模块8 氧化淀粉

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1、模块7氧化淀粉本模块包括五个项目：项目1：次氯酸钠氧化淀粉主要介绍次氯酸钠氧化淀粉的氧化机理；次氯酸钠氧化淀粉的性质，如颗粒特性、糊化温度、热粘度、糊透明度、糊粘合力、流变性及薄膜性能等；次氯酸钠氧化淀粉的生产工艺以及生产工艺条件，如淀粉乳的浓度、反应温度、反应pH值、次氯酸钠用量。项目2：高锰酸钾氧化淀粉主要介绍高锰酸钾氧化淀粉的氧化机理、生产工艺以及生产工艺条件，如KMnO4加入量、H2SO4的加入量、反应温度及淀粉乳浓度。项目3：过氧化氢氧化淀粉主要介绍过氧化氢氧化淀粉的氧化机理（分别在碱性条件下和酸性条件下氧化）、氧化工艺以及工艺条件，简单介绍过氧化氢氧化淀粉的性质及应用领域。

2、项目4：双醛淀粉主要介绍高碘酸氧化反应机理，高碘酸氧化制备双醛淀粉的工艺流程及工艺条件，高碘酸的回收方法以及双醛淀粉的性质和用途。项目5：氧化淀粉的性质及应用主要介绍氧化淀粉的性质以及用途，在造纸、纺织、食品、医药、建筑等行业的广泛应用。项目1次氯酸钠氧化淀粉学习目标终极目标能够根据次氯酸钠氧化淀粉的氧化机理，制备满足需要的次氯酸钠氧化淀粉。促成目标1.制备氧化淀粉的过程中，按照介质要求，所需的氧化剂种类。2.了解次氯酸钠氧化淀粉的概念。3.熟悉次氯酸钠氧化淀粉的特点。4.掌握次氯酸钠氧化淀粉的氧化机理。5.熟练掌握次氯酸钠氧化淀粉的性质。6.熟练掌握次氯酸钠氧化淀粉的制备工艺流程及工

3、艺条件。工作任务任务1-1次氯酸钠氧化淀粉的制取相关知识淀粉在酸、碱、中性介质中都可与氧化剂反应，使淀粉氧化，氧化所得的产品称为氧化淀粉。氧化淀粉具有低粘度，高固体分散性，极小的凝胶化作用等特点。由于在反应过程中淀粉分子链上引入了羰基和羧基，使直链淀粉的凝沉作用降到最低，大大提高了糊液的稳定性、成膜性、粘合性和透明度。由于氧化淀粉具有上述优点，加之制备工艺简单，价格低廉，因此在造纸、纺织等工业中有着广泛的应用。淀粉氧化过程和氧化反应进行的程度主要取决于氧化剂的种类、淀粉的种类、介质的pH值、反应温度和反应时间等。但起决定作用的主要是氧化剂的种类和介质的pH值。除了氧化形成羧基外，淀粉分

4、子的还原端的葡萄糖单体的环状结构容易在C1位上的氧原子处断环，在C1位形成醛基。采用不同的氧化工艺、氧化剂和原淀粉可以制成性能各异的氧化淀粉。氧化淀粉的原料主要是马铃薯、木薯、甘薯和玉米淀粉等。氧化剂的种类很多，一般按氧化反应所要求的介质，所用氧化剂一般分为三类：（1）酸性介质氧化剂：如硝酸、铬酸、高锰酸盐、过氧化氢、卤化物、卤氧酸（次氯酸、氯酸、高碘酸）、过氧化物（过硼酸钠、过硫酸铵、过氧乙酸、过氧脂肪酸）和臭氧等；（2）碱性介质氧化剂：如碱性次卤酸盐、碱性亚氯酸盐、碱性高锰酸盐、碱性过氧化物、碱性过硫酸盐等；（3）中性介质氧化剂：如过氧化物、溴、碘等。氧化剂的主要作用是漂白作用和氧

5、化作用。漂白作用主要是漂白、消毒、除去霉菌和杂质，淀粉没有被氧化，不属于氧化淀粉。制备氧化淀粉最常用、经济效果又好的氧化剂主要是次氯酸钠、过氧化氢和高锰酸钾。氧化终点通常通过测定羧基含量和糊化液粘度判断。羧基含量的分析方法是将氧化淀粉样品浸泡在0.1mol/L的盐酸中，使羧基盐转变成游离酸基，用蒸馏水将置换出来的阳离子和过剩盐酸洗掉，将洗好的样品溶于水中，用0.1000mol/L的标准氢氧化钠溶液滴定，用原淀粉进行空白滴定。由下列公式计算羧基含量（%）：食品工业主要用来制糖果及果冻食品，氧化淀粉制作的糖果质地紧凑，外形柔软，富有弹性，耐咀嚼，不粘纸，高温下不收缩，不起砂，提高了食品的稳

6、定性。另外，羰基含量的分析采用羟胺法。在盐酸羟胺溶液中加入氢氧化钠溶液，产生游离羟胺，与氧化淀粉中的羰基起反应生成肟，用下面的化学方程式表示。再用0.1000mol/L的盐酸滴定剩余的羟胺，用原淀粉样品进行空白滴定。这两个滴定的差为氧化淀粉消耗羟胺量，与羰基的摩尔分数相等，羰基含量的计算公式如下。次氯酸钠氧化生产氧化淀粉是研究最多，最成熟，应用最广泛的一类。次氯酸钠还可溶解淀粉中大部分含氯杂质，使有色物质除去而脱色。长时间处理可减少淀粉中游离脂肪酸的含量，有利于提高产品纯度，改善各方面性能。一、次氯酸钠氧化淀粉的氧化机理在某种条件下，淀粉分子的还原端的葡萄糖环状结构容易在C1位的氧原子

7、处断裂（开环），而在C1位上形成一个醛基，所以，通常认为有三个类型的基团可以被氧化成羧基和羰基，即还原端的醛基和葡萄糖分子中的伯、仲醇羟基。淀粉的氧化反应复杂，曾有不少有关机理研究的报道。用玉米链淀粉和甲基4-O-甲基-D-六环-D-葡萄糖苷，玉米支淀粉，玉米淀粉研究次氯酸钠氧化机理，氧化主要发生在葡萄糖单位C2和C3碳原子仲醇羟基，生成羰基、羧基，环形结构开裂，如下式所示。先氧化成羰基，再氧化成羧基，有两个不同的过程，（Ⅰ）是经过α，α-三羰