粉。確定制備交聯(lián)羧甲基糯米淀粉的最佳工藝條件為：糯米淀粉∶NaOH∶氯乙酸用量=1.00∶0.48∶0.44，pH6.5，55℃，4h，合成0.806取代度交聯(lián)羧甲基糯米淀粉。交聯(lián)羧甲基糯米淀粉的粘度增大，膨脹凝固性、熱穩(wěn)定性、透明度得到改善。

關(guān)鍵詞：糯米淀粉；交聯(lián)羧甲基；性質(zhì)

中圖分類號(hào) TS210 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2015）02-79-04

Abstract：Cross-linking carboxymethyl double modified starch from glutinous rice was prepared by the glutinous rice starch，first crosslinking treatment by epichlorohydrin，and then carboxymethylation reaction by chloroacetic acid. The optimum prepare conditions of double modified starch from glutinous rice were determinate as：starch：NaOH：ClCH2COOH=1.00∶0.48∶0.44（g/g），reaction pH6.5，55℃，4h. The DS was about 0.806 under this condition. Modified starch viscosity increased，swelling coagulation，thermal stability and transparency were improved.

Key words：Glutinous rice starch；Cross-linked Carboxymethyl；Property

淀粉分子是由許多葡萄糖分子以不同聚合度形成的，分子上具有眾多的醇羥基官能團(tuán)，很多化學(xué)試劑能與活性官能團(tuán)發(fā)生反應(yīng)從而改變淀粉的性能為變性淀粉，其性質(zhì)優(yōu)于天然淀粉，用途更廣泛[1]。交聯(lián)淀粉糊液的穩(wěn)定性大大高于天然淀粉，羧甲基淀粉具有增稠、增加透明度、增加穩(wěn)定性、保水等多種性能。由單一化學(xué)試劑改性的單變性淀粉雖然對(duì)天然淀粉的某些不足性能進(jìn)行改進(jìn)，但是其改性性能仍有缺陷之處，如交聯(lián)淀粉溶脹性差、透明度低；羧甲基淀粉不耐酸、不耐鹽等[2]。研究顯示復(fù)合變性淀粉兼有2種或多種單一變性淀粉的優(yōu)良性能，這些產(chǎn)品具有更實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值[3]。本實(shí)驗(yàn)以支鏈淀粉含量高、粘性大的糯米淀粉為原料，以環(huán)氧氯丙烷進(jìn)行交聯(lián)，氯乙酸進(jìn)行羧甲基化處理，合成了交聯(lián)羧甲基糯米淀粉，并對(duì)其性質(zhì)進(jìn)行了分析研究，為糯米淀粉深加工提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備 （1）原料：糯米淀粉：蚌埠市兄弟糧油食品科技有限公司生產(chǎn)；環(huán)氧氯丙烷、氯乙酸、HCl、PAN指示劑、硝酸銀均為分析純。（2）主要儀器：增力電動(dòng)攪拌器：江蘇金壇市金城國(guó)勝實(shí)驗(yàn)儀器廠生產(chǎn)；THZ-9A氣浴恒溫震蕩器：上海浦東物理光學(xué)儀器廠生產(chǎn)；旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)NDJ-4：上海天平儀器廠生產(chǎn)；紅外分光光度計(jì)Thermo Nicolet FTIR200：日本分光株式會(huì)社生產(chǎn)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 羧甲基淀粉的制備 采用乙醇作溶劑，按一定的物料比例，將95%乙醇、氫氧化鈉溶液及糯米淀粉分別加入反應(yīng)器中，充分?jǐn)噭蚝笠迫牒銣夭郏?5℃堿化處理1h，加入一氯乙酸和NaOH羧甲基化反應(yīng)一定時(shí)間后冷卻至常溫，加入0.1mol/L鹽酸中和至中性。用95%乙醇?jí)A溶液對(duì)獲得的羧甲基淀粉洗滌至無(wú)氯離子（2%硝酸銀溶液檢驗(yàn)），過(guò)濾，50℃低溫干燥，粉碎過(guò)篩后獲得成品。

1.2.2 交聯(lián)-羧甲基淀粉的制備 于500mL三口瓶中加入糯米淀粉25.0g和95%乙醇48mL，裝上溫度計(jì)和回流冷凝管，充分?jǐn)嚢璩傻矸廴橐?。?%氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)至pH=11，55℃，加入0.09g環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)1h獲得交聯(lián)糯米淀粉。交聯(lián)糯米淀粉冷卻室溫后，加入一定質(zhì)量的NaOH反應(yīng)30min。然后加入一定質(zhì)量的氯乙酸，一定溫度下反應(yīng)一定時(shí)間，反應(yīng)完畢后用鹽酸中和。過(guò)濾后用95%乙醇洗滌至無(wú)氯離子（2%硝酸銀檢驗(yàn)）。然后在50℃低溫干燥，粉碎后得交聯(lián)羧甲基淀粉。取樣在105℃恒重后測(cè)定取代度。

