表面活性剂在变性淀粉中的应用
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食品中变性淀粉的应用食品中变性淀粉的应用来源:淀粉网2009-8-27 16:12:00食品工业中使用变性淀粉主要是作为增稠剂、胶凝剂、黏结剂和稳定剂等。
可以替代昂贵的原料,降低食品制造成本,提高食品质量同时提高经济效益1. 米面制品中应用在米面制品中主要利用变性淀粉良好的增稠性、成膜性、稳定性、糊化特性。
主要使用的变性淀粉有酯化淀粉和羟丙基淀粉1).添加变性淀粉的油炸方便面具有酥脆的结构和较低的吸油量,产品的品质和储存稳定性较好2)。
在即食面中可以改善面条的复水性、咀嚼性和弹性,减少煮制时间3).在面食点心中添加变性淀粉可以降低吸油量,改善面食的酥脆性,延长制品的储存时间4).在米粉生产中作为组织成型剂和粘和剂,可以增加制品的透明度和滑爽度,减少粘性,改善口感2. 乳制品中应用在乳制品中主要作为胶凝剂、稳定剂、增稠剂使用,常用的变性淀粉主要有交联淀粉和羟丙基淀粉1).在乳酪制品中作为胶凝剂,使制品具有良好的胶凝性能,在一定程度上可以减少酪朊酸盐的用量,降低产品成本2).在冷冻甜品中作为品质改良剂,赋予产品粘性、奶油感及短丝性组织,增加制品的储存稳定性3).在高温杀菌布丁产品中可用做胶凝剂,提高制品的加工黏度,制得的产品具有良好的稳定性和口感4).在酸奶中可以作为稳定剂和增稠剂,增加制品的稠度和口感,减少乳清分离3. 肉及鱼类制品中应用在该类产品中主要作为保水剂、黏结剂和组织赋形剂,常用的变性淀粉主要有酯化淀粉和交联淀粉1).在中国腊肠中添加变性淀粉作为黏结剂和组织赋形剂,可以改善产品的多汁性2).在点心馅料中作为保水剂,可坚固组织,改善产品冻融稳定性3).在火腿和热狗中作保水剂和组织赋形剂,可以减少皱折,改善制品的冻融稳定性和保水性4).在肉丸和鱼丸中做凝胶剂,使制得的产品具有良好的弹性、咬劲和稳定性5)。
具有高凝胶性和稳定性的变性淀粉可在鱼浆中用做保水剂和稳定剂,大大减少鱼浆的汁液流失4. 烘烤食品中应用主要利用变性淀粉良好的成膜性、高温膨胀性和稳定性1).在蛋糕、糖衣生产中用作酥油替代品,提供良好的容量与结构,降低人体油脂摄入量2).在焙烤食品中做釉光剂,可形成良好、清晰与光亮的薄膜,代替昂贵的蛋白和天然胶3).在水果饼、馅饼、馅料中作为稳定剂和增稠剂,提供产品滑爽、短丝结构,防止分层和爆馅5. 饮料中应用主要利用变性淀粉的稳定性和吸附性1).在饮料中作稳定剂,改善口感与体态,遮盖干涩味道2).在乳化饮料中作乳化香精的稳定剂,部分渠道昂贵的阿拉伯胶在奈精粉和椰浆粉等微胶囊化产品中作为包埋剂6. 糖果中应用主要利用变性淀粉良好的胶凝性、成膜性和粘性,常用的变性淀粉有氧化淀粉1).在硬胶和软胶糖果中作为凝胶剂,提供产品凝胶结构,采用适当的变性淀粉可以替代阿拉伯胶,制品具有良好的口感和透明度2).利用变性淀粉良好的成膜性和黏结性,用作糖果的抛光剂,形成的膜有光泽,透明并能降低产品的破裂性7. 粉末食品中应用主要利用变性淀粉良好的黏结性、分散性和水溶性,常用的变性淀粉有预糊化淀粉、交联淀粉和复合变性淀粉1)在裹粉中,可以使粉体具有良好的黏结及内聚力,可防止裹粉脱落;在制作脆皮时容易形成脆与坚固的外涂层,改善烘焙与微波处理食品的组织2).在谷片饮品中添加变性淀粉可提供冷热饮品所需的黏度,悬浮饮品中微小质体,使其均匀且口感良好3).在烹煮式粉末食品中添加变性淀粉,可改善制品低温蒸煮时的黏度,使制品清晰、滑爽,具有短丝结构4)作为干果类食品的糖粉剂,一以减少干果类食品表面的粘性5)在即食汤、酱与汁中添加适量变性淀粉可赋予汤汁适宜的年度,使产品冲出来的汤汁液浓厚、润滑8.冷冻食品中应用利用变性淀粉良好的稠度和低温稳定性,提高制品的抗冻融能力。
