淀粉硫酸酯的合成与其反应条件优化

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1、雨研土拿⑩硕士学位论文崔大鹏图l-2支链淀粉的结构在天然淀粉中，直链淀粉和支链淀粉的含量并不相同，这取决于淀粉的来源。大多数普通玉米和小麦淀粉约含28％左右的直链淀粉，而马铃薯及木薯等薯类淀粉的直链淀粉含量约为18％左右。某些遗传变性的作物，如黏玉米、黏高粱和糯性玉米等，其淀粉不含直链淀粉成分，完全由支链淀粉组成。目前，自然界中尚未发现完全由直链淀粉构成的植物品种。1．2原淀粉的性质及其变性处理直链淀粉和支链淀粉在结构上的差异使得它们在性能方面有着显著的差别。特别是在水溶性方面，直链淀粉溶解于热水，但冷却以后，分子间以氢键结合发生凝沉(老化)。由于氢键力的

2、积累，这种结合很强，类似于纤维素分子的聚集，使老化的直链淀粉很难溶于水，常常需要高温高压才能溶解。而支链淀粉分散于水中后，被水溶剂化，当温度降低后与水形成氢键，由于支链的空间阻碍互相不易靠近，因此支链淀粉不易聚沉，有较好的稳定性。不过，天然原淀粉及其悬浮液加热时所形成的胶体溶液的物理性能限制了它在许多商业上的应用。其缺点主要包括以下几个方面：(a)缺乏流动性或淀粉颗粒斥水性；(b)冷水中的不溶性、不膨胀性及黏度的不扩展性；∥吣蔺爿土亭i8缈硕士学位论文崔人鹏(c)烧煮后黏度过高或不易控制；(d)烧煮后形成胶黏体或类似橡胶体；(e)在剪Il；JJJ作用下或在

3、较低pH的环境中，随着烧煮时间的延长对破坏更敏感；(D淀粉溶液缺乏透明性，冷却时有变浑浊及形成凝胶的倾向【7】。为了克服天然原淀粉的缺点，改善天然淀粉的性能以及扩大其在工业中的应用范围，目前的研究纷纷将其重点转移到淀粉的可转化利用方面，其中最重要的一个方面就是淀粉的变性研究。从广义上讲，凡是改变天然原淀粉的化学、物理性能的任何产品都可认为是变性过的。因此，利用物理、化学或酶法处理天然淀粉，增加淀粉的某些功能性或者引进新的特性，使其更适合于一些应用的要求，所得的产品就称为变性淀粉。根据对淀粉处理方式的不同，将变性淀粉分为以下四类：(a)物理变性：热转化淀粉、

4、预糊化(a-化)淀粉、丫射线超高频处理淀粉、机械研磨处理淀粉等。(b)化学变性：用各种化学试剂处理得到的变性淀粉。其中有两大类：一类是使淀粉分子量下降，如酸解淀粉、氧化淀粉、焙烤糊精等；另一类是使淀粉分子量增加，如交联淀粉、酯化淀粉、醚化淀粉、接枝淀粉等。(c)酶法变性：各种酶处理淀粉。如a、p、—r环状糊精、麦芽糊精、直链淀粉等。(d)复合变性：采用以上两种处理方法得到的变性淀粉。如：氧化交联淀粉、交联酯化淀粉等。采用复合变性得到的变性淀粉具有两种变性淀粉的各自优点。2变性淀粉国外研究、生产及应用概况天然淀粉仅仅是各类淀粉植物的初级产品，为了进一步提高其

5、经济效益，需要对淀粉进行深加工处理。这不但提高了淀粉产品的附加值，也使资源得到更合理的利用。在国外，关于淀粉深加工的研究、生产及应用进行的相当完善。欧盟淀粉年产量目前为400多万吨，其变性淀粉的产品种类有数百种，如荷兰的艾维贝4萄研幺害逛岁硕士学位论文崔犬鹏公司就可同时生产200多种产品，而美、日等国的变性淀粉产量更占其淀粉总产量的20％～30％，仅美国的斯泰利公司就有400多种产品。据统计，目前在世界上用于商业生产及应用的变性淀粉一共包括20多个门类2000多种产品。开发新的变性淀粉的种类，使其性能更加优良、用途更为广泛，并适用于工业化生产，是目前世界上

6、对淀粉进行研究的主要方向。2．1淀粉的物理变性淀粉经物理变性可得到热转化淀粉、预糊化淀粉等。淀粉经热转化作用可制得热解糊精。早在1804年，RoardIs]就报导用加热干淀粉的方法生产糊精。此后Biot和Pexsoz将马铃薯淀粉在稀硫酸存在的环境中进行加热，再用乙醇沉淀水解产物，得到冷水可溶的、与碘相遇呈红色的产品。由于其水溶液旋光性的方向，将其命名为“糊精”(dextrine)[91。自此之后，这种热解糊精的技术逐步得以发展，在十九世纪七十年代得到了大量的商业应用。由于热解糊精具有优良的黏性，所以其可作为很好的胶黏剂，用途广泛，如纸张的施胶剂、纺织品的上

7、浆剂、油墨的配制以及阿拉伯树胶的代用品等。但是，自二十世纪四十年代末到五十年代初，在黏合剂的应用领域中，由于合成树脂及变性糯玉米淀粉更为优良的性能，热解糊精逐渐被取代。不过直到今天，在其它应用方面(如药物的赋形剂)热解糊精仍然占有重要地位。在淀粉使用前，预先将淀粉糊化、干燥、磨细、过筛即制得预糊化淀粉，也叫做a．淀粉。而上述几个工序称为淀粉的预糊化或a化。预糊化淀粉在使用时可直接用冷水调成淀粉糊，但其增稠性和凝胶性有所下降。由于其使用的方便，预糊化淀粉已在国外的食品、医药、化工、水产饲料、石油钻探、铸造、纺织、造纸等许多领域广泛应用。此外，近些年来，高能辐

8、射淀粉、喷雾淀粉、再烘燥淀粉、挤压淀粉及混合淀粉等较为新型的物理变