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交联羟丙基羧甲基淀粉的制备、性质与应用研究

作　者: 郭庆兴
导　师: 童群义
学　校: 江南大学
专　业: 制糖工程
关键词: 交联羟丙基羧甲基化制备性质
分类号: TS236.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

在本研究中，以木薯淀粉（TS）为原料，通过对原淀粉进行交联、羟丙基化、羧甲基化三元变性制备交联羟丙基羧甲基复合变性淀粉（CHMS）。文中研究了交联羟丙基淀粉（CL-HPS）羧甲基化的制备工艺，对交联羟丙基羧甲基淀粉（CHMS）的性质进行了测定，对其淀粉颗粒的结构进行了表征，并研究了该复合变性淀粉在番茄酱中的应用。首先，依次对木薯淀粉进行了交联、羟丙基化处理，得到了CL-HPS，通过单因素实验研究了乙醇体积分数、NaOH和氯乙酸用量、反应温度、反应时间对CL-HPS羧甲基化反应的影响，并从增加粘度的角度由单因素实验得到了制备交联羟丙基羧甲基木薯淀粉的最优条件：乙醇体积分数为92%（v/v）、NaOH﹕AGU（摩尔比）控制在1.6﹕1、氯乙酸﹕AGU（摩尔比）控制在0.8﹕1、反应温度为55℃、反应时间为2.5h。其次，对CHMS的白度、粘度、耐盐性、透明度、冻融稳定性等性质进行测定。交联羟丙基木薯淀粉经过羧甲基化变性以后，几类性质得到了改善：淀粉糊液粘度升高，糊透光率升高，冻融稳定性、耐盐性也得到改善。对CHMS的流变性质进行了分析，得到三种变性处理对其流变性质的影响结果如下：在其他条件相同的情况下，随着交联度的升高，稠度系数K先增大后降低；随着羟丙基摩尔取代度的升高，稠度系数K一直增大；随着羧甲基取代度的增加，稠度系数K迅速增大。三种变性处理对糊丝长度的影响：轻度的交联可以增加糊丝的长度，交联度再升高则会减小糊丝的长度；羟丙基取代对淀粉糊丝长度的影响不明显；而羧甲基基团的接入可以大幅增加淀粉糊丝的长度。再次，应用红外光谱仪（IR）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）和偏光显微镜对CHMS的结构进行了表征。红外光谱图表明：在1611cm^-1、1452cm^-1处出现了-COO-的对称与不对称特征吸收峰，证实淀粉分子确实接上了羧甲基基团；XRD结果表明交联羟丙基淀粉经过羧甲基化处理以后，相对结晶度由33.67%降低到22.32%，证明淀粉颗粒的结晶区受到了破坏；SEM结果显示交联羟丙基羧甲基淀粉仍保持颗粒状态，但表面已经变得很粗糙，颗粒条纹破损增大，很多颗粒表面凹陷成小洞甚至爆裂状，这些变化表明羧甲基化反应不仅对淀粉颗粒的表面造成了破坏，也对淀粉颗粒内部的结构造成了破坏；偏光显微镜下的结果显示颗粒的偏光十字变弱甚至消失，说明羧甲基取代反应已经对淀粉颗粒的结晶区造成了破坏。最后，研究了CHMS在番茄酱中的应用，通过对添加增稠剂后的番茄酱样品的感官评定、流变学性质和质构特性的分析，证明此复合变性淀粉的应用效果已经得到了较大的提升。说明此复合变性方法是提高木薯淀粉应用价值的一种有效手段。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-9
1 前言  9-15
  1.1 变性淀粉  9-11
    1.1.1 交联羟丙基淀粉  9-10
    1.1.2 羧甲基淀粉  10-11
  1.2 复合变性淀粉的研究进展  11-13
    1.2.1 双变性淀粉的研究进展  12-13
    1.2.2 交联羟丙基羧甲基淀粉的研究进展  13
  1.3 本课题的立题依据与意义  13-14
  1.4 本课题主要研究内容  14-15
2 实验材料与方法  15-24
  2.1 实验材料  15
  2.2 实验仪器  15
  2.3 实验方法  15-24
    2.3.1 交联淀粉和交联羟丙基淀粉的制备  15-16
    2.3.2 交联羟丙基淀粉的羧甲基化工艺的研究  16-17
    2.3.3 变性淀粉取代度的测定  17-18
    2.3.4 交联羟丙基羧甲基淀粉基本性质的测定  18-19
    2.3.5 交联羟丙基羧甲基淀粉流变性质的测定  19-21
    2.3.6 表征交联羟丙基羧甲基淀粉的结构  21-22
    2.3.7 交联羟丙基羧甲基淀粉在番茄酱中的应用  22-24
3 实验结果与讨论  24-49
  3.1 交联淀粉和交联羟丙基淀粉样品的制备结果  24
  3.2 工艺条件对交联羟丙基淀粉羧甲基化的影响  24-29
    3.2.1 乙醇体积分数对羧甲基化反应的影响  24-25
    3.2.2 NaOH 用量对羧甲基化反应的影响  25-26
    3.2.3 氯乙酸用量对羧甲基化反应的影响  26
    3.2.4 反应时间对羧甲基化反应  26-27
    3.2.5 反应温度对羧甲基化反应的影响  27-28
    3.2.6 交联程度对羟丙基化的影响  28
    3.2.7 交联程度对羧甲基化的影响  28-29
    3.2.8 羟丙基取代度对羧甲基化的影响  29
  3.3 交联羟丙基羧甲基淀粉基本性质的分析  29-33
    3.3.1 不同淀粉的白度  29-30
    3.3.2 不同淀粉的热黏度与冷黏度  30-31
    3.3.3 不同淀粉的糊透明度  31-32
    3.3.4 不同淀粉的耐盐性  32
    3.3.5 不同淀粉的冻融稳定性  32-33
  3.4 交联羟丙基羧甲基淀粉流变性质的分析  33-37
    3.4.1 流变性质的分析  33-36
    3.4.2 不同变性对糊丝长度的影响  36-37
  3.5 交联羟丙基羧甲基淀粉的结构表征  37-44
    3.5.1 红外光谱图分析  37-38
    3.5.2 X-射线衍射分析  38-39
    3.5.3 扫描电镜分析  39-42
    3.5.4 偏光显微镜分析  42-44
  3.6 番茄酱中的应用评价  44-49
    3.6.1 番茄酱的感官评定  44-45
    3.6.2 番茄酱的稳态流变学性质  45-46
    3.6.3 番茄酱粘度稳定性分析  46-47
    3.6.4 番茄酱的全质构分析  47-49
主要结论与展望  49-50
  主要结论  49
  展望  49-50
致谢  50-51
参考文献  51-56
附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文  56

交联羟丙基羧甲基淀粉的制备、性质与应用研究

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