变性淀粉,亦称改性淀粉,它是指利用物理、化学或酶的手段来改变天然淀粉的性质。
通过分子切断、重排、氧化或者在淀粉分子中引入取代基可制得性质发生变化、加强或具有新的性质的淀粉衍生物。
变性淀粉具有改善蒸煮特性、减缓老化、提高乳化稳定性等作用。
变性淀粉应用于食品工业中,主要作为增稠剂、胶凝剂、黏结剂和稳定剂等使用,可以替代昂贵的原料,降低食品制造成本,提高食品质量同时提高经济效益。
在面制品中的应用变性淀粉在新鲜面中的应用研究证明,加入面粉量1%的脂化糯玉米淀粉或羟丙基玉米淀粉,可降低淀粉的回生程度,使经贮藏的湿面仍具有较柔软的口感,面条的品质、溶出率等都得到改善。
因变性淀粉的亲水性比小麦淀粉大,极易吸水膨胀,能与面筋蛋白、小麦淀粉相互结合形成均匀致密的网络结构,但加入过量会对面团有不利的影响。
在焙烤食品中的应用抗性淀粉的膳食纤维含量大于40%,且耐热性能高,吸水能力仅有1.4g水/g 淀粉,颗粒细小,适用于中等含水量的焙烤食品、低含水量的谷物制品和休闲食品中。
在华夫饼干、发面饼干和曲奇饼干中,能产生酥脆的质构、优异的色泽和良好的口感。
在面制食品和面条中,也能增加制品的坚实性和耐煮性。
在冷冻食品中的应用在大多数冷冻食品中,变性淀粉的主要作用是增稠、改善质构、抗老化和提高感官质量。
如汤圆经冷冻后皮易裂,不能反复冷冻融化,可在制作汤圆的糯米粉中添加5%左右的醚化淀粉起粘结和润湿作用,从而避免皮的破裂和淀粉回生,减少蒸煮时汤糊现象,降低汤内固形物量。
在糖果中的应用糖果中使用的变性淀粉主要有两大类:一类是凝胶剂,如牛皮糖中用的酸解淀粉;另一类是填充料并起着黏结剂的作用,如口香糖中使用的预糊化淀粉或变性预糊化淀粉。
酸变性淀粉具有粘度降低、粘合力强、水溶性增强、糊液的透明性和热糊稳定性提高、凝胶能力增强、形成薄膜性能好的特点。
这类淀粉主要用于糖果、胶冻软糖和胶姆糖的生产。
在甜品中的应用在冰淇淋中使用变性淀粉可代替部分脂肪提高结合水量并稳定气泡,使产品具有类似脂肪的组织结构,降低生产成本。
酸变淀粉
酸变淀粉广泛的应用造纸,纺织,食品等工业。
在造纸工业中利用酸变淀粉成膜性粘度低等将其作为特种纸张表面涂胶剂,以改善纸张的耐磨性耐油墨性。
在纺织工业中用酸变淀粉进行上浆和整理,洗涤后能显示良好的坚挺效果和润滑感。
在食品工业中,用来制造软糖等。
例如:在软糖制造中的比例:普通淀粉糖浆22.7 糊精4.5 酸变玉米淀粉5.4 水45 颗粒唐18等
其他行业添加量参照其工艺要求。
理化指标:
造纸专用变性淀粉(型号SB-101、SB-102、SB-103)
造纸专用变性淀粉是针对于造纸领域而专门研究的一种变形淀粉。
该变性淀粉糊液稳定性好,粘度低,凝沉性弱,粘合力强,成膜性好,用作表面施胶可以提高纸张表面的平滑度和强度。
在造纸中以表面施胶淀粉使用,是本公司一种专门应用于造纸的表面施胶变性淀粉。
其添加量参照其工艺要求。
氧化淀粉
氧化淀粉广泛应用在造纸纺织食品医药等行业。
在造纸工业中作为施胶剂和胶黏剂使用。
纺织工业中用氧化淀粉提供较高的耐磨性。
食品工业中用中轻度氧化淀粉作为炸鸡鱼类产品食品的敷面料中,对食品有良好的粘合力形成酥脆层。
在建筑材料中用作糊墙纸绝热材料墙板材料的粘合剂并作为瓦楞纸工业中粘合剂大量使用
其添加量参照其工艺要求。
理化指标:。
活性淀粉的生产工艺与应用淀粉是植物中储存淀粉粒的主要大分子,也是人类最主要的食物来源之一。
从化工角度来看,淀粉可以用来生产各种化学品,如润滑剂、生物降解塑料、高分子材料等。
而在食品领域,淀粉也是一种功能性食品原料,常被用来增稠、增润、保水、保形、调味等。
本文将介绍活性淀粉的生产工艺以及在食品工业中的应用。
1. 活性淀粉的生产工艺活性淀粉是通过催化剂和/或物理方法改性的淀粉。
