酸處理辛烯基琥珀酸淀粉鈉的工藝及應(yīng)用研究

張載堯 黃麗君（浙江醫(yī)藥股份有限公司新昌制藥廠，浙江 新昌 312500）

辛烯基琥珀酸淀粉酯是一種具有親水親油性質(zhì)的變性淀粉，最初由Caldwell和Wurzburg研制成功，并于1949年2月18日申請(qǐng)美國(guó)專(zhuān)利[1]。1972年美國(guó)將該產(chǎn)品列入食品化學(xué)品手冊(cè)，1997年中國(guó)批準(zhǔn)其為食品添加劑。聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織/世界衛(wèi)生組織的評(píng)價(jià)認(rèn)為辛烯基琥珀酸淀粉酯安全性高，日允許使用量無(wú)特殊規(guī)定，使用范圍無(wú)限制[2]。美國(guó)FDA也將辛烯基琥珀酸淀粉酯歸為一般公認(rèn)安全(GRAS)產(chǎn)品。GB 28303－2012食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品添加劑辛烯基琥珀酸淀粉鈉于2012年6月25日實(shí)施。

辛烯基琥珀酸淀粉鈉的制備方法有干法、有機(jī)相法、水相法和擠出法等，而水相法最為普遍。

鄧林偉等[3]介紹經(jīng)糊化，酶解，酯化，乙醇沉淀，烘干得到最終產(chǎn)品。

柳志強(qiáng)等[4]介紹經(jīng)酯化，乙醇洗滌，烘干，淀粉酯配成水相通過(guò)酶解控制DE值得到最終產(chǎn)品。

姚洪波等[5]介紹先酯化再酸水解的方法制備低粘度辛烯基琥珀酸淀粉酯。

本文采用先酸處理后酯化的工藝得到更低粘度辛烯基琥珀酸淀粉鈉。酸處理辛烯基琥珀酸淀粉鈉是一種辛烯基琥珀酸淀粉酯，以蠟質(zhì)玉米淀粉為原料，在一定條件下經(jīng)酸處理、中和、與辛烯基琥珀酸酐（以下簡(jiǎn)稱(chēng)OSA）進(jìn)行酯化反應(yīng)、經(jīng)無(wú)水乙醇沉淀過(guò)濾洗滌烘干而得的食用變性淀粉，是一種低粘度高效乳化穩(wěn)定劑。

1 材料與方法

1.1 材料及設(shè)備

蠟質(zhì)玉米淀粉 忻州康寶淀粉有限公司

辛烯基琥珀酸酐(OSA)Sigma公司

HCl、NaOH、無(wú)水乙醇均為分析純。

HH－4數(shù)顯恒溫水浴鍋，金壇市富華儀器有限公司；NDJ－79型旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)，上海昌吉地質(zhì)儀器有限公司；GS12-2電子恒速攪拌器，上海新天緣醫(yī)療設(shè)備有限公司；PH-3C PH計(jì)，上海精科；101A-1B電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司。

1.2 方法

1.2.1 酸水解辛烯基琥珀酸淀粉鈉的制備

將100g絕干蠟質(zhì)玉米淀粉投入不同溫度（50℃－60℃）不同鹽酸濃度（1.0%－2.0%）的四口燒瓶中，使淀粉漿的濃度達(dá)到40%，通過(guò)電子恒速攪拌器300rpm攪拌2－5h，加入20%NaOH溶液中和，通過(guò)PH計(jì)控制淀粉乳濃度PH值為7.0－8.5，通過(guò)恒溫控制保持淀粉乳溫度至30℃，1h內(nèi)加入3g辛烯基琥珀酸酐，通過(guò)加入3%NaOH溶液保持淀粉乳PH值為7.0－8.5，PH穩(wěn)定1h后加入4%HCl調(diào)節(jié)淀粉乳PH值為4.0，加入足量無(wú)水乙醇使其淀粉乳中乙醇濃度達(dá)到50%（不包括淀粉），過(guò)濾，再用100mL60%質(zhì)量濃度的乙醇洗滌濾餅，濾餅置于通風(fēng)柜中待濾餅基本無(wú)乙醇味后，置于烘箱中45℃烘干，粉碎，過(guò)100目篩得到最終產(chǎn)品。

1.2.2 分析方法

1.2.2.1 6%粘度測(cè)定：稱(chēng)取6g絕干酸處理辛烯基琥珀酸淀粉鈉，加入純化水至100g，于沸水浴中糊化15min。冷卻至25℃，用NDJ－79型粘度計(jì)0.1轉(zhuǎn)子測(cè)得其粘度。

為了研究溫度、鹽酸濃度、時(shí)間三因素對(duì)酸處理辛烯基琥珀酸淀粉鈉的影響，采用正交試驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，以6%酸處理辛烯基琥珀酸淀粉鈉粘度為評(píng)定指標(biāo)，進(jìn)行回歸分析。按照三因素三水平進(jìn)行設(shè)計(jì)，如表1所示：

表1 因素水平表

2 試驗(yàn)結(jié)果

表2 L9正交試驗(yàn)結(jié)果與分析

6 7 8 9 6 2.60 1.65 1.90 1.50均值1均值2均值3極差55 60 60 60 3.733 2.250 1.683 2.050 2.0 1.0 1.5 2.0 3.050 2.400 2.217 0.833 18 6 12 3.200 2.483 1.983 1.217

