变性淀粉的制造与应用

变性淀粉的制造 与应用 课题小组：林靖史剑美林春婷 一.什么是变性淀粉？ 天然淀粉的可利用性，取决于淀粉颗粒的结构和淀粉中直链淀 粉和支链淀粉的含量。天然淀粉在现代工业中的应用是有限的， 大多数的天然淀粉都不具备有效的能被很好利用的性能，为此 根据淀粉的结构和理化性质开发了淀粉的变性技术。 在淀粉所具有的固有特性的基础上，为改善淀粉的性能和 扩大应用范围，利用物理，化学或酶法处理，改变淀粉的天然 性质，增加其某些功能性或引进新的特性，使其更适合于一定 应用的要求。这种经过二次加工改变了性质的产品，统称为变 性淀粉。 二. 变性淀粉的分类 （1）物理变性 （2）化学变性 （3）酶法变性 （4）复合变性 以上根据处理方法的不同分类，另外根据生产工 艺有干法，湿法，有机溶剂法，挤压法，滚筒干燥法 等。 三.变性条件 （1）浓度 （2）温度 （3）PH值 （4）试剂用量 （5）反应介质 （6）产品提纯 （7）干燥 交联淀粉 ™淀粉的醇羟基与具有二元或多元官能团的化 学试剂形成二醚键或二酯键，使两个或两个 以上的淀粉分子之间“架桥”在一起，呈多维 空间网状结构的反映，称为交联反应。参加 此反应的多元官能团称为交联剂。淀粉的交 联产物称为交联淀粉。 ™ 常用交联剂有，环氧氯丙烷，甲醛，三 聚磷酸钠，三氯氧磷，六偏磷酸钠。 一.反应机理 1.酯交联反应 (1)三氯氧磷交联 三氯氧磷在pH10~12的条件下,温度20~30℃ (2)三偏磷酸钠或六偏磷酸钠交联 pH9~12,温度50℃ 左右. 2.醚交联反应 (1)环氧氯丙烷交联 此交联速度慢,选用较高的反应 温度,和碱性来加快反应速度 (2)甲醛 反应在酸性条件下,反应的起始阶段,醛类与 淀粉的醇基形成半缩醛 第二阶段是交联阶段,生成缩醛. 二.交联淀粉的制备工艺条件 一般方法是加交联剂于碱性淀粉乳中,在20~50度起 反应,达到要求的反应程度后,中和,过滤,水洗,干燥, 即得到产品. PH对三聚磷酸钠的交联反应影响很大,PH的降低对 酯化反应有很强的抑制作用,PH=11反应5分钟,粘度 达到最高值,反应两小时即可达到高度交联.PH=8时 需要24小时,达到最高值.反应很长时间也达不到高 度交联的程度. 三.生产实例 1.三偏磷酸钠做交联剂 例一:将180g玉米(水分含量10%)于325ml水混合,其 中溶3.3g三偏磷酸钠,用碳酸钠调PH至10.2,加热淀 粉乳到50度,反应80分钟,中和至PH为6.7,过滤,水洗, 干燥,即得产品.若反应继续进行24小时,则得到高度 交联产品,沸水加热不糊化. 例二:淀粉乳中加入淀粉量0.18%的三偏磷酸钠,在 PH10~12时,进行第一次交联,中和到PH等于5到6.5. 过滤水洗,再加水调成38~42%浓度的淀粉乳,加入 0.5%的NaCl,和0.15%三偏磷酸钠,PH为7.8~8.1,转 鼓加热糊化,在糊化过程中又发生交联反应. 2.甲醛做交联剂 在淀粉乳中加入相当于淀粉量0.077~0.155%的 甲醛或多聚甲醛,调PH1.6~2.0,在38度到40度下反应 3h~6h,达到要求后用碳酸钠中和至PH=7.加氨水或 亚硫酸氢钠,与剩余的甲醛反应,过滤,水洗,干燥. ™例三:制备高交联度的变性淀粉 ™ 玉米淀粉1kg混入1300ml水中,其中溶有33g三偏磷酸钠,30g 碳酸钠,11gNaOH,PH=11.2,50度,搅拌反应24小时,过滤水洗 干燥.所得产品流动性很好,可用作橡胶制品的润滑剂,或外科 手套中用于代替滑石粉. 四.交联淀粉的应用 交联淀粉因其在耐酸,碱,酶,热即剪切方面有较大改 善被广泛用于食品,医药,造纸,纺织等行业. (1)在食品方面的应用 可用作色拉调味汁的增稠剂,罐头食品添加剂,它具有 较好的较高的冷冻稳定性,被用于低温下长时间保存 或反复融化冷冻的食品.