活性淀粉有较好的耐高温性、耐酸碱性、稳定性和黏度稳定性,可以广泛应用于食品工业和化妆品工业中。
1.1 酸水解法酸水解法是一种较传统,也是最常见的方法。
其基本步骤如下:首先将淀粉溶解于热水中,淀粉的浓度一般为10-20%。
然后加入适量的稀盐酸,常用的有盐酸、硫酸、磷酸等,pH通常在2-4之间。
加入酸后,将溶液加热至80-100℃反应2-3小时。
最后用碱或水来中和反应液中的酸,并对产物进行洗涤、干燥、粉碎等处理,制得活性淀粉。
酸法水解的活性淀粉主要用于油炸食品、罐头等需要加热加工的食品中。
但是,由于该方法使用的酸,较容易与蛋白质、矿物质等物质发生反应,影响到食品的品质。
此外,碱或水的中和也需要较多的时间和步骤,带来了一定的生产成本和劳动力成本。
1.2 酶法酶法是利用淀粉酶水解淀粉分子,将淀粉分解为小分子的糊精,再通过物理或化学方法改性而成的方法。
酶法一般有三种类型,包括原液法、浆料法和干粉法。
原液法是将淀粉酶或细胞外淀粉酶加入淀粉水溶液中,可以使用常见的淀粉酶有α-淀粉酶、β-淀粉酶、淀粉酶等等。
水解温度通常在60℃左右,水解时间为5小时左右,水解程度约为20%-30%。
淀粉分子的分解程度较高,可以制出较为稳定的活性淀粉。
浆料法是将淀粉酶加入淀粉糊中,利用浆料淀粉的透明度变化,测定淀粉的颗粒大小和水化特性等。
常见的水解酶有γ-淀粉酶、大麦淀粉酶等。
干粉法是将淀粉酶添加至干燥的淀粉粉末中,将糊精制成活性淀粉。
1.3 高温短时间法与上述两种酸水解、酶法不同,高温短时间法无需使用催化剂,而是利用高温和高压将淀粉分子分散,使得分子内部发生化学反应,产生较强的加工稳定性。
变性淀粉与精细化工
一、变性淀粉简介
变性淀粉是一种在精细化工中常用的基础原料,其是从多种原料中精制而来,其特点是具有干扰素化合物的能力,可以使产品具有良好的粘着性、耐水淀粉的稠度和流动性,优质的细致性和耐热性,适合制备无粘着性、高透明度、优质、低粘度和高稠度的特殊精细化工产品。
它可以被用于制备涂料、油墨、油墨及其他精细化工产品,广泛应用于食品、药品、烟草、印刷等行业。
二、变性淀粉工艺流程
1.充分利用原淀粉的脱水作用,把淀粉最完全地分解后,改性淀粉得到。
2.在混合水中加入相应的重金属离子,然后少量加入水解碱,搅拌均匀,变性淀粉就得到了。
3.采用精馏,去除反应中的重金属离子,使变性淀粉达到洁净的要求
4.冷却,使变性淀粉凝固成片。
三、变性淀粉的应用
1、精细化工品:变性淀粉在精细化工产品中有着广泛的应用,可用于制备涂料、油墨、封口剂,或者用于改善特定产品的流动性和粘着性。
2、食品领域:变性淀粉可作为食品调味剂或添加剂,以改善食物的味道,结构和质地,可用于制作饼干、汤料,也可以用于制作凝固剂、增稠剂等等。
高取代度阳离子变性淀粉絮凝剂制备与应用近年来,为了满足改进产品性能和应对产品技术变化的需要,高取代度阳离子变性淀粉絮凝剂受到了越来越多的关注。
高取代度阳离子变性淀粉絮凝剂具有良好的悬浮性和凝胶稳定性,在粘度、透明度、稳定性等性能方面具有明显优势,因此在饮料、食品粘度剂、化妆品、药物输送等领域得到了广泛的应用。
由于高取代度阳离子变性淀粉絮凝剂具有多种重要性能,因此它的制备技术十分复杂。
研究表明,采用水解反应和改性淀粉制备高取代度阳离子变性淀粉絮凝剂时,把水湿热加热到一定温度,然后用有机溶剂添加变性剂,以促使改性淀粉水解成改性高取代度阳离子变性淀粉絮凝剂。
此外,还可以采用改性淀粉和聚合物共聚的方式,将絮凝剂与改性淀粉共同改性,从而制备出具有更好性能的高取代度阳离子变性淀粉絮凝剂。
高取代度阳离子变性淀粉絮凝剂具有丰富的应用价值。
在食品工业中,它可以作为粘度调节剂、混合剂和稳定剂,可以用来改善食品的口感、质地和稳定性;在化妆品行业,它可以用作调节剂、稳定剂、乳化剂和去污剂,从而有效改善化妆品的性能;在药物行业,它可以用作载体给药剂,可以用来治疗多种疾病。
