專利名稱：：一種制備辛烯基琥珀酸淀粉酯的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于變性淀粉
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及非晶顆粒態(tài)預(yù)處理結(jié)合微波法、干法、溶劑法的部分工藝制備辛烯基琥珀酸淀粉酯的方法。
背景技術(shù)：
：隨著工業(yè)和科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，在眾多淀粉產(chǎn)品中，變性淀粉占有非常重要的地位，是拓寬淀粉應(yīng)用的主要途徑。變性淀粉是指利用物理、化學(xué)或者生物酶制劑方法，通過分子切斷，重排或在淀粉分子中引入官能團(tuán)，加強(qiáng)原淀粉的某些品質(zhì)或者引進(jìn)原淀粉所不具備的一些特征，以適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)對(duì)淀粉品質(zhì)提出的更高要求而制備的淀粉衍生物。變性淀粉作為綠色生物基材，可以代替石油化工產(chǎn)品，已被廣泛應(yīng)用在食品、紡織、造紙、醫(yī)藥、建材、農(nóng)林、飼料、化工等行業(yè)。辛烯基琥珀酸淀粉酯(StarchSodiumOctenylSuccini,SSOS)的商品名為純膠，是酯化淀粉的一種，由于同時(shí)引入了親水性和疏水性基團(tuán)，因此是一種性能優(yōu)良的乳化增稠劑。辛烯基琥珀酸淀粉酯可用于食品、化妝品、紡織、造紙、微膠囊和制藥工業(yè)中，能大大提高產(chǎn)品的應(yīng)用品質(zhì)。目前，辛烯基琥珀酸淀粉酯的制備方法主要有濕法、干法和溶劑法；濕法反應(yīng)效率較低，一般都在70%以下，而且反應(yīng)時(shí)間較長，需l一17h不等。干法雖然生產(chǎn)工藝簡單，成本低，反應(yīng)效率高，對(duì)環(huán)境污染較小，但是設(shè)備要求比較高，且存在淀粉和化學(xué)試劑混勻困難，取代基分布不均勾，易造成局部反應(yīng)，副產(chǎn)物難以除去等缺點(diǎn)，影響產(chǎn)品質(zhì)量。溶劑法克服了濕法反應(yīng)效率低的缺點(diǎn)，但是成本高，對(duì)環(huán)境污染大，且由于產(chǎn)品是在丙酮等介質(zhì)中反應(yīng)制得，故不能用于食品和化妝品行業(yè)。綜上所述幾種制備方法通常都是直接以淀粉為原料，淀粉顆粒由結(jié)晶區(qū)和非結(jié)晶區(qū)構(gòu)成，由于結(jié)晶區(qū)的存在，不利于化學(xué)試劑的滲透，一方面導(dǎo)致結(jié)晶區(qū)內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的效率和活性降低，另一方面導(dǎo)致淀粉顆粒內(nèi)部結(jié)晶區(qū)和非結(jié)晶區(qū)之間的化學(xué)反應(yīng)程度不均勻，從而影響變性淀粉的品質(zhì)以及應(yīng)用效果和保質(zhì)期。非晶顆粒態(tài)是一種特殊的淀粉物態(tài)形式，是介于淀粉的多晶顆粒態(tài)和糊化態(tài)的中間體系，由于非晶顆粒態(tài)淀粉具有顆粒態(tài)，但沒有結(jié)晶性的限制，因此與試劑作用時(shí)會(huì)更加容易。