辛烯基琥珀酸鋁淀粉制備工藝研究

裴紹林，陳景鑫

辛烯基琥珀酸鋁淀粉制備工藝研究

裴紹林1，陳景鑫2

（1.北大荒黑土薯業有限公司，黑龍江齊齊哈爾161005；2.齊齊哈爾工程學院，黑龍江齊齊哈爾161005）

闡述了玉米辛烯基琥珀酸鋁淀粉制備工藝過程，以辛烯基琥珀酸酐添加量、反應溫度、反應時間、反應pH值進行單因素試驗，得出最佳制備工藝為辛烯基琥珀酸酐添加量2%，反應溫度30℃，反應時間3 h，反應pH值8.5，交聯反應時間4 h，產品取代度0.019。

辛烯基琥珀酸酐；硫酸鋁；取代度；疏水性

辛烯基琥珀酸鋁淀粉，俗稱“純膠”，是一類淀粉糖酯類的產品，是新型的乳化劑和增稠劑。在化妝品中，可作為膠合劑、懸浮劑、增稠劑和乳化劑，用于粉類化妝品中，能增加美感、黏附能力和潤滑性[1-2]。辛烯基琥珀酸鋁淀粉因為可帶來滑爽、絲絨般的感覺，被用于各種粉類產品中，在爽身粉中以淀粉為基底的產品可用其作為滑石粉的替代品，吸收濕氣而防止結塊[3-5]。在止汗產品中，辛烯基琥珀酸鋁淀粉可提高止汗棒潔白的視覺效果，而使用時不會在皮膚上有泛白的效果；在彩妝產品中，辛烯基琥珀酸鋁淀粉可用于液體或粉狀的彩妝產品中改善配方的美觀性和吸收皮膚過剩的油脂；在含水或無水的護膚產品中，辛烯基琥珀酸鋁淀粉可減少配方的油膩感，賦予皮膚柔軟、干爽和啞光的效果。防曬產品也可以加入辛烯基琥珀酸鋁淀粉，用于改善產品膚感，減輕防曬劑帶來的油膩感，改善防曬產品在涂抹時的泛白。

1 試驗材料與方法

1.1 主要原料與試劑

黃龍玉米淀粉、辛烯基琥珀酸酐、硫酸鋁、鹽酸、氫氧化鈉、95%乙醇溶液、2mol/L的鹽酸溶液、0.1mol/L的氫氧化鈉溶液、1%酚酞溶液。

1.2 儀器設備

DHG-9055A型電熱恒溫鼓風干燥箱、SHB-IV型雙循環水式多用真空泵、攪拌機、恒溫水浴箱、反應容器、pH計、溫度計、恒壓分液漏斗、分析天平、布氏漏斗、抽濾瓶、Brabender黏度儀。

1.3 制備工藝

玉米淀粉用純凈水配置成質量分數40%的淀粉乳，用質量分數為3%氫氧化鈉溶液調淀粉乳pH值至9.0，在一定溫度下滴加辛烯基琥珀酸酐，保持反應體系pH值，酯化反應計時開始。酯化反應結束后加入硫酸鋁，保持反應體系pH值8.0~9.0，交聯反應計時開始。交聯反應結束后，用質量分數為10%的鹽酸溶液調淀粉乳pH值至5.5，將淀粉乳洗滌抽濾，于45℃下干燥，得到辛烯基琥珀酸鋁淀粉。

1.4 辛烯基琥珀酸基團的測定

稱1.00 g樣品（干基）置于100 mL燒杯中，加入95%乙醇10 mL，在磁力攪拌器上攪拌10 min，加2mol/L鹽酸10mL和95%乙醇20mL酸化30min。將樣品倒入布氏漏斗抽濾，用75%乙醇洗滌至無Cl-（用1%AgNO3溶液檢驗）。加100 mL蒸餾水于250 mL燒杯中，沸水浴15min，加5滴酚酞，趁熱用標定好的0.1 mol/L NaOH滴定至粉紅色，30 s內不褪色，記錄消耗的0.1 mol/L NaOH體積。按公式DS=0.162A/（1-0.210A）計算，其中A為每1 g辛烯基琥珀酸淀粉酯消耗0.1mol/LNaOH標準溶液的量，單位是mmol。

1.5 黏度測定

測定儀器：Brabender黏度儀。

2 結果與討論

2.1 辛烯基琥珀酸酐添加量對取代度的影響

辛烯基琥珀酸酐添加量與取代度的關系見圖1。

圖1 辛烯基琥珀酸酐添加量與取代度的關系

在淀粉乳質量分數40%，反應溫度35℃，反應時間4 h，反應pH值8.5的條件下，隨著辛烯基琥珀酸酐添加量增加，取代度也隨之增加，因此在符合國家標準允許的添加量范圍下，辛烯基琥珀酸酐添加量2%時，產品取代度最高。

