微波固相法制备交联—羧甲基玉米淀粉与其性质应用.研究

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1、独创性声明学位论文题目：邀这圄担洼剑叠塞珐=羧里基垂苤这捡丞甚性厦座闰珏窒本人提交的学位论文是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。论文中引用他人已经发表或出版过的研究成果，文中已加了标注。学位论文作者：狄通艿签字日期：2,007年6月；日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解西南大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南大学研究生部可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书，本论文：口不保

2、密，口保密期限至年月止)。学位论文作者签名：嗽运弓导师签名：签字日期：珈1年6月3日签字日期：钎事4jl砷年参月岁日第1章文献综述I——I⋯_II-II．——J--曼曼曼曼葛淀粉是一种天然高分子碳水化合物，广泛存在于植物的种子、茎或块根中，它是仅次于纤维素的具有丰富来源的可再生性资源。它不仅是重要的食品加工原料，也是化工应用中可降解和再生的绿色能源Il】。由于原淀粉的许多固有性质(冷水不溶性，糊液在酸、热、剪切作用下不稳定)限定了淀粉的工业应用，人们根据淀粉的结构和理化性质开发了淀粉的变性技术、即运用物理、化学或酶的方法，对原淀粉进行处理，使淀粉的应用更广泛，效果更突出，并通过应用

3、研究不断开发出新的应用领域。在欧美发达国家，变性淀粉的应用和发展有近200年的历史，而我国仅有20年的发展历程。在一些国家，变性淀粉的生产量占原淀粉的近1／3，而我国不到1脚【2】，因而我国变性淀粉的生产还有较大的发展空间。变性淀粉以原淀粉为原料生产，具有市场前景好、投资少、产品附加值高等特点，又非常符合党中央推出扶持的“三农”相关政策，因而，变性淀粉生产是非常有发展前景和发展空间的。变性淀粉种类繁多，应用也十分广泛，可应用于食品、纺织、造纸、饲料、医药、石油、印染、废水处理、日化等行业，国内外对变性淀粉的研究都非常多。目前，我国的变性淀粉生产企业绝大多数以湿法生产为主，而国外主要

4、以干法生产为主。干法与湿法相比，可避免生产中造成的污染环境的过滤、洗涤、干燥等工序，且具有流程短，能耗低，设备简便等优剧3。。并且，干法生产大大提高了反应效率，可以制备高取代度的变性淀粉，从而拓宽了变性淀粉的应用领域【4洌。我国是个农业大国，其中玉米产量居世界第二位，因而我国具有十分丰富的淀粉资源。近年来，玉米总产量不断增加，为淀粉生产提供了充足的原料，到2007年，我国淀粉产量达到1350万吨，2000年到2007年年均增长17．2％，大力发展淀粉深加工及其转化也为玉米的增值加工利用开拓了更广阔的市场【6J。羧甲基淀粉在食品、医药工业中可替代价格昂贵的羧甲基纤维素和海藻酸钠，使食

5、品、药品的内在质量提高，价格大幅度降低，市场销售潜力巨大。羧甲基淀粉是玉米淀粉深加工产品之一，具有原料来源丰富、价格低廉等优点，市场售价为11000元／吨，而成本仅为7000元／吨左右，附加值很高，经济利益十分可观m。1．1羧甲基淀粉概述1．1．1羧甲基淀粉简介羧甲基淀粉(CarboxymethylStarch)，简称CMS，是一种冷水可溶性阴离子淀粉衍生物，属醚化淀粉，是淀粉在碱性条件下与一氯乙酸作用的产物，羧甲基淀粉通常的产品是其钠盐，化学名为也叫淀粉乙醇酸钠，在日本已指定可作食品添加剂，在德国往往把它叫做超支链淀粉(Ultra-Amylopectin)18】。它是在碱性条件下

6、，淀粉先与氢氧化钠作用生成淀粉氧负离子，再进攻一氯乙酸C．Cl极性键，C—Cl键断裂，发生双分子亲核取代反应，将羧甲基基团引入淀粉分子中，从而具有羧基所同有的鳌合，离子交换，多聚阴离子的絮凝作．}}j等性质；也具有亲水性强、易糊化、透光度高、冻融稳定性好、增稠、粘附性及成膜性等性能。因此在食品、造纸、纺织浆料、洗涤用品、制药、废水处理、电焊条、化妆品、石油钻井、选矿、建材、铸造、皮革等众多领域均有广泛的应用，目前国内产量仅为需求鬣的13％，市场前景广阔。西南人学硕l：学位论文1．1．2羧甲基淀粉的制备方法1．1．2．1反应机理淀粉在碱性条件下被氢氧化钠溶胀，氢氧化钠小分子向淀粉颗粒

7、内部渗透，与淀粉分子葡萄糖残基上C2、C3、C止的羟基反应，生成淀粉钠盐并形成淀粉氧负离子，淀粉氧负离子再进攻一氯乙酸的C—Cl极性键，发生双分子亲核取代反应(醚化反应)，在碱性条件下导致C--CI键断裂，并将羧甲基基团引入到淀粉分子中，从而生成羧甲基淀粉。碱处理过程中，氢氧化钠与淀粉中羟基形成的活性中心越多，一氯乙酸利用率越高，羧甲基淀粉取代取代度越高，其主体反应式如下【9，10l：CICll，CnO}INaOl!图1-1淀粉羧甲基化反应示意图Fig．1-1Reac