1.2.3 測(cè)定方法 測(cè)定方法主要有：（1）淀粉羧甲基取代度（DS）的測(cè)定[4]；（2）淀粉紅外結(jié)構(gòu)表征[4]；（3）淀粉黏度性質(zhì)測(cè)定[5]；（4）淀粉膨脹度和溶解度的測(cè)定[5]；（5）淀粉透光率的測(cè)定[5]；（6）淀粉耐高溫性能的測(cè)定[5]。

2 結(jié)果與討論

2.1 交聯(lián)-羧甲基糯米淀粉的制備

2.1.1 氯乙酸用量對(duì)交聯(lián)羧甲基糯米淀粉取代度的影響 在淀粉用量25.0g，反應(yīng)時(shí)間4h，反應(yīng)溫度55℃，NaOH12.0g，pH6.5，氯乙酸用量對(duì)交聯(lián)羧甲基糯米淀粉取代度的影響如圖1所示。由圖1可以看出，在氯乙酸用量為11.0g以下時(shí)，取代度隨著氯乙酸用量的增加而增加，達(dá)到最高取代度0.806時(shí)氯乙酸的用量為11.0g，超過(guò)11.0g氯乙酸量后取代度隨氯乙酸用量的增加而減少。因此，可以確定11.0g是氯乙酸的最佳用量，此時(shí)糯米淀粉∶氯乙酸用量=1∶0.44。

2.2.2 淀粉膨脹度和溶脹度的測(cè)定 原淀粉、交聯(lián)淀粉、羧甲基淀粉、交聯(lián)羧甲基的溶解度及膨脹率的結(jié)果如表1所示。由表1可以看出：原淀粉的膨脹度和溶解度高于羧甲基淀粉和交聯(lián)淀粉。交聯(lián)劑通過(guò)交聯(lián)淀粉分子降低了淀粉溶解度。而交聯(lián)羧甲基淀粉是在交聯(lián)淀粉再次引入羧甲基基團(tuán)而獲得，由于羧甲基的親水性提高淀粉的極性與親水溶解能力，溶解度、膨脹率較交聯(lián)的淀粉要高，但還是沒(méi)有原淀粉的高[6]。

3 結(jié)論

交聯(lián)羧甲基糯米淀粉制備適宜條件為糯米淀粉∶NaOH∶氯乙酸用量=1.00∶0.48∶0.44，在55℃、pH6.5下反應(yīng)4h，合成0.806取代度的交聯(lián)羧甲基糯米淀粉。交聯(lián)羧甲基糯米淀粉具有了羧甲基淀粉的高的黏度、透明度和溶脹度，同時(shí)還具有熱穩(wěn)定性。紅外衍射光譜結(jié)構(gòu)表征顯示羧甲基淀粉以及交聯(lián)羧甲基淀粉確實(shí)有羧甲基結(jié)合到了淀粉上。

參考文獻(xiàn)

[1]武宗文，崔國(guó)土.高取代度羧甲基淀粉性能及應(yīng)用研究[J].鄭州糧食學(xué)院學(xué)報(bào)，1997，18（3）：81-85.

[2]陳玲，余淑君.羧甲基淀粉糊性質(zhì)的研究[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，1996（3）：22-28.

[3]鄒新禧.交聯(lián)酯化雙重變性淀粉的制造條件與性能研究[J].食品科學(xué)，1993（2）：26-29.

[4]楊玉玲，周鳳娟，李新華.交聯(lián)-羧甲基復(fù)合變性淀粉的制備及性能研究[J].中國(guó)糧油學(xué)報(bào)，2001（6）：47-50.

[5]袁懷波，曹樹青，王步強(qiáng)，等. 交聯(lián)-羧甲基木薯淀粉的合成及性質(zhì)研究[J].中國(guó)糧油學(xué)報(bào)，2007，22（5）：62-66.

[6]楊銘鐸，曲敏，李元瑞.氧化玉米淀粉磷酸值得研究（Ⅱ）—基本性質(zhì)的探討[J].中國(guó)糧油學(xué)報(bào)，2001，16（5）：50-54.

（責(zé)編：張宏民）