交聯羧甲基糯米淀粉的制備及性質研究

于雷等

摘 要：以糯米淀粉為原料，先以環氧氯丙烷交聯處理，再以氯乙酸進行羧甲基化反應，合成了交聯羧甲基糯米淀粉。確定制備交聯羧甲基糯米淀粉的最佳工藝條件為：糯米淀粉∶NaOH∶氯乙酸用量=1.00∶0.48∶0.44，pH6.5，55℃，4h，合成0.806取代度交聯羧甲基糯米淀粉。交聯羧甲基糯米淀粉的粘度增大，膨脹凝固性、熱穩定性、透明度得到改善。

關鍵詞：糯米淀粉；交聯羧甲基；性質

中圖分類號 TS210 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2015）02-79-04

Abstract：Cross-linking carboxymethyl double modified starch from glutinous rice was prepared by the glutinous rice starch，first crosslinking treatment by epichlorohydrin，and then carboxymethylation reaction by chloroacetic acid. The optimum prepare conditions of double modified starch from glutinous rice were determinate as：starch：NaOH：ClCH2COOH=1.00∶0.48∶0.44（g/g），reaction pH6.5，55℃，4h. The DS was about 0.806 under this condition. Modified starch viscosity increased，swelling coagulation，thermal stability and transparency were improved.

Key words：Glutinous rice starch；Cross-linked Carboxymethyl；Property

淀粉分子是由許多葡萄糖分子以不同聚合度形成的，分子上具有眾多的醇羥基官能團，很多化學試劑能與活性官能團發生反應從而改變淀粉的性能為變性淀粉，其性質優于天然淀粉，用途更廣泛[1]。交聯淀粉糊液的穩定性大大高于天然淀粉，羧甲基淀粉具有增稠、增加透明度、增加穩定性、保水等多種性能。由單一化學試劑改性的單變性淀粉雖然對天然淀粉的某些不足性能進行改進，但是其改性性能仍有缺陷之處，如交聯淀粉溶脹性差、透明度低；羧甲基淀粉不耐酸、不耐鹽等[2]。研究顯示復合變性淀粉兼有2種或多種單一變性淀粉的優良性能，這些產品具有更實際的應用價值[3]。本實驗以支鏈淀粉含量高、粘性大的糯米淀粉為原料，以環氧氯丙烷進行交聯，氯乙酸進行羧甲基化處理，合成了交聯羧甲基糯米淀粉，并對其性質進行了分析研究，為糯米淀粉深加工提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與設備 （1）原料：糯米淀粉：蚌埠市兄弟糧油食品科技有限公司生產；環氧氯丙烷、氯乙酸、HCl、PAN指示劑、硝酸銀均為分析純。（2）主要儀器：增力電動攪拌器：江蘇金壇市金城國勝實驗儀器廠生產；THZ-9A氣浴恒溫震蕩器：上海浦東物理光學儀器廠生產；旋轉黏度計NDJ-4：上海天平儀器廠生產；紅外分光光度計Thermo Nicolet FTIR200：日本分光株式會社生產。

1.2 實驗方法

1.2.1 羧甲基淀粉的制備 采用乙醇作溶劑，按一定的物料比例，將95%乙醇、氫氧化鈉溶液及糯米淀粉分別加入反應器中，充分攪勻后移入恒溫槽，35℃堿化處理1h，加入一氯乙酸和NaOH羧甲基化反應一定時間后冷卻至常溫，加入0.1mol/L鹽酸中和至中性。用95%乙醇堿溶液對獲得的羧甲基淀粉洗滌至無氯離子（2%硝酸銀溶液檢驗），過濾，50℃低溫干燥，粉碎過篩后獲得成品。

