氨基甲酸酯支链淀粉的制备.pdf

2010年10月
中国粮油学报
Vol 25. No 10
第25卷第10期
Journal of the Chinese Cereals and Oils Association
Oct.2010
氨基甲酸酯支链淀粉的制备
闫怀义李建伟刘成琪郭翠萍
(忻州师范学院化学系,忻州034000)
摘要以温水漫出法从玉米淀粉提取的支链淀粉为原料,以氣化铜为催化剂,以尿素为酯化剂,制备了
魚基甲酸酯支链淀粉。分别测定了基甲酸酯支链淀粉及玉米淀粉、支链淀粉的IR光谱、X-衍射光语、凝沉
性、透光率、糊化温度、黏度及黏度热稳定性。试验结果表明:氪基甲酸酯化支链淀粉与支链淀粉和玉米淀粉
相比,具有抗凝沉性强、透光率高、糊化温度低、黏度及黏度热稳定性高等特点;氪基甲酸酯支链淀粉与马铃薯
淀粉的X一衍射光谱基本相同,晶体结构为B型。
关键词尿素玉米淀粉氪基甲酸酯化链淀粉制备性质测定
中图分类号:0636.1+2文献标识码:A文章编号:1003-0174(2010)10-0057-04
氨基甲酸酯淀粉是淀粉分子葡萄糖残基中的羟
XBD-3200型X射线衍射仪:北大青岛仪器有
基被氨基甲酸酯原子团(H2NCOO-)取代后的一种限公司;CRY-2P差热分析仪:上海精密科学仪器有
酯化淀粉,连接在淀粉分子链上的氨基甲酸酯原子限公司:722型分光光度计:上海精密科学仪器有限
团可以通过吸湿和内增塑机理,改善淀粉浆膜的韧公司分析仪器总厂;FTR8400红外光谱仪:日本岛
性,氨基甲酸酯基团还可与纤维素分子中的羟基形津公司;NJ-7型旋转黏度仪:上海精密科学仪
成氢健,改善淀粉浆料对纤维素纤维的黏着性器厂。
1.2试验原理
支链淀粉具有较大的膨胀力(是普通玉米的27
在加热条件下,尿素分解生成中间体:异氰酸。
倍),较高的透明度和较强的黏性,以及良好的适异氧酸再与支链淀粉反应生成尿素支链淀粉。反应
口性等突出的特性,因此支链淀粉具有良好的食用过程如下:
价值,广泛用于食品、造纸纺织和医药等行业3的
根据结构与性能的关系分析,预计氨基甲酸酯
H2NCNH2マ=HーN=C-0+NH
支链淀粉具有比氨基甲酸酯淀粉和支链淀粉更好的
应用性能,并且我国糯玉米淀粉(几乎是100%的支
链淀粉)的生产加工几乎处于空白叫,因此,以从玉
ST-OH+H-N=C=0=ST-O-C-NH
米淀粉中提取的支链淀粉为原料,以尿素为酯化剂,
反应温度应高于尿素分解温度。
以氯化铜为催化剂,用干法制备了氨基甲酸酯支链1.3支链淀粉的提取
淀粉,并对其凝沉性、透光率、糊化温度、黏度及黏度
采用温水浸出法从玉米淀粉提取支链淀粉。
热稳定性等性质进行了测定。以期制备一种兼有玉由于天然淀粉粒中的直链淀粉易溶于热水,并形成
米淀粉和支链淀粉的优点、且比玉米淀粉和支链淀黏度很低的溶液,而支链淀粉只有在加热加压的情
粉应用性能更好的变性淀粉。
况下才溶解于水,同时形成非常黏稠的胶体溶液。
根据这一特性,将充分脱脂的淀粉的水悬浮液(玉
材料与方法
米淀粉为2%)保持在糊化温度或稍高于糊化温度
1.1材料与仪器
的情况下,吸出上层清液,取下层沉淀物,过滤,用
玉米淀粉:忻州云中淀粉厂;尿素(AR):成都市无水乙醇洗涤4~5次,干燥。重复操作3次,得支
科龙化工试剂
链淀粉。
