酯化淀粉的制備*

于海蓮，杜 均，周世民，徐龍泉

（四川理工學(xué)院 材料與化學(xué)工程系，四川 自貢 643000）

酯化淀粉[1-3]就是指淀粉結(jié)構(gòu)中的羥基被有機酸或無機酸酯化而得到的一類變性淀粉。低取代度（DS）的醋酸酯淀粉的許多性質(zhì)優(yōu)于原淀粉：易糊化,糊化溫度降低，粘度穩(wěn)定,溶液呈中性,即使冷卻也不形成凝膠,凝沉性減弱,不易老化,成膜性能好,膜的柔軟性和延伸性也較好,糊的透明度得到改善,熱穩(wěn)定性和冷融穩(wěn)定性有較大提高,可用作食品的增稠劑[4-6]。本文以馬鈴薯淀粉為原料,醋酸乙烯酯為酯化劑,制備低取代度的醋酸酯淀粉，用單因素試驗，確定了其最佳工藝條件。

1 實驗部分

1.1 主要實驗藥品及儀器

馬鈴薯淀粉（中國醫(yī)藥集團 上海化學(xué)試劑公司）；醋酸乙烯酯（上海山鋪化工有限公司）；固體碳酸鈉（成都化學(xué)試劑廠）；固體NaOH（重慶博藝化學(xué)試劑有限公司），均為分析純。

JJ-1型電動攪拌器（常州國華電器有限公司）;TT30-98-II-A型恒溫水浴鍋（天津市泰斯特儀器有限公司）。

1.2 實驗步驟

稱取一定量的淀粉和蒸餾水配成淀粉乳液,轉(zhuǎn)入250 mL三口燒瓶中，將其放入恒溫水浴鍋中,安裝攪拌裝置,中速攪拌,并加熱控制溫度。稱取一定量的醋酸乙烯酯,先用飽和Na2CO3溶液調(diào)節(jié)pH值,再用滴管滴加醋酸乙烯酯到三口燒瓶中，反應(yīng)一段時間，將產(chǎn)品用蒸餾水洗滌至中性,抽濾,干燥，計算取代度。

2 結(jié)果與討論

2.1 pH值對產(chǎn)品取代度的影響

固定反應(yīng)溫度為26℃,反應(yīng)時間1h,酯化劑用量1g,反應(yīng)體系pH值對取代度的影響見圖1。

圖1 反應(yīng)體系pH值對取代度的影響Fig.1 Effect of pH value to substituting degree in reaction system

由圖1可知,隨著pH值上升,取代度先增加后下降，10.25時達到最高。原因是隨著堿性增加,堿分子能更快地滲入淀粉粒的無定型區(qū)和晶格之間,醋酸乙烯酯與淀粉分子中羥基的作用機會增多,使取代度提高。但當(dāng)進一步增加堿用量時,過量的堿將導(dǎo)致副反應(yīng)速度加快,導(dǎo)致取代度下降。因此,反應(yīng)體系pH值選擇10.25較合適。

2.2 反應(yīng)溫度對產(chǎn)品取代度的影響

固定反應(yīng)體系pH值為10.25,反應(yīng)時間1h,酯化劑用量1g,反應(yīng)溫度對取代度的影響見圖2。

圖2 反應(yīng)溫度對取代度的影響Fig.2 Effect of reaction temperature to substituting degree in reaction system

由圖2可知,隨著反應(yīng)溫度升高,取代度先增大后降低,原因是溫度的升高有利于淀粉粒的膨脹和提高離子及反應(yīng)試劑的流動性,使NaOH和醋酸乙烯酯容易滲透到淀粉粒中,但溫度過高淀粉易降解、糊化,副反應(yīng)加劇,取代度下降。酯化溫度選擇26℃較合適。

2.3 反應(yīng)時間對產(chǎn)品取代度的影響

固定反應(yīng)體系pH值為10.25，反應(yīng)溫度為26℃,酯化劑用量1g,反應(yīng)時間對取代度的影響見圖3。

圖3 反應(yīng)時間對取代度的影響Fig.3 Effect of reaction time to substituting degree in reaction system

由圖3可知,隨著反應(yīng)時間增加,取代度逐漸增大,當(dāng)反應(yīng)時間達到1h最高。繼續(xù)增加反應(yīng)時間,取代度減小。反應(yīng)時間以1h為宜。

2.4 酯化劑用量對產(chǎn)品取代度的影響

固定反應(yīng)體系pH值為10.25,反應(yīng)溫度為26℃,反應(yīng)時間1h,酯化劑用量對取代度的影響見圖4。

圖4 酯化劑用量對取代度的影響Fig.4 Effect of amount of esterifying agent to substituting degree in reaction system

由圖4可知,隨著酯化劑用量的增加,取代度逐漸增大,用量小于1g時,基本無反應(yīng),取代度低。從1g到7.5g取代度增大較緩慢,原因為進入淀粉分子與羥基結(jié)合的醋酸乙烯酯分子增多,因而酯化程度大,取代度增加，另一方面,隨著用量的增加,增加了反應(yīng)成本，綜合考慮酯化劑用量應(yīng)選擇在1g左右。

3 結(jié)論

以醋酸乙烯酯為酯化劑制備醋酸酯化淀粉，單因素最佳工藝條件為:反應(yīng)體系pH值為10.25,反應(yīng)溫度26℃,反應(yīng)時間1h,酯化劑用量1g，此時，取代度為0.0905。

［1］李春勝，楊紅霞.酯化淀粉及其應(yīng)用［J］.食品研究與開發(fā)，2005，26（6）:84-87.

［2］歐石燕，周永元.醋酸酯變性淀粉的發(fā)展與應(yīng)用［J］.國外紡織技術(shù)，1998,161:19-22.

［3］黃詩鏗，王艷華.馬鈴薯淀粉市場分析［J］.創(chuàng)新指南，2000,10（12）:21-22.

［4］馬興元.馬鈴薯淀粉在食品工業(yè)中作用突顯［J］.化學(xué)工程師，2003,24（2）:24-25.

［5］楊寶，劉亞偉，袁超，等.交聯(lián)酯化淀粉研究［J］.中國糧油學(xué)報，2003,18（6）:56-59.

［6］高靜，羅志剛，董華壯，等.低取代度木薯淀粉醋酸酯的制備及理化性質(zhì)的研究［J］.現(xiàn)代食品科技，2008,24（8）:756-759.