從表2中可以看出，各因素影響粘度值的主次順序是A＞C＞B，即溫度影響最大，反應(yīng)時(shí)間次之，鹽酸濃度影響最小。從平均值可看出，比較適宜的酸處理?xiàng)l件為A3B3C3，即溫度60℃，鹽酸濃度2.0%，反應(yīng)時(shí)間18h。

3 實(shí)施應(yīng)用

3.1 制備2小批酸處理辛烯基琥珀酸淀粉鈉：

3.1.1 稱(chēng)取150g 2.0%鹽酸溶液于500mL四口燒瓶中，置于60℃恒溫水浴中，待鹽酸溶液溫度升到60℃，加入100g絕干淀粉，計(jì)時(shí)18h。18h后，用20%NaOH溶液中和，通過(guò)PH計(jì)控制淀粉乳濃度PH值為7.0－8.5，通過(guò)恒溫控制保持淀粉乳溫度至30℃，1h內(nèi)加入3g辛烯基琥珀酸酐，通過(guò)加入3%NaOH溶液保持淀粉乳PH值為7.0－8.5，PH穩(wěn)定1h后加入4%HCl調(diào)節(jié)淀粉乳PH值為4.0，加入足量無(wú)水乙醇使其淀粉乳中乙醇濃度達(dá)到50%（不包括淀粉），過(guò)濾，再用100mL 60%質(zhì)量濃度的乙醇洗滌濾餅，濾餅置于通風(fēng)柜中待濾餅基本無(wú)乙醇味后，置于烘箱中45℃烘干，粉碎，過(guò)100目篩得到最終產(chǎn)品，批號(hào)為S001。稱(chēng)取6g絕干S001批酸處理辛烯基琥珀酸淀粉鈉，加入純化水至100g，于沸水浴中糊化15min，冷卻至25℃，用NDJ－79型粘度計(jì)0.1轉(zhuǎn)子測(cè)得其粘度為1.30cp。

3.1.2 按3.1.1同樣方法，除酸處理時(shí)間改為12h外，其余參數(shù)不變，得到批號(hào)為S002的樣品。測(cè)得其6%粘度為1.50 cp。

3.2 50%葵花籽油干粉的制備：

3.2.1 壁材：50gS001樣品，50g S002樣品，50gD001批HICAP 100(6%粘度1.50 cp),50gD002批CLEARGUM CO 03(6%粘度1.50 cp)，純化水足量

3.2.2 芯材：50g葵花籽油4份

3.2.3 50%葵花籽油乳液及干粉的制備：稱(chēng)取50gS001樣品，75g純化水，置于500mL燒瓶?jī)?nèi)，燒瓶置于85℃水浴中，200rpm攪拌1h，冷卻至40℃，50 g葵花籽油加熱至50℃?zhèn)溆?。?0℃全部水相，50℃全部葵花籽油分別倒入乳化杯中高速乳化2分鐘。一半乳液盛于150mL燒杯內(nèi)，置于55℃烘箱觀察漏油情況。另一半乳液噴霧干燥，進(jìn)風(fēng)溫度175℃，出風(fēng)溫度75℃，得到50%葵花籽油干粉。

3.2.4 按3.2.3法制備SOO2批50%葵花籽油乳液及干粉；50g HI-CAP 100置于40℃水浴中按3.2.3法制備DOO1批50%葵花籽油乳液及干粉；50g CLEARGUM CO 03置于40℃水浴中按3.2.3法制備DOO2批50%葵花籽油乳液及干粉。

3.2.5 50%葵花籽油乳液及干粉考察結(jié)果：見(jiàn)表3

表3 50%葵花籽油乳液及干粉比較

4 結(jié)語(yǔ)

按照正交試驗(yàn)得到的最佳工藝參數(shù)所制備的酸處理辛烯基琥珀酸淀粉鈉6%粘度過(guò)低，不適宜于實(shí)際應(yīng)用要求，而適當(dāng)降低反應(yīng)時(shí)間，得到酸處理最佳工藝參數(shù)為溫度60℃，鹽酸濃度2.0%，反應(yīng)時(shí)間12h。根據(jù)調(diào)整后酸處理最佳工藝參數(shù)所制備的最終產(chǎn)品其6%粘度符合進(jìn)口同類(lèi)產(chǎn)品的粘度標(biāo)準(zhǔn)，且通過(guò)自制產(chǎn)品與國(guó)外進(jìn)口相應(yīng)粘度辛烯基琥珀酸淀粉鈉高載油量微膠囊應(yīng)用即50%葵花籽油乳液及干粉考察比較，自制6%粘度為1.50cp的酸處理辛烯基琥珀酸淀粉鈉產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)于進(jìn)口同類(lèi)產(chǎn)品。

[1]Caldwell C G,Hills F,Wurzburg O B.Polysaccharides de?rivative of substituted dicarboxylic acids:US Patent,2661349[P],1949-2-18.

[2]何國(guó)慶，宋曉燕，阮暉.辛烯基琥珀酸淀粉酯的制備及應(yīng)用[J].中國(guó)食品學(xué)報(bào)，2007，2（1）.

[3]鄧林偉，徐雪芬，袁長(zhǎng)貴等.辛烯基琥珀酸淀粉酯（純膠）的研制和應(yīng)用研究[J].食品科技，2002，（11）39－41.

[4]柳志強(qiáng)，平立鳳等.酶解辛烯基琥珀酸淀粉酯的性質(zhì)及應(yīng)用[J].食品科學(xué)，2007，28（2）125－130.

[5]姚洪波，鄔應(yīng)龍.低粘度辛烯基琥珀酸淀粉酯的酸水解條件研究[J].2006，32（5）.