超声波二氧化氯法制备木薯氧化淀粉的研究

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1、超声波二氧化氯法制备木薯氧化淀粉的研究潘瑞坚1杨莹2黄丽婕2,作者简介：潘瑞坚（1958—），男，硕士，高级经济师，主要研究方向：淀粉化工，E-mail：Pan5360@126.com.*通讯联系人：黄丽婕（1983—），女，博士，副研究员，主要研究方向：可再生资源利用与环境保护，E-mail：jiely165@gxu.edu.cn.基金项目：广西大学科研基金项目（XBZ120161）(1.广西农垦明阳生化集团股份有限公司，广西南宁530226；2.广西大学轻工与食品工程学院，广西南宁530004）摘要：以木薯淀粉为原料，二氧化氯溶液为氧化剂，在超声波条件下制备木薯氧化淀粉。通过单因素实

2、验，研究反应温度、反应时间、超声波功率、ClO2与淀粉的质量比对氧化淀粉羧基含量的影响。结果表明，超声波制备木薯氧化淀粉工艺条件为：反应温度为50℃、反应时间为60min、超声波功率为350W、ClO2与淀粉的质量比为0.0007。关键词：木薯淀粉，二氧化氯，超声波，羧基，氧化PreparationofCassavaOxidizedStarchbyultrasoundandchlorinedioxideprocessPANRui-jian1YANGYing2HUANGLi-jie2，*(1.GuangxiStateFarmsMingyangBiochemicalGroup,INC.,Na

3、nning530226;2.LightIndustryandFoodEngineeringofGuangxiUniversity,Nanning530004)Abstract:Cassavaoxidizedstarchwaspreparedbyultrasound,withcassavastarchasrawmaterials,chlorinedioxideasoxidant.Throughsinglefactorexperiments,theeffectsofreactiontemperature,reactiontime,ultrasonicpower,massratioofClO2

4、andstarchonthecarboxylcontentwereinvestigated.Theresultsshowedthattheprocessconditionofcassavaoxidizedstarchwithultrasonicwas:reactiontemperatureof50℃,reactiontimeof60min,ultrasonicpowerof350W,massratioofClO2andstarchwas0.0007.Keywords:cassavastarch;chlorinedioxide;ultrasound;carboxyl;oxidize氧化淀粉

5、是淀粉在酸、碱、中性介质中与氧化剂作用氧化所得的产品。氧化淀粉具有低黏度，高固体分散性，极小的凝胶化作用等特点，是目前用量最多的变性淀粉之一，广泛用于造纸、食品、纺织、医药等众多现代工业[1,2]。用于淀粉氧化变性的氧化剂种类较多，用于制备氧化淀粉的氧化剂主要有：双氧水、次氯酸钠、高锰酸钾、高碘酸等，其中次氯酸钠是应用最广泛的氧化剂。但是次氯酸钠氧化淀粉，生产成本高，产品质量不易控制、氧化程度低及对周边环境造成污染等缺点[3,4]。二氧化氯（ClO2）的氧化能力是氯气的2.6倍，是次氯酸钠的2.8倍，pH在3.0-8.0之间低浓度的ClO2具有高效能，二氧化氯具有适用面广、使用剂量少、反

6、应速度快以及反应产物无毒，对人体无刺激等优点[5,6]。以ClO2为氧化剂制备食用木薯氧化淀粉，保证了氧化淀粉用于食品的安全性、高效性和产品质量的稳定性。由于反应效率高，ClO2用量相对减少，反应结束时，反应液中的ClO2残留量低，不仅使还原剂用量相对减少，而且节约了洗涤用水量，降低了生产成本，降低污染物排放及污染物处理费用，有利于环境保护。通常所指超声波，频率范围在2×104~109Hz，与普通声波相比，超声波因其波长短、频率高而具有束射性强和易通过聚焦集中能量特点，传播方向性强，是淀粉改性的一种新型物理方法。超声波可产生机械效应、热效应和空化效应。空化效应是声化学反应主动力，通过超声

7、波的空化作用，可以引起在液体培养基中溶质的化学、功用和物理性能的剧烈变化。超声波能改变淀粉颗粒及结晶区的超分子结构，减少淀粉结晶区，提高淀粉的化学反应性能，优化产物性能，增加产物产量，提高原料利用率，具有很好的工业应用前景[7-10]。本实验以木薯淀粉为原料，二氧化氯为氧化剂，在超声波条件下制备木薯氧化淀粉。通过单因素实验，研究各工艺参数对氧化淀粉羧基含量的影响，以期为以二氧化氯为氧化剂，在超声条件下制备氧化淀粉产品提供实验依据。6