因此,高取代度阳离子变性淀粉絮凝剂具有广阔的应用前景,具有重要的现实意义。
研究者们需要进一步研究高取代度阳离子变性淀粉絮凝剂的制备方法,丰富高取代度阳离子变性淀粉絮凝剂的应用和调节方式,提高高取代度阳离子变性淀粉絮凝剂的稳定性和品质,从
而使其在工业和医疗领域得到广泛应用。
辛烯基琥珀酸淀粉钠的应用辛烯基琥珀酸淀粉钠的商品名为纯胶,是一种特殊的食用变性淀粉胶。
WHO/FAO(INS:14501982年)规定:日许量无需作特殊的规定,可用于食品中,对该类淀粉胶的使用范围没有限制。
我国在1997年批准该产品作为食品添加剂在食品上使用,后又扩大了在食品中的使用范围,用量按需要量添加,无需控制。
这是一类淀粉糖酯类的产品。
在水包油型的乳浊液产品中有着特殊的乳化稳定作用,是其他产品所无法取代的,是一类新型的食品乳化剂和增稠剂,属安全、功能性的产品。
现我国已批准的这类产品可用于食品的有:辛烯基琥珀酸淀粉钠和辛烯基琥珀酸淀粉铝两个品种。
目前这类产品主要依赖进口,我们浙江省现已成功开发生产这类产品,填补了我国在这方面的空白,在国内增添了这类新的食品添加剂品种(以下简称纯胶)。
纯胶的基本特性与作用纯胶是一种低取代度的淀粉和辛烯基琥珀酸酐反应的半酯化的产品。
其基本特性如下:纯胶为白色粉末,无毒无臭无异味。
在冷水中可溶解,在热水中可加快溶解,呈透明液体。
在酸、碱性的溶解中都有好的稳定性。
根据不同的需求可使用不同黏度的品种产品。
纯胶由于有较大的分子量,在油水界面处可形成一层强度很大的薄膜,可以稳定水包油型的乳浊液。
它与乳化剂的区别在于不仅具有乳化性,还有稳定性和增稠性及增加乳液的光泽度的功能,在水包油型的乳液中有着特殊的作用,可用于不同黏度的各种乳化液。
纯胶有优良的自由流动性和斥水性,能防止淀粉料粒的附聚,在水的乳液中能均匀分散,稳定规定的淀粉含量和所需黏度的乳化液,并且有好的流动性。
纯胶和其他表面活性剂有很好的协同增效作用,没有配伍禁忌。
纯胶的作用主要体现在以下几方面:具有降低表面张力和降低界面张力具有很好的乳化稳定作用;可以调节乳液的黏度(有高黏度和低黏度);可与淀粉形成稳重的体系,防止淀粉的老化和硬结;可使乳液润滑并有光泽,乳液在容器壁上不会挂壁;具有润湿、分散、渗透、悬浮、增溶的作用;能防止蛋白质凝聚和冷、热引起的变性;在酸、碱溶液中具有好的稳定性。
变性淀粉在食品中的运用引言变性淀粉作为一种常见的食品添加剂,被广泛用于食品工业中,以改善食品的质感、稳定性和口感。
本文将介绍变性淀粉的概念、制备方法以及在食品中的主要应用。
变性淀粉的概念变性淀粉,即经过物理或化学处理后改变其原有结构和性质的淀粉。
通过改变淀粉分子的结构和特性,可以使其在食品制造过程中表现出不同的功能。
常见的变性淀粉有生物酶变性淀粉、酸处理变性淀粉、磷酸处理变性淀粉等。
变性淀粉的制备方法生物酶变性法生物酶变性法是通过使用淀粉酶和其他辅助酶来改变淀粉的结构和特性。
这种方法在食品工业中非常常见,因为它可以在较低的温度和较短的时间内完成淀粉的变性过程,同时还能保持淀粉中的营养成分。
酸处理变性法酸处理变性法是通过使用酸性溶液将淀粉处理成变性淀粉。
在这个过程中,酸性溶液会改变淀粉的分子结构,使其具有更高的黏稠度和稳定性。
这种方法常用于制备浆糊和果冻等食品。
磷酸处理变性法磷酸处理变性法是通过使用磷酸将淀粉处理成变性淀粉。
这种方法主要用于制备烘焙食品,因为磷酸处理后的淀粉具有更好的吸水性和胶凝性,能够增加烘焙食品的体积和口感。
变性淀粉在食品中的应用增稠剂变性淀粉常被用作增稠剂,在食品加工中起到增加食品黏稠度和稳定性的作用。
例如,在酱汁、汤品和果冻中添加变性淀粉,可以增加食品的质感和呈现出更好的口感。
