滚筒法制备的交联-羧甲基木薯淀粉的性能研究

研究了用滚筒法快速制备的交联-羧甲基木薯淀粉的性能。结果表明羧甲基木薯淀粉用三氯氧磷(POCl3 )交联后糊液粘度稍有下降,但有助于提高样品糊液储存稳定性、吸水性以及产品贮存稳定性。交联-羧甲基木薯淀粉细度为10目(2mm)时粘度较高。质量分数2. 5% (干基)交联-羧甲基木薯淀粉的凝胶在2 500r/min转速下离心分离1h无水渗出。

新型双交联羧甲基木薯淀粉的合成与表征

以木薯淀粉为主要原料,经环氧氯丙烷交联,采用一氯乙酸进行羧甲基化,制得交联羧甲基木薯淀粉(CC-MS)。然后采用双交联工艺,经乙二醛二次交联制得黏度高达16000mPa.s的双交联羧甲基木薯淀粉(DCCMS)。通过优化条件实验,考察了乙二醛与交联羧甲基淀粉反应过程中诸因素对黏度的影响。确定了较佳的合成工艺条件:交联温度35℃,交联时间60min,m(NaOH)∶m(CCMS)=0.08∶1,m(乙二醛)∶m(CCMS)=0.28∶1,V(乙醇)∶V(水)=11∶1。产物通过红外光谱、X-射线衍射和扫描电镜进行了表征。

高粘度羧甲基木薯淀粉钠的合成

以木薯淀粉为主原料,乙醇为溶剂,合成了粘度为1 895 mPa·s(2%溶液)的高粘度羧甲基木薯淀粉钠。探讨了一氯乙酸用量、碱化时间、碱化温度、醚化时间、醚化温度、氢氧化钠用量以及乙醇用量对羧甲基木薯淀粉钠的粘度的影响,得到的较佳合成反应条件为:脱水葡萄糖单元(AGU)、一氯乙酸及氢氧化钠摩尔比为1:1:2.4,干木薯淀粉与乙醇质量比为1:5.3,碱化温度35℃,碱化时间120 min,醚化温度55℃,醚化时间90 min。实验测定NaCl和Na_2CO_3对产物溶液粘度的影响结果表明,NaCl和Na_2CO_3的加入使产物溶液的粘度明显下降。并对产物和原淀粉进行了IR光谱表征。

机械活化木薯淀粉羧甲基化产物的结构表征

采用搅拌球磨机对木薯淀粉进行机械活化,以活化60min的木薯淀粉为原料,氢氧化钠为催化剂,一氯乙酸为醚化剂干法合成羧甲基淀粉,利用红外光谱、扫描电子显微镜、X射线衍射等手段对产物的结构进行表征分析,并与原木薯淀粉合成的羧甲基淀粉进行比较。结果表明:机械活化对木薯羧甲基淀粉的结构有显著影响;原木薯淀粉的羧甲基化反应受表面控制,主要发生在无定形区,部分发生在结晶区,产物含有结晶结构并保留着淀粉的颗粒形态;活化淀粉的羧甲基化反应在淀粉团粒表面及内部均匀进行,产物呈无规则黏连形态,是无定形的聚集状态结构。

机械活化固相醚化法制备羧甲基淀粉和羧甲基壳聚糖混合物及其溶解性能

羧甲基木薯淀粉和羧甲基壳聚糖混合物不仅可有效改善淀粉物化性质,还可引入抑菌性能好的羧甲基壳聚糖。以木薯淀粉、壳聚糖为原料,氯乙酸钠为醚化剂,氢氧化钠为催化剂,采用机械活化固相醚法制备羧甲基木薯淀粉和羧甲基壳聚糖混合物。以黏度为评价指标,通过单因素和正交试验设计优化确定最佳制备工艺,采用红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)、X-射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、扫描电镜(Scanning electron microscope,SEM)对羧甲基淀粉的结构进行表征,并考察混合物的取代度和溶解度。结果表明,机械活化破坏了淀粉、壳聚糖的结晶结构,降低结晶度,醚化试剂更容易渗透到内部使淀粉、壳聚糖发生羧甲基化反应。最佳工艺参数为:淀粉与壳聚糖质量比0.5:0.5、淀粉与氯乙酸钠的摩比1:0.9、氢氧化钠质量分数18.8%(占淀粉干基质量)、球磨温度50℃、球磨时间60 min、转速380 r/min、磨球体积500 m L。在该试验条件下制备得到的羧甲基木薯淀粉和羧甲基壳聚糖混合物的黏度为1025 m Pa·s,其中羧甲基木薯淀粉的取代度为0.79,羧甲基壳聚糖的总取代度为1.17,溶解度为90.87%,且随着壳聚糖比例增大,混合物溶解度不断减小。FTIR、XRD、SEM进一步证实木薯淀粉、壳聚糖均发生了羧甲基化反应。