辛烯基琥珀酸馬鈴薯淀粉酯的制備

摘 要 本文以馬鈴薯原淀粉為原料，以辛烯基琥珀酸酐為酯化劑制備辛烯基琥珀酸馬鈴薯淀粉酯，探討了辛烯基琥珀酸酐的稀釋倍數(shù)、反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)溫度影響因素對(duì)辛烯基琥珀酸馬鈴薯淀粉酯取代度的影響，確定最適反應(yīng)條件。

關(guān)鍵詞 馬鈴薯淀粉 辛烯基琥珀酸酐 酯化

辛烯基琥珀酸淀粉酯的商品名為純膠，又稱辛烯基琥珀酸淀粉鈉、辛烯基琥珀酸酯化淀粉、辛烯基丁二酸酯化淀粉。它是由淀粉或其衍生物與辛烯基琥珀酸酐（簡(jiǎn)稱OSA）在堿性條件下生成的酯化產(chǎn)品。淀粉經(jīng)過(guò)辛烯基琥珀酸酐酯化后，會(huì)導(dǎo)致粘度升高和糊化溫度降低。由于辛烯基琥珀酸淀粉酯既含有親水基團(tuán)，又含有疏水基團(tuán)，它是一種安全性高的乳化增稠劑。可以應(yīng)用在碳酸飲料、色拉油調(diào)味品、微膠囊壁材中，在醫(yī)藥中可以作為藥片的基質(zhì)載體，賦予藥片良好的冷水可分散性。

一、材料與方法

（一）實(shí)驗(yàn)材料

馬鈴薯淀粉：本公司生產(chǎn)

辛烯基琥珀酸酐、鹽酸、氫氧化鈉、無(wú)水乙醇、異丙醇：市售

（二）實(shí)驗(yàn)設(shè)備

IKA-RW20攪拌器、梅特勒pH/電導(dǎo)率/離子綜合測(cè)定儀、MB-45

快速水分測(cè)定儀、V-型布拉班德粘度儀、水循環(huán)真空泵、粉碎機(jī)、恒溫干燥箱、電子天平、恒溫磁力攪拌器

（三）試驗(yàn)方法

1、辛烯基琥珀酸馬鈴薯淀粉酯的制備

將馬鈴薯淀粉配制成一定濃度的淀粉乳，用攪拌器控制反應(yīng)溫度和攪拌速度，將淀粉乳調(diào)至所需pH值，然后滴加用無(wú)水乙醇稀釋過(guò)的OSA，用2.8%的氫氧化鈉溶液維持體系在一定的pH值。反應(yīng)結(jié)束后，用2mol/L的鹽酸溶液將體系pH調(diào)至6.5左右，真空抽濾、脫水、洗滌、干燥， 即得到辛烯基琥珀酸馬鈴薯淀粉酯。

2、樣品取代度的測(cè)定

準(zhǔn)確稱取2.00g樣品置于燒杯中，用10mL90%的異丙醇潤(rùn)濕，攪拌10min，加入15mL濃度為2.5mol/L的鹽酸-異丙醇溶液，磁力攪拌30min，然后加入50mL90%的異丙醇溶液，繼續(xù)攪拌10min。樣品抽濾，用90%的異丙醇洗滌至無(wú)氯離子。再將樣品移入500mL的燒杯中，加蒸餾水至300mL，沸水浴20min，加2滴酚酞，趁熱用0.1mol/L的氫氧化鈉滴定至粉紅色，通過(guò)公式計(jì)算取代度。

3、OSA稀釋倍數(shù)對(duì)酯化反應(yīng)的影響

OSA用無(wú)水乙醇分別稀釋0、2、4、6、8倍，其它反應(yīng)條件為：淀粉乳濃度30%、溫度30℃、pH8.6、OSA加入量3%，反應(yīng)時(shí)間為3h，測(cè)定成品的取代度。

4、反應(yīng)時(shí)間對(duì)酯化反應(yīng)的影響

反應(yīng)時(shí)間分別為2、3、4、5、6h，其它反應(yīng)條件為：淀粉乳濃度30%、溫度30℃、pH8.6、OSA加入量3%、用無(wú)水乙醇稀釋4倍，測(cè)定成品的取代度。

5、反應(yīng)溫度對(duì)酯化反應(yīng)的影響

反應(yīng)溫度分別為15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃，其它反應(yīng)條件為：淀粉乳濃度30%、pH8.6、OSA加入量3%、用無(wú)水乙醇稀釋4倍、反應(yīng)時(shí)間3h，測(cè)定成品的取代度。

二、結(jié)果與討論

（一）OSA稀釋倍數(shù)對(duì)酯化反應(yīng)的影響

OSA稀釋倍數(shù)與樣品取代度的關(guān)系見(jiàn)圖1。由于OSA不溶于水，在水相體系中反應(yīng)時(shí)，需要使用無(wú)水乙醇讓OSA在體系中分布均勻，由圖1可知，隨著稀釋倍數(shù)的增加，OSA在體系中分布得越均勻，反應(yīng)效率越高，取代度增加，但是稀釋倍數(shù)過(guò)高時(shí)，對(duì)反應(yīng)是不利的，因此最佳稀釋倍數(shù)控制在4倍左右。

圖1 OSA稀釋倍數(shù)與樣品取代度的關(guān)系

（二）反應(yīng)時(shí)間對(duì)酯化反應(yīng)的影響

反應(yīng)時(shí)間與樣品取代度的關(guān)系見(jiàn)圖2。由圖2可知，反應(yīng)開始階段隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，酯化反應(yīng)的取代度增加，酯化反應(yīng)占據(jù)主導(dǎo)地位，到3h左右取代度增加到最大。再延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間，酯化反應(yīng)取代度開始下降，可能是水解反應(yīng)等副反應(yīng)在起主導(dǎo)作用，因此最佳反應(yīng)時(shí)間在3h左右。

圖2 反應(yīng)時(shí)間與樣品取代度的關(guān)系

（三）反應(yīng)溫度對(duì)酯化反應(yīng)的影響

反應(yīng)溫度與樣品取代度的關(guān)系見(jiàn)圖3。由圖3可知，隨著反應(yīng)溫度的升高，樣品的取代度成上升趨勢(shì)，溫度在30℃時(shí)，酯化反應(yīng)取代度最大，可能是提高溫度有利于OSA在水中的溶解性，增加OSA在水中的擴(kuò)散能力，有利于酯化反應(yīng)的進(jìn)行。反應(yīng)溫度繼續(xù)升高可能是水解等副反應(yīng)開始占主導(dǎo)地位，取代度下降，因此反應(yīng)溫度在30℃時(shí)最適合。

圖3 反應(yīng)溫度與樣品取代度的關(guān)系

三、結(jié)論

通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)可以得出，辛烯基琥珀酸馬鈴薯淀粉酯的最適反應(yīng)條件是淀粉乳濃度30%、反應(yīng)溫度30℃、反應(yīng)時(shí)間3h、pH8.6、OSA用無(wú)水乙醇稀釋4倍。

（作者單位：北大荒斯達(dá)奇生物科技有限公司）