稳定剂变性淀粉还可以用作稳定剂,可以稳定食品中的色素、香料和其他添加剂,防止其沉淀和分离。
这在饮料和罐头食品中尤为常见,可以使食品长时间保持良好的口感和外观。
乳化剂由于变性淀粉具有一定的乳化性质,因此它也被广泛应用于乳制品和沙拉酱等食品中。
添加变性淀粉可以增加乳制品的稳定性和均匀度,使其更易于储存和使用。
糕点和面包在糕点和面包制作过程中,变性淀粉常用于增加面团的黏稠度和弹性,改善烘焙品的质地和口感。
它可以提高面团的附着力和膨胀性,使糕点更加松软和蓬松。
结论随着食品工业的不断发展,变性淀粉在食品中的应用也越来越广泛。
工艺技术传统的湿法变性淀粉制备工艺有着诸多缺陷。
通过研究其反应原理发现,浓碱的使用能够改善传统制备工艺的缺陷。
基于此,对浓碱释法变性淀粉制备工艺进行探究有着重要意义。
1 技术背景1.1 传统变性淀粉制备工艺变性淀粉的生产工艺主要有滚筒干燥法、干法以及湿法,工业应用普遍采用湿法生产工艺。
湿法制备变性淀粉的工艺主要是将试剂加入到浓度为20%~40%的淀粉乳中,加2.5%~3.5%质量浓度的氢氧化钠溶液;将试剂调至碱性,使淀粉活化并在特定温度下反应,注意温度需低于60 ℃。
当反应条件达到相关要求后,淀粉仍维持原有的颗粒状态,之后对其进行过滤,、水洗并干燥,即可得到变性淀粉[1]。
1.2 传统变性淀粉制备工艺的不足湿法制备变性淀粉的关键点是保持良好的淀粉颗粒状,不让其受到高碱性和高温条件的影响,避免出现糊化与膨胀,进而方便后续的清洗与过滤作业,保证变性淀粉的产品质量。
传统的湿法制备变性淀粉的工艺需采用浓度较低的氢氧化钠溶液,主要是防止浓碱使淀粉颗粒糊化、膨胀;但是稀碱的运用虽然有效避免了淀粉颗粒的膨胀与糊化,但严重降低了工艺的生产效率,产生了大量的污染物。
因此,传统湿法制备变性淀粉的工艺已逐渐不再满足国家对节能降耗、清洁生产的要求。
1.3 传统变性淀粉制备工艺原理湿法化学反应主要包含交联、醚化、酯化、酸化以及氧化反应。
在碱性试剂中淀粉作为弱离子交换剂被解离后会使淀粉分子携带负电,引发分子的互相排斥,使淀粉颗粒膨胀、糊化。
膨胀糊化的淀粉颗粒会对周边的淀粉结晶分子体产生作用力,扭曲周边的淀粉分子结晶,并使其处于最佳的糊化膨胀状态。
因此,在碱性条件下,淀粉具有较高的反应活性。
湿法制备变性淀粉的工艺会借助氢氧化钠溶液对反应体系进行调节,使变性反应发生在碱性状态下;但浓碱的加入会使水中的淀粉极易糊化,无法进行正常的工业化生产与制备。
因此,借助浓碱活化淀粉并中和淀粉易导致淀粉糊化的问题始终是变性淀粉制备工艺的技术难点和技术瓶颈。
淀粉制品回生的原理及解决方法淀粉溶液或淀粉糊,在低温静置的条件下,都有转变为不溶性的趋向,混浊度和粘度都增加,最后形成硬性凝胶块。
在稀薄的淀粉溶液中,则有晶体沉淀析出,这种现象称为淀粉糊的“回生”或“老化”,这种淀粉叫做“回生淀粉”或“老化淀粉”。
老化淀粉不再溶解,不易被酶作用。
这种现象称为淀粉的回生作用,也称β化。
日常生活中,温度较低的冬天,我们往往发现,隔餐米板变得生硬,放置较久的面包变硬掉渣,这些都是淀粉回生。
回生包括两个结晶阶段:第一阶段直链淀粉快速再结晶导致淀粉凝胶刚性和结晶性的增加,一般几小时或十几小时内完成,第一阶段也称为短期回生;第二阶段主要为支链淀粉外侧短链的缓慢结晶,往往发生在糊化后的一周甚至更长时间,这一阶段为长期回生。
大米淀粉约占85%,且支链淀粉含量较高(77%以上),其再结晶持续时间又较长,所以发生回生的主体是支链淀粉。
淀粉回生严重影响大米及其制品的营养价值和保质期,阻碍了食品行业的发展。
影响淀粉回生因素:(I)分子构造的影响:直链淀粉分子呈直链状构造,支链淀粉分子呈树枝状构造,直链淀粉比支链淀粉易于回生。
(2)分子大小的影响:只有分子量适中的直链淀粉分子才易于回生,支链淀粉分子量很大,不易发生回生。