另外，微波屬于一種無梯度的加熱方式，其熱效與傳統(tǒng)的加熱不同，它可以進(jìn)入到物體內(nèi)部，隨著電磁場的變化，使雜亂無章的分子運(yùn)動(dòng)變成有序的高頻振動(dòng)，短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量的熱能，更為重要的是這種熱能產(chǎn)生于介質(zhì)內(nèi)部，因而不但可以加速化學(xué)反應(yīng)速率，還可以引起一些化學(xué)反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)改變。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明克服了現(xiàn)有辛烯基琥珀酸淀粉酯制備技術(shù)的不足，在現(xiàn)有淀粉改性技術(shù)優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，通過綜合創(chuàng)新，提供一種結(jié)合非晶顆粒態(tài)、干法、微波法、溶劑法制備辛烯基琥珀酸淀粉酯的方法。該方法具有反應(yīng)效率高、反應(yīng)周期短、反應(yīng)能耗低的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明所釆取的技術(shù)方案是以非晶顆粒態(tài)淀粉為基礎(chǔ)，微波法為核心，結(jié)合干法、溶劑法的部分工藝，制備辛烯基琥祐酸淀粉酯的方法；其步驟如下a.淀粉乳調(diào)漿將156ml~780ml純水和244ml~1220ml95%乙醇混合后，在攪拌狀態(tài)下加入100g500g淀粉，保持?jǐn)嚢韬头磻?yīng)容器密閉；b.淀粉顆粒的非晶化維持反應(yīng)體系溫度為80°C，保持40r/min的速度，攪拌反應(yīng)30~35min，反應(yīng)結(jié)東后，進(jìn)行離心，收集濾液；c.淀粉的酯化反應(yīng)將濾餅破碎后，在攪拌狀態(tài)下，噴灑一定量的氫氧化鈉溶液，在25'C下攪拌均勻后，再噴入配制好的辛烯基琥珀酸酐乙醇液，攪拌1020min,使其混合均勻；將反應(yīng)混合物以3~6mm厚度均勻鋪開，置于微波反應(yīng)器中進(jìn)行酯化反應(yīng)，設(shè)定微波功率500~IOOOW,照射時(shí)間4~15min;d.變性淀粉的后處理將反應(yīng)物用定量的乙醇溶液洗滌、過濾、干燥、粉碎、篩分、包裝制得不同取代度的辛烯基琥珀酸淀粉酯。所述制備的辛烯基琥珀酸淀粉酯系列變性淀粉，其制備方法包括4個(gè)步驟淀粉的非晶顆粒態(tài)預(yù)處理、干法反應(yīng)器中的混勻、微波反應(yīng)器中的酯化反應(yīng)、濕法反應(yīng)器中的洗滌過程。所述原料淀粉可以是玉米、小麥、大米、馬鈴薯、綠豆、蠶豆、豌豆中分離的淀粉的一種或幾種混合物。本發(fā)明的有益效果是1、對(duì)淀粉顆粒進(jìn)行非晶顆粒態(tài)預(yù)處理，消除淀粉顆粒內(nèi)部的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，使內(nèi)部結(jié)構(gòu)疏松，但保持完整的顆粒形貌，使淀粉顆粒擁有更高的滲透性，能更有效的與化學(xué)試劑充分接觸進(jìn)行反應(yīng)，使反應(yīng)效率明顯提高；2、利用微波提供的能量進(jìn)行酯化反應(yīng)，與傳統(tǒng)的加熱方式相比，使反應(yīng)時(shí)間明顯縮短，且能耗低，對(duì)環(huán)境污染小；3、本方法可制備不同取代度的辛烯基琥珀酸淀粉酯，具有反應(yīng)效率高，反應(yīng)周期短，反應(yīng)能耗低的優(yōu)點(diǎn)。具體實(shí)施例方式實(shí)施例i將2.4ml辛烯基琥珀酸酐溶于9.6ml無水乙醇中，配制成辛烯基琥珀酸酐乙醇液備用，其工藝過程如下(1)、將156ml純水和244ml95。/。