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辛烯基琥珀酸马铃薯淀粉酯的制备、性能及应用研究

钟敏贤  
【摘要】:辛烯基琥珀酸淀粉酯是一种新型的乳化增稠添加剂,性能优良、应用广泛,但是关于其制备、性能及应用等方面的研究还有待完善。本论文以马铃薯淀粉为原料,对辛烯基琥珀酸马铃薯淀粉酯及其酶解样品的制备工艺、理化性能及分子结构进行研究,重点研究了直链淀粉与支链淀粉制得的淀粉酯的差异。将酶解样品应用于微胶囊壁材,为辛烯基琥珀酸淀粉酯的工业生产与应用提供理论参数。 首先,以取代度(Degree of Substitution,简称DS)为指标,探究了辛烯基琥珀酸马铃薯淀粉酯的湿法制备工艺,淀粉乳浓度、反应温度、反应体系pH值、反应时间、辛烯基琥珀酸酐(Octenyl Succinic Anhydride,简称OSA)添加量及无水乙醇稀释倍数对DS均有影响。正交优化得到最佳制备条件为:OSA用量为3%(稀释5倍),体系pH为8.0,温度35℃,淀粉乳浓度35%,反应时间5h,得到淀粉酯DS为0.01903。采用稀碱法分离马铃薯淀粉,得到纯度为93.23%的直链淀粉和纯度为95.36%的支链淀粉。按照最佳酯化条件,制得高纯度直链淀粉酯的DS高于原马铃薯与高纯度支链淀粉酯。 然后,以还原糖值(Dextrose Equivalent,简称DE值)为指标,用中温α-淀粉酶对所制得的辛烯基琥珀酸马铃薯淀粉酯进行酶解,发现酶解时间、酶用量、中和剂类型、取代度及直链淀粉含量对酶解反应均有影响。采用红外、扫描电镜、X-射线衍射等方法对辛烯基琥珀酸马铃薯淀粉酯及其酶解样品进行结构分析,证明酯化反应只发生在淀粉颗粒的非结晶区,而酶解反应却会对淀粉的结晶与非结晶区造成不同程度的破坏。分别对其理化性能进行了测定,结果表明:随着取代度的增大,淀粉酯的表观粘度越大,具有剪切变稀性。随着取代度的增大,溶解度和溶胀性增大,而透明度和凝沉性则减小。高纯度的直链淀粉酯的表观粘度、溶解度、溶胀性都比原马铃薯淀粉酯及高纯度支链淀粉含量的淀粉酯要小,而凝沉性和透明度则比较大。酶解样品为假塑性流体,但其表观粘度远小于酶解前的淀粉酯。随着DE值的增大,酶解后样品的透明度和溶解度增大,而溶胀性则减小。凝沉性普遍比酶解前的淀粉酯大。 最后,探索了淀粉酯酶解样的DS与DE值对微胶囊包埋率的影响。取代度越高,包埋率越高。而随着DE值的增大,包埋率升高,当DE值大于22以后,包埋率下降。


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