(3)直链淀粉分子与支链淀粉分子比例的影响:支链淀粉含量高的难以回生,因此,支链淀粉分子起到缓和直链淀粉分子回生的作用。
(4)水分含量的影响:水分含量高,分子碰撞机会多,易于回生,反之则不易回生。
水分含量30%-60%之间最容易发生回生,水分在10%以下,淀粉难以发生回生。
(5)冷却速度的影响:冷却速度对回生作用影响很大,缓慢冷却,可以使淀粉分子有时间取向排列,故可以加大回生速度;而迅速冷却,使淀粉分子来不及取向,可以减小回生程度。
(6)温度的影响:水温在60。
C以上不会发生淀粉的β化,而在2~4t时最易回生。
01物理技术物理技术主要通过控制贮藏温度、水分含量、PH和压力大小来改变淀粉类食品的回生速度,在商业粮储存中使用尤为广泛。
表面活性剂在变性淀粉中的应用 表面活性剂具有润湿抗粘,乳化,消泡,增溶,分散,防腐,抗静电等一系列性质,成为一类灵活多样,应用广泛的精细化工产品。其应用几乎涉及所有的精细化工领域,在国民经济中具有重要的作用。表面活性剂在变性淀粉生产中的应用并没有普及,近年来国内发表了一些研究,在制备羟丙基淀粉,阳离子淀粉和磷酸酯淀粉时,表面活性剂具有催化剂的作用,相信今后会受到越来越多人的关注及作用可分为: 一. 增加淀粉在水中的溶解性和分散性,一般冷水可溶淀粉在水中分散溶解时,会出现结块或透明鱼子状不溶物,影响其应用。将淀粉与表面活性剂混合在一起经处里后,提高了淀粉在冷水或热水可分散或可溶性。如: 1. 在制备预糊化淀粉时,Mitchell;William等(1)在淀粉乳中加入表面活性剂后,经滚筒干燥制得的预糊化淀粉可分散在水中。 2. Dudacek; Wayne E.等(2)将淀粉与表面活性剂混合物经湿热处理后,在热水中的分散性达98%-100%,而未加表面活性剂的淀粉经湿热处理后其分散性仅为60%。例如:在含水9.6%的淀粉中喷入水,使其含水量增加至20%和35%;将甘油单硬脂酸酯溶于700C热水中,冷却后将其喷到增湿后的淀粉中,表面活性剂加入量为淀粉的1%;取120份淀粉-表面活性剂-水混合物置于一密闭的瓶中,将瓶放置在恒温水浴上一定时间。其结果是:含水35%的淀粉在600C-900C保持3-16h后,在热水中分散性达98%-100%。 3. Mudde; John P.等(3)将淀粉,表面活性剂和水的混合物经微波处理后制得在热水中可分散的淀粉。适用的表面活性剂有:甘油单硬脂酸酯,山梨醇单硬脂酸酯,环氧丙烷单硬脂酸酯,六次甲基乙二醇二硬脂酸酯和硬脂酸钠等。表面活性剂添加量为0.2%-3%。例,将555g(干基500g)玉米淀粉置于混合器中,喷入359g水(内含5g甘油单硬脂酸酯),混合后将其置于一密闭的瓶中,于650C加热7.5h。处理后的混合物100g置于器皿中于650W,2450MHz微波炉中加热4min,产物在热水中可完全分散。 4. Maher; Stephen L (4)将淀粉与葡萄糖苷表面活性剂经干混即可得到在水中可分散或可溶解的淀粉。如将预糊化阳离子淀粉与烷基葡糖苷混合. 5. Wursch; Pierre 等(5)将淀粉-水-蒸馏单甘酯混合后经加热处理,可以制得在沸水中分散性达95%-100%。先将单甘酯与水混和,再加到淀粉中混合均匀,将其置于一预先加热至900C的容器中,密封后置于900C水浴中加热20min,其中水的含量为22%,单甘酯加入量为3%。 6. Fisher; Monica 等(6)亦用单甘酯处理淀粉后,在转速500rpm的反应器中1000C加热,然后气流干燥至含水10%。所制得的热变性淀粉分散性达100%。 二. 增加反应效率: 1. 用作相转移剂:在制备疏水性淀粉酯时,由于酸酐碳链增长,仅有少量酸酐与淀粉反应,大部分未反应酸酐残留在反应液中。Trzasko; Peter, T.