乙醇混合后，在撹拌狀態(tài)下加入100g玉米淀粉(干基)，保持?jǐn)嚢韬腿萜髅荛]；(2)、將淀粉乳均勻攪拌，再加熱升溫到8(TC,以40r/min的速度持續(xù)攪拌反應(yīng)30min,反應(yīng)結(jié)東后，進(jìn)行離心，收集濾液；(3)、將濾餅破碎后置于干法反應(yīng)器中，噴灑15ml5。/。氫氧化鈉溶液，攪拌混合均勻，然后再噴入上述全部的辛烯基琥珀酸酐乙醇液，攪拌10min,使其混合均勻；(4)、將反應(yīng)混合物以3-6mm厚度均勻鋪開，置于微波反應(yīng)器中進(jìn)行加熱反應(yīng)，設(shè)定微波功率600W,照射時(shí)間5分鐘；(5)、待反應(yīng)結(jié)束后，將微波照射產(chǎn)物用80%乙醇溶液充分洗滌、離心3次，合并洗液，蒸餾回收；(6)、將濾餅置于鼓風(fēng)恒溫干燥箱內(nèi)干燥，干燥溫度為50°C,然后經(jīng)粉碎、篩分后包裝，可制得取代度為0.017±0.002的玉米辛烯基琥珀酸淀粉酯。實(shí)施例2將7.5ml辛烯基琥珀酸酐溶于31.5ml無水乙醇中，配制成辛烯基琥珀酸酐乙醇液備用，其工藝過程如下(1)、將312ml純水和488ml95。/。乙醇混合后，在攪拌狀態(tài)下加入200g馬鈴薯淀粉(干基)，保持?jǐn)嚢韬腿萜髅荛]；(2)、將淀粉乳均勻攪拌，再加熱升溫到8(TC,以40r/min的速度持續(xù)攪拌反應(yīng)30min,反應(yīng)結(jié)束后，進(jìn)行離心，收集濾液；(3)、將濾餅破碎后置于干法反應(yīng)器中，噴灑19ml10%氫氧化鈉溶液，攪拌混合均勻，然后再噴入上述全部的辛烯基琥珀酸酐乙醇液，攪拌15min,使其混合均勻；(4)、將反應(yīng)混合物以3-6mm厚度均勻鋪開，置于微波反應(yīng)器中進(jìn)行加熱反應(yīng)，設(shè)定微波功率800W,照射時(shí)間8分鐘；(5)、待反應(yīng)結(jié)東后，將微波照射產(chǎn)物，用80%乙醇溶液充分洗滌3次，然后合并洗液，蒸餾回收；(6)、將濾餅置于鼓風(fēng)恒溫干燥箱內(nèi)干燥，干燥溫度50。C,然后經(jīng)粉碎、篩分后包裝，可制得取代度為0.022±0.002的馬鈴薯辛烯基琥珀酸淀粉酯。實(shí)施例3將25ml辛烯基琥珀酸酐溶于100ml無水乙醇中，配制成辛烯基琥J白酸酐乙醇液備用，其工藝過程如下(1)、將780ml純水和1220ml95%乙醇混合后，在攪拌狀態(tài)下加入500g小麥淀粉(干基)，保持?jǐn)嚢韬腿萜髅荛]；(2)、將淀粉乳均勻攪拌，再加熱升溫到80'C,以40r/min的速度持續(xù)攪拌反應(yīng)30min，反應(yīng)結(jié)束后，進(jìn)行離心，收集濾液；(3)、將濾餅破碎后置于干法反應(yīng)器中，噴灑28ml10%氫氧化鈉溶液，攪拌混合均勾，然后再噴入上述全部的辛烯基琥珀酸酐乙醇液，攪拌25min，使其混合均勻；(4)、將反應(yīng)混合物以3-6mm厚度均勻鋪開，置于微波反應(yīng)器中進(jìn)行加熱反應(yīng)，設(shè)定微波功率900W,照射時(shí)間8分鐘；(5)、待反應(yīng)結(jié)束后，將微波照射產(chǎn)物用80%乙醇溶液充分洗滌3次，合并洗液，蒸餾回收；(6)、將濾餅置于鼓風(fēng)恒溫干燥箱內(nèi)干燥，干燥溫度5(TC,然后經(jīng)粉碎、篩分后包裝，可制得取代度為0.027±0.002的小麥辛烯基琥珀酸淀粉酯。所述制備辛烯基琥珀酸淀粉酯變性淀粉，其制備方法包括4個(gè)步驟:淀粉的非晶顆粒態(tài)預(yù)處理、干法反應(yīng)器中的混勻、微波反應(yīng)器中的酯化反應(yīng)、濕法反應(yīng)器中的洗滌過程。