食品解冻后仍保持原来的组 织结构.它还被用于冰激凌,罐装汤汁酱,婴儿食品,奶 油食品,布丁等食品中. (2)在纺织工业 可用做合成纤维上浆,纺织品碱性印花,染色等,以满 足对高粘度,无粘连,柔韧性,耐磨性,耐热性,均染性好, 给色量高,洗涤性好等性能要求. (3)在造纸工业 由于交联淀粉在常压受热,颗粒膨胀而不破裂,被湿纸 吸着量多,用于造纸打浆和施胶效果好.抗机械剪切稳 定性高,为瓦楞纸和纸箱等纸包装制品的粘合剂. (4)在医药工业中 用环氧氯丙烷交联的淀粉,可代替滑石粉,用作外科乳 胶手套的润滑剂和赋形剂,具有抗高压,灭菌作用,而 不影响淀粉的组织和被吸收性的特点,有时还可以添 加氧化镁,以保护细粉,增加其润滑性. 此外,交联淀粉还可用于卫生巾,外科用棉塞,尿 布等做吸收剂;用做日化用爽身粉,石油钻井泥浆,干 电池的电解质,印刷油墨等的添加剂,即铸造砂芯,煤 砖,陶瓷等胶粘剂;还可以用作阳离子交换剂,以及重 金属离子鳌合剂. ™以上绝大部分新应用是天然淀粉 所不能满足或不能同时满足得， 综上所述，变性淀粉解决了很多 问题，关于这方面的研究，还会 不断得到发展的！ 参考文献： 《淀粉精细化学品合成及其应用》 主编：苏琼 王彦斌 《变性淀粉制造及其应用》 主编：张燕萍 ™THANK YOU! 变性淀粉的制造与应用 一.什么是变性淀粉？� �天然淀粉的可利用性，取决于淀粉颗粒的结构和淀粉中直链淀粉和支链淀粉的含量。天然淀粉在现代工业中的应用是有限的，大多数的天然淀粉都不具备有效的能被很好利用的性能，为此根据淀粉的结构和理化性质开发了淀粉的变性技术。� 二. 变性淀粉的分类��（1）物理变性�（2）化学变性�（3）酶法变性�（4）复合变性�� 以上根据处理方法的不同分类，另外根据生产工艺有干法，湿法，有机溶剂法，挤压法，滚筒干燥法等。 三.变性条件��（1）浓度�（2）温度�（3）PH值�（4）试剂用量�（5）反应介质�（6）产品提纯�（7）干燥� 2.醚交联反应�(1)环氧氯丙烷交联 此交联速度慢,选用较高的反应温度,和碱性来加快反应速度���� ��(2)甲醛 反应在酸性条件下,反应的起始阶段,醛类与淀粉的醇基形成半缩醛�第二阶段是交联阶段,生成缩醛.����� 二.交联淀粉的制备工艺条件� �一般方法是加交联剂于碱性淀粉乳中,在20~50度起反应,达到要求的反应程度后,中和,过滤,水洗,干燥,即得到产品.� �PH对三聚磷酸钠的交联反应影响很大,PH的降低对酯化反应有很强的抑制作用 三.生产实例�1.三偏磷酸钠做交联剂�例一:将180g玉米(水分含量10%)于325ml水混合,其中溶3.3g三偏磷酸钠,用碳酸钠调PH至10.2,加热淀粉乳到50度,反应80分钟,中和至PH为6.7,过滤,水洗,干燥,即得产品.若反应继续进行24小时 2.甲醛做交联剂� 在淀粉乳中加入相当于淀粉量0.077~0.155%的甲醛或多聚甲醛,调PH1.6~2.0,在38度到40度下反应3h~6h,达到要求后用碳酸钠中和至PH=7.加氨水或亚硫酸氢钠,与剩余的甲醛反应,过滤,水洗,干燥. 四.交联淀粉的应用�交联淀粉因其在耐酸,碱,酶,热即剪切方面有较大改善被广泛用于食品,医药,造纸,纺织等行业.�(1)在食品方面的应用�可用作色拉调味汁的增稠剂,罐头食品添加剂,它具有较好的较高的冷冻稳定性,被用于低温下长时间保存或反复融化冷冻的食品. (3)在造纸工业�由于交联淀粉在常压受热,颗粒膨胀而不破裂,被湿纸吸着量多,用于造纸打浆和施胶效果好.抗机械剪切稳定性高,为瓦楞纸和纸箱等纸包装制品的粘合剂.�(4)在医药工业中�用环氧氯丙烷交联的淀粉,可代替滑石粉,用作外科乳胶手套的润滑剂和赋形 参考文献：��《淀粉精细化学品合成及其应用》�主编：苏琼 王彦斌��《变性淀粉制造及其应用》�主编：张燕萍