等(7)发现在7%-15%相转移剂存在时,反应快且 没有发现残留的酸酐存在。一般淀粉烯基琥珀酸酯采用水相中进行酯化反应法,此时只有少量试剂与淀粉反应,大量未反应试剂仍留在最后反应产物中。水相反应速度相当慢。温度20-400C,pH8时,在7%-15%相转移剂存在时,反应进行更快,在最后的产品中没有见到未反应的试剂。用作相转移剂的有:长链有机季铵盐:如苯甲基三乙基氯化铵,四-正丁基氯化铵,正-十六烷基-溴化吡啶金翁(C5H5NH+),正-十六烷基-三-正-丁基溴化磷金翁(H3P+-),四-正-丁基氯化铵和三-癸基甲基氯化铵;还可用Polyalkylene oxide ethers and esters 作相转移剂包括:聚氧乙烯(4)山梨醇月桂酸酯,聚氧乙烯(4)山梨醇单硬脂酸酯,聚氧乙烯(8)硬脂酸酯,聚氧乙烯(4)月桂醚,聚氧乙烯(4)壬基苯基醚等。 例1 将约100份玉米淀粉和0.7份三辛基甲基氯化铵(TOMAC)相转移剂加到125份自来水中,用3%氢氧化钠将pH调至8,在搅拌下,pH维持在8时慢慢加入10份烷基或稀基琥珀酸酐,室温下,搅拌5.5-25小时,反应完成后,用3:1盐酸将pH调5.5,过滤,水洗三次(pH5-6的水),干燥。 例2.玉米淀粉于10%十四烯基琥珀酸酐在1%Aliquat RTM 336(三辛酰基甲基氯化铵)存在下反应。 2. 增加烯基琥珀酸酐的溶解度提高反应效率,缩短了反应时间:Maliczyszyn; Water等(8)将酸酐事先乳化后加到淀粉乳中进行反应,缩短了反应时间,提高了反应效率。 乳化剂包括:非离子型乳化剂如:脂肪酸烷氧基化;聚乙二醇衍生物;羧酸酯等。阴离子活性剂如:磺基琥珀酸酯;磷酸酯等。阳离子表面活性剂如:季胺化合物和含季胺氮官能团几羧基官能团的两性表面活性剂。添加量约0.01%-25%。乳化后粒径至少为2微米。酸酐经乳化后可添加到pH7-11的淀粉乳中。酸酐添加量为2%-60%,3%-5%较合适。反应温度20-400C,典型温度是在室温下进行反应。例1. DDSA(十二烯基琥珀酸酐)乳化液的制备:将28.5份DDSA和1.5份表面活性剂壬基酚聚乙氧烯基醚化合物(Surfonic N-95)和70份水置于韦林捏合机中于250C高速捏合2分钟。得到平均粒径2微米的稳定乳化液。 将2000克蜡质玉米淀粉分散在3000ml水中,pH调至2.5,加入配制好的乳化液至DDSA加入量为139克,用3%氢氧化钠将pH调至8.5并维持至反应结束,反应约需6小时,将pH调至5.5,过滤。 例2. 同例1,pH先调到8.5后,加入乳化后的DDSA,反应6小时。 反应时间/h pH 消耗碱量/g 结合DDSA/% 控制样(DDSA未经乳化) 2 111 0.67 4 200 1.22 6 276 1.67 8 346 1.95 12 482 2.62 24 696 3.17 31 729 2.98 例1(DDSA经过乳化,pH2.5) 0 0 1 8.44 466 3.09 2 8.43 677 3.52 4 8.4 902 4.59 6 8.8 976 4.73 23 8.49 982 4.88 例2(DDSA经过乳化,pH8.5) 0 0 1 8.43 527 3.18 2 8.46 745 4.39 4 8.45 916 4.97 6 8.49 949 5.21 23 8.49 972 5.05