所述制備方法中的原料淀粉可以是玉米、小麥、大米、馬鈴薯、綠豆、蠶豆、豌豆中分離淀粉的一種或幾種混合物。本方法通過控制淀粉、氫氧化鈉、辛烯基琥珀酸酐加入量及改變照射功率、照射時(shí)間，制取不同取代度的辛烯基琥珀酸淀粉酯。以100g玉米淀粉(干基)為例，通過調(diào)整各項(xiàng)參數(shù)，可制備不同取代度的辛烯基琥珀酸淀粉酯。具體參數(shù)詳見下表制備不同取代度辛烯基琥珀酸淀粉酯的各項(xiàng)參數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>權(quán)利要求1、一種制備辛烯基琥珀酸淀粉酯的方法，其特征在于方法步驟如下a、淀粉乳調(diào)漿將156mI～780mI純水和244mI～1220mI95％乙醇混合后，在攪拌狀態(tài)下加入100g～500g干基淀粉，保持?jǐn)嚢韬头磻?yīng)容器密閉；b、淀粉顆粒的非晶化維持反應(yīng)體系溫度為80℃，保持40r/min的速度，攪拌反應(yīng)30～35min，反應(yīng)結(jié)束后，進(jìn)行離心，收集濾液；c、淀粉的酯化反應(yīng)將濾餅破碎后，在攪拌狀態(tài)下，噴灑一定量的氫氧化鈉溶液，在25℃下攪拌均勻后，再噴入配制好的辛烯基琥珀酸酐乙醇液，攪拌10～20min，使其混合均勻；將反應(yīng)混合物以3～6mm厚度均勻鋪開，置于微波反應(yīng)器中進(jìn)行酯化反應(yīng)，設(shè)定微波功率500～1000W，照射時(shí)間4～15min；d、變性淀粉的后處理將反應(yīng)物用定量的乙醇溶液洗滌、過濾、干燥、粉碎、篩分、包裝制得不同取代度的辛烯基琥珀酸淀粉酯。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述一種制備辛烯基琥珀酸淀粉酯的方法，其特征在于制備方法包括4個(gè)步驟淀粉的非晶顆粒態(tài)預(yù)處理、干法反應(yīng)器中的混勻、微波反應(yīng)器中的酯化反應(yīng)、濕法反應(yīng)器中的洗滌過程。3、根據(jù)權(quán)利要求l所述一種制備辛烯基琥珀酸淀粉酯的方法，其特征在于所得辛烯基琥珀酸淀粉酯的取代度隨淀粉、氫氧化鈉、辛烯基琥動(dòng)酸酐加入量及微波照射功率、照射時(shí)間的不同而發(fā)生改變。4、根據(jù)權(quán)利要求l所述一種制備辛烯基琥珀酸淀粉酯的方法，其特征在于原料淀粉可以是玉米、小麥、大米、馬鈴薯、綠豆、蠶豆、豌豆中分離的淀粉的一種或幾種混合物。全文摘要本發(fā)明公開了一種制備辛烯基琥珀酸淀粉酯的方法，該方法以非晶顆粒態(tài)淀粉為基礎(chǔ)，微波法為核心，結(jié)合干法、溶劑法的部分工藝；其步驟如下①將一定量的純水和95％乙醇混合，攪拌狀態(tài)下加入淀粉，保持?jǐn)嚢韬头磻?yīng)容器密閉；②維持反應(yīng)體系溫度，保持一定速度，攪拌反應(yīng)數(shù)分鐘；③脫去乙醇，將濾餅破碎后，向其中噴灑氫氧化鈉溶液，攪拌均勻，再向其中噴灑辛烯基琥珀酸酐乙醇液，混合均勻；④將反應(yīng)混合物均勻鋪開，置于微波爐中進(jìn)行酯化反應(yīng)；⑤經(jīng)乙醇溶液洗滌、過濾、干燥、粉碎、篩分、包裝制得辛烯基琥珀酸淀粉脂；該方法具有反應(yīng)效率高、反應(yīng)周期短、反應(yīng)能耗低的優(yōu)點(diǎn)。文檔編號(hào)C08B31/00GK101624423SQ200910117409公開日2010年1月13日申請日期2009年8月3日優(yōu)先權(quán)日2009年8月3日發(fā)明者孫蘭弟,孫紅霞,田映良,馬青斌申請人:甘肅圣大方舟馬鈴薯變性淀粉有限公司