次氯酸钠轻度氧化淀粉的性质及交联机理

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1、万方数据第34卷第8期2006年8月华南理工大学学报(自然科学版)JournalofSouthChinaUniversityofTechnology(NaturalScienceEdition)VoI．34No．8August2006文章编号：1000-565X(2006)08—0079-05次氯酸钠轻度氧化淀粉的性质及交联机理木罗发兴扶雄黄强李琳(华南理工大学轻化工研究所，广东广州510640)摘要：研究了木薯和马铃著淀粉经有效氯含量小于1％(质量分数，下同)的次氯酸钠氧化后的理化性质及反应机理．发现氧化淀粉的羰基和羧基含量随

2、次氯酸钠用量的增加而增加，且马铃薯氧化淀粉的羰基和羧基含量均比木薯氧化淀粉高．Brabender粘度仪分析表明，当有效氯含量小于或等于0．3％时，氧化淀粉的峰值粘度和最终粘度都较原淀粉高．红外光谱分析表明：有效氯含量为0．9％时，木薯和马铃薯淀粉在1733cm。1和1714cm。1处产生了吸收峰；而当有效氯含量为0．1％时淀粉在此处的吸收峰有所减弱或消失，在1150cm“附近处的吸收峰有所加强．由此推测淀粉轻度氧化过程中发生了交联反应，此反应为淀粉氧化后的醛基与邻近淀粉分子中的羟基发生交联．关键词：淀粉；氧化；次氯酸钠；交联；机

3、理中图分类号：Q636．1+2；TS236文献标识码：A淀粉经次氯酸钠氧化是工业上生产变性淀粉的重要方法．氧化在造纸、纺织、食品等工业领域中有着广泛的应用¨4J．淀粉的氧化是在控制温度和pH值并加入一定量的氧化剂下完成的．在氧化的过程中，淀粉葡萄糖单元中的羟基首先氧化成羰基，然后继续氧化成羧基，羰基和羧基的含量表示淀粉氧化程度，在氧化过程中同时伴随着淀粉分子的降解．因此氧化淀粉糊在高浓度时具有较低的粘度，且糊的稳定性和透明度高，在应用中具有明显的优势．目前关于淀粉次氯酸钠高剂量氧化的机理已基本成熟，而关于低剂量氧化过程的反应机理

4、则成为该研究领域关注的重点一引．由于薯类淀粉(木薯和马铃薯)较谷类淀粉有较高的透明度和稳定性，且淀粉在轻度氧化后具有特殊的理化性质，因此本研究探讨淀粉氧化改性机理具有重要理论指导意义和应用价值．收稿日期：2005．10．11瘩基金项目：国家自然科学基金重点项目(20436020)；国家农业成果推广项目(03EFN214400195)作者简介：罗发兴(1955一)，男，副教授，主要从事淀粉科学与技术的研究．E．mail：fxluo@scut．edu．cn1材料与方法1．1主要试剂与实验设备主要试剂与实验设备见表1．表1主要试剂与实

5、验设备Table1Mainreagentsandequipmentsfortheexperiment名称规格产地木薯淀粉食用级广东云浮银山淀粉厂马铃薯淀粉食用级宁夏瑞丰马铃薯制品有限公司超级恒温水浴器cS50l型上海实验仪器厂酸度计pH-25型上海虹益仪器厂强力电动搅拌器JB90一D型杭州仪表电机厂电子分析天平d=0．1mg德国Startorius公司Brabender粘度仪Viscograph一“E”德国美最时洋行红外光谱仪SPECTRUM2000美国PerkinElmer公司1．2氧化淀粉的制备将木薯或马铃薯淀粉(6009)

6、用1200mL蒸馏水调成淀粉乳，保持不断搅拌，反应罐置于超级恒温水浴器中，控制温度40℃；以3％(质量分数，下同)的氢氧化钠水溶液控制pH值为9．0，2h内缓慢滴入不同量的次氯酸钠；用碘化钾试纸控制终点，反应结束后加入1．09焦亚硫酸钠，用6％的盐酸调pH值至7．0，过滤，用蒸馏水洗涤两次，低温干燥，粉碎，过万方数据华南理工大学学报(自然科学版)第34卷筛得氧化淀粉．1．3氧化淀粉糊粘度测定测定条件：测量盒扭矩为700cm·g；转子转速为75r／min；升(降)温速率为1．5℃／min．测定步骤：准确称取样品27．609(绝干)

7、，加入一定量的蒸馏水使淀粉乳总质量为460g，混合均匀后移人Brabender粘度仪测量杯中，从30℃开始升温，以1．5。C／min的升温速率升温到95℃后保温30min，再以1．5oC／min的速率冷却到50℃后保温30min，得到一条粘度随时间和温度而连续变化的Brabender粘度曲线¨0

8、．1．4氧化淀粉羧基含量测定取适量样品(不超过5．0009)移入150mL烧杯中，加入25mL0．1mol／L的盐酸，搅拌并放置30min，用中号石英砂玻璃漏斗过滤，然后用蒸馏水洗涤直至洗脱液中无氯离子存在(用0．1mol／L硝酸银检验

9、)．将洗好的样品移入600mL烧杯中，加入300mL蒸馏水，在沸水浴中加热并搅拌30min使之完全糊化；加入酚酞指示剂，趁热用0．1000moL／L的标准氢氧化钠溶液进行滴定，记录所用氢氧化钠的体积．称取相同重量的原淀粉进行空白实验．羧基含量按以下公式计算：羧基