2.2 反應溫度對取代度的影響

反應溫度與取代度的關系見圖2。

圖2 反應溫度與取代度的關系

在淀粉乳質量分數40%，辛烯基琥珀酸酐添加量2%，反應時間4 h，反應pH值8.5的條件下，反應溫度在30℃時，產物取代度最高；當反應溫度超過30℃，取代度逐漸減小。反應溫度過高加速了酯鍵水解反應，導致取代度降低，因而最佳反應溫度為30℃。

2.3 反應時間對取代度的影響

反應時間與取代度的關系見圖3。

圖3 反應時間與取代度的關系

在淀粉乳質量分數40%，辛烯基琥珀酸酐添加量2%，反應溫度30℃，反應pH值8.5的條件下，反應時間2~3 h時，產物取代度增加迅速，反應3 h的產物取代度最高；當反應時間超過3 h，取代度逐漸減小。因為存在酯鍵水解反應，導致取代度降低，因而最佳反應時間為3 h。

2.4 反應pH值對取代度的影響

反應pH值與取代度的關系見圖4。

圖4 反應pH值與取代度的關系

在淀粉乳質量分數40%，辛烯基琥珀酸酐添加量2%，反應時間3 h，反應溫度30℃的條件下，反應pH值8.5的產物取代度最高，隨著反應pH值逐漸升高，產物取代度逐漸降低，因為反應pH值過高加速酯鍵水解反應，導致取代度降低，因而最佳反應pH值為8.5。

2.5 交聯反應時間對疏水性的影響

交聯反應時間與疏水性的關系見圖5。

圖5 交聯反應時間與疏水性的關系

對不同交聯反應時間的產品進行疏水性試驗，由圖5可知，交聯反應4 h的產物，疏水試驗中，水分含量增加的百分比最低，即疏水性最好，降低交聯反應時間和延長交聯反應時間均影響產品疏水性，因而最佳交聯反應時間為4 h。

2.6 辛烯基琥珀酸鋁淀粉Brabender黏度曲線產品Brabender黏度曲線見圖6。

圖6 產品Brabender黏度曲線

從Brabender黏度曲線圖可知，辛烯基琥珀酸酐酯化反應提高了產品的峰值黏度，降低了初始糊化溫度，改善了原淀粉凝沉性、增稠性，產品具有良好的乳化性。

3 結論

通過試驗得出，變性淀粉制備最佳工藝條件為淀粉乳質量分數40%，辛烯基琥珀酸酐添加量2%，反應溫度30℃，反應時間3 h，反應pH值8.5，交聯反應時間4 h，制備出高取代度0.019，疏水性好的辛烯基琥珀酸鋁淀粉。

[1]張友松.變性淀粉生產與應用手冊[M].北京：中國輕工業出版社，2007：73-80.

[2]張燕萍.變性淀粉制造與應用[M].北京：化學工業出版社，2007：159-200.

[3]惠斯特勒.淀粉的化學與工藝學[M].北京：中國食品工業出版社，1987：52-60.

[4]Khali.Some studieson starch carbamide[J].Starch，1994，46（2）：312-316.

[5]張力田.變性淀粉[M].廣州：華南理工大學出版社，1999：82-90.◇

Study on Preparation Process of Starch Aluminum Octenyl Succinate Anhydrate

PEIShaolin1，CHEN Jingxin2
（1.Beidahuang Heitu Potato Industry Co.，Ltd.，Qiqihaer，Heilongjiang 161005，China；2.Qiqihaer Engineering College，Qiqihaer，Heilongjiang 161005，China）

This paper expounds the preparation process of corn starch aluminum octenyl succinate anhydrate.And the experiments are conducted by single factors，including the additive amountofoctenyl succinic anhydride，reaction temperature，reaction time and reaction pH.By doing these experiments，the optimal craft process is as follow，the additive amount of octenyl succinic anhydride of 2%，reaction temperature of 30℃，reaction time of 3 hours，and reaction pH of 8.5，crosslinking reaction time of 4 hours，product substitution degree of 0.019.

octenyl succinate anhydrate；aluminum sulfate；substitution degree；hydrophobic

TQ236.9

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.06.035

1671-9646（2017）06b-0021-02

2017-05-23

裴紹林（1984—），男，本科，中級工程師，研究方向為變性淀粉。