从上表可以看出经过乳化处理的DDSA反应时间缩短且反应效率增加。 3. 作促进剂:一般磷酸酯淀粉的制备都要经1400C到1800C高温反应,能耗较大,且产品质量波动很大,白度较低。 陈玉放等(9)以硬脂酸聚氧乙烯醚作促进剂,在低温下用湿法制备磷酸酯淀粉,不仅降低了能耗,而且反应效率高:如,在反应器中加入100Kg水,80Kg玉米淀粉调成淀粉乳,然后加入2.0Kg磷酸钠,1.6Kg磷酸二氢钠,2.8Kg磷酸氢二钠,2Kg硬脂酸聚氧乙烯醚,保持每分钟45转的搅拌速度,升温至300C,调pH至6.5,恒温反应3h,离心分离,气流干燥得到磷酸酯淀粉,结合磷0.04%,白度90%。 4. 作催化剂: (1)陈广德等(10)在碱性条件下,以脂肪醇聚氧乙烯醚为催化剂干法制备阳离子淀粉,可使季铵型阳离子淀粉的制备反应由单纯以NaOH为催化剂时的2.5h缩短为50min,反应效率由 83%提高到92%。 在不锈钢混合器中加入90g淀粉,13mL质量分数为8%的NaOH水溶液,室温搅拌反应10min,加入31gGTA,继续室温搅拌混合均匀后,加入2.5mLFAPE,加热至80℃,强力搅拌反应50min,得基本干燥的白色固体粗产品。该粗产品1%糊液的pH值为8~9,因此可不经洗涤和干燥直接用于造纸等工业。粗品经75%乙醇洗涤、干燥得白色阳离子淀粉。 (2)陈广德等(11)在碱性条件下以脂肪醇聚氧乙烯醚作催化剂,干法制备羟丙基淀粉,发现可使羟丙基淀粉的制备由单纯用氢氧化钠作催化剂的3h缩短到50min,而且产品无需中和,即可达到造纸工业的要求。称量 1 6.2 g 玉米淀粉于自制的密封反应器中,加人20%的氢氧化钠水溶液2.5ML,室温搅拌反应10 min,使淀粉充分碱化。然后加人FAPE 催化剂1.0 g,继续室温搅拌混合均匀后,再加人1,2一环氧丙烷6.0 g,密封反应器,在水浴中加热控制水浴温度70℃反应50 min,反应结束,得基本干燥的白色固体粗产品。粗产品用75%的酒精水溶液浸泡、洗涤、过滤、干燥,得纯净白色粉末状经丙基淀粉18.9 g。 (3)李芳良等(12)以脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)作改性剂:AEO 是一种非离子型表面活性剂,在碱中有良好的稳定性,可在强碱条件下使用。在碱性条件下,当淀粉与1,2 - 环氧丙烷反应时,由于AEO 对淀粉分子的良好的表面润湿和渗透作用,促进了淀粉颗粒的膨化,增强了淀粉与1,2 - 环氧丙烷分子的扩散接触,从而提高了反应效率。 称取10 g 木薯淀粉,加水配成40%淀粉乳,加入Na2SO4,搅匀,用1 mol / NaOH 调pH 值至9 ~ 10,室温搅拌10 min,使淀粉充分碱化,加入平平加继续搅匀,然后在约18℃下加一定量的环氧丙烷,密封反应器,在室温(28 ~ 30℃)下搅拌至规定的时间后,用稀H2SO4调反应液pH 值至中性,抽滤,水洗3 次,室温下凉干或50℃下烘干。 三. 在接枝共聚中的应用(13-16): 反相乳液聚合:反相乳液聚合是将水溶性单体溶于水,在搅拌下借助乳化剂分散于非极性液体中形成油包水型乳液而进行聚合反应.反相乳液聚合为水溶性单体提供了一 个可与常规乳液聚合一样具有高聚合速率和高产物分子量特点的聚合方法,并能使水溶性单体有效地聚合成粉状或乳状聚合物。聚合体系粘度在反应过程中变化不大,反应温度平稳且易于控制,反应条件温和,一定程度上避免了交联和支化反应,产物分子量和水解度可自由调节,有利于应用,如溶解度。 例1. 在反应器中加入烃类溶剂200ml,悬浮剂蔗糖脂肪酸酯(HLB=7)1.5g,助剂十二烷基硫酸钠(SDS)1.6g,在450C下搅拌悬浮液30min,用25%氢氧化钠溶液中和丙烯酸至一定的中和度,再用分液漏斗将其与引发剂溶液,交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺溶液分别加入反应器中,650C下进行预聚合反应2.0-2.5h后,分离出预聚产物,预聚产物再与糊化淀粉混和均匀,650C反应1h,真空干燥,粉碎。 例2. 邹新禧采用反相乳液法进行了研究,(14a)在反应器中加入1g淀粉和4-10ml水,加热至80-950C下使其糊化,