1.2.2 交聯-羧甲基淀粉的制備 于500mL三口瓶中加入糯米淀粉25.0g和95%乙醇48mL，裝上溫度計和回流冷凝管，充分攪拌成淀粉乳液。用5%氫氧化鈉溶液調節至pH=11，55℃，加入0.09g環氧氯丙烷反應1h獲得交聯糯米淀粉。交聯糯米淀粉冷卻室溫后，加入一定質量的NaOH反應30min。然后加入一定質量的氯乙酸，一定溫度下反應一定時間，反應完畢后用鹽酸中和。過濾后用95%乙醇洗滌至無氯離子（2%硝酸銀檢驗）。然后在50℃低溫干燥，粉碎后得交聯羧甲基淀粉。取樣在105℃恒重后測定取代度。

1.2.3 測定方法 測定方法主要有：（1）淀粉羧甲基取代度（DS）的測定[4]；（2）淀粉紅外結構表征[4]；（3）淀粉黏度性質測定[5]；（4）淀粉膨脹度和溶解度的測定[5]；（5）淀粉透光率的測定[5]；（6）淀粉耐高溫性能的測定[5]。

2 結果與討論

2.1 交聯-羧甲基糯米淀粉的制備

2.1.1 氯乙酸用量對交聯羧甲基糯米淀粉取代度的影響 在淀粉用量25.0g，反應時間4h，反應溫度55℃，NaOH12.0g，pH6.5，氯乙酸用量對交聯羧甲基糯米淀粉取代度的影響如圖1所示。由圖1可以看出，在氯乙酸用量為11.0g以下時，取代度隨著氯乙酸用量的增加而增加，達到最高取代度0.806時氯乙酸的用量為11.0g，超過11.0g氯乙酸量后取代度隨氯乙酸用量的增加而減少。因此，可以確定11.0g是氯乙酸的最佳用量，此時糯米淀粉∶氯乙酸用量=1∶0.44。

2.2.2 淀粉膨脹度和溶脹度的測定 原淀粉、交聯淀粉、羧甲基淀粉、交聯羧甲基的溶解度及膨脹率的結果如表1所示。由表1可以看出：原淀粉的膨脹度和溶解度高于羧甲基淀粉和交聯淀粉。交聯劑通過交聯淀粉分子降低了淀粉溶解度。而交聯羧甲基淀粉是在交聯淀粉再次引入羧甲基基團而獲得，由于羧甲基的親水性提高淀粉的極性與親水溶解能力，溶解度、膨脹率較交聯的淀粉要高，但還是沒有原淀粉的高[6]。

3 結論

交聯羧甲基糯米淀粉制備適宜條件為糯米淀粉∶NaOH∶氯乙酸用量=1.00∶0.48∶0.44，在55℃、pH6.5下反應4h，合成0.806取代度的交聯羧甲基糯米淀粉。交聯羧甲基糯米淀粉具有了羧甲基淀粉的高的黏度、透明度和溶脹度，同時還具有熱穩定性。紅外衍射光譜結構表征顯示羧甲基淀粉以及交聯羧甲基淀粉確實有羧甲基結合到了淀粉上。

參考文獻

[1]武宗文，崔國土.高取代度羧甲基淀粉性能及應用研究[J].鄭州糧食學院學報，1997，18（3）：81-85.

[2]陳玲，余淑君.羧甲基淀粉糊性質的研究[J].食品與發酵工業，1996（3）：22-28.

[3]鄒新禧.交聯酯化雙重變性淀粉的制造條件與性能研究[J].食品科學，1993（2）：26-29.

[4]楊玉玲，周鳳娟，李新華.交聯-羧甲基復合變性淀粉的制備及性能研究[J].中國糧油學報，2001（6）：47-50.

[5]袁懷波，曹樹青，王步強，等. 交聯-羧甲基木薯淀粉的合成及性質研究[J].中國糧油學報，2007，22（5）：62-66.

[6]楊銘鐸，曲敏，李元瑞.氧化玉米淀粉磷酸值得研究（Ⅱ）—基本性質的探討[J].中國糧油學報，2001，16（5）：50-54.

（責編：張宏民）