基金项月:山西省教育厅高校科技项日(20091034)
1.4氨基甲酸酯化支链淀粉的制备
收稱期:2009-10-12
作者简介:闫怀义,男,1957年出生,副教授,化学材料和变性淀粉
称取干重为10g的支链淀粉,0.5g尿素,加入
万方数据
中国粮油学报
2010年第10期
一定量氯化铜,溶于80mL水中,调pH为7,室温下91.6%)和氨基甲酸支链淀粉(取代度为0.0251
搅拌1h后过滤,60℃烘干,粉碎,再于1℃反应按1.5.1的方法在 Schimadzu-IR-8400型红外光
2h,最后用40mL的乙醇水溶液(乙醇:蒸馏水=谱仪上测定其红外光谱,结果如图
75:25,体积比)洗涤2次。两次过滤时均以15mL
乙醇水溶液洗涤3次,于40~50℃条件下烘干,粉
碎,即得产品一一氨基甲酸酯支链淀粉。
1.5产物性质的测定
840.0
1.5.1红外光谱的测定
20.0于
将玉米淀粉、支链淀粉和制得的产物用溴化钾
压片法,在 Schimadzu-IR-8400型红外光谱仪上测
定其红外吸收光谱。
000200015001000500
1.5.2糊化温度的测定
波长/crm
用文献[6]在CRY-2P差热分析仪上测定样品
a玉米淀粉
的糊化温度。
5.3凝沉性测定
取1g绝干样品于100mL烧杯中,用移液管加
25mL蒸馏水,然后将样品置于恒温水浴锅中,在搅
).0
拌下使样品乳液糊化,在室温下静置,分别放置0
な20.0
2、24、36、48h(注:长时间放置,有沉淀析出,测前需
搅拌均匀),观察淀粉乳液的凝沉现象。
1.5.4透光率的测定
3000200015001000500
将样品加水配成1%的淀粉乳,取50mL放入
波长/cm
100mL烧杯中,置于沸水浴中加热搅拌15min,并保
b支链淀粉
持原有体积,冷却至25℃,用1cm的比色管在
620nm波长下测定糊的透光率,以蒸馏水作空白,设
蒸馏水的透光率为100%?。
60.0
5.5黏度及黏度热稳定性的测定
称取一定量的样品置于500mL三颈瓶内,加入
40.0)
蒸馏水或纯度相当的水,配制质量分数为6%的乳
液。将三颈瓶置于超级恒温槽中,装上冷凝器揽拌
1678.0
器和温度计并密封。打开升温装置、搅拌器和冷凝
0.034082
器,慢慢加热并不断搅拌,搅拌转速120r/min。记录
3000200015001000500
波长
样品刚糊化后的温度,即为糊化温度。测定样品的
c氨基甲酸酯支链淀粉
黏度,并用下式计算黏度热稳定烃(い。h黏度)
图1不问淀粉的红外谱图
黏度热稳定性=[1-(3h黏度-1
从图3可知,在3408.2cm'处有一比支链淀粉
1h黏度]x100%
宽的吸收峰,为氨基甲酸酯支链淀粉的N-H(st)吸
1.5.6Xー衍射光谐的测定
收峰,在1678.0cm'处有一比支链淀粉宽的吸收
称取一定量的样品用Xー射线粉末行射光谱测峰,为氨基甲酸酯支链淀粉的C=0(t)的吸收峰;
定方法,在Xー射线衍射仪上测定其Xー術射光谱。
而玉米淀粉在相应位置的吸收峰则不太明显。
2.2各种淀粉的糊化温度和燃烧热的比较
2结果与分析
将玉米淀粉、支链淀粉和氨基甲酸酯支链淀粉
2.1各种淀粉的红外吸收光谱
按1.5.2的方法在CRY-2P差热分析仪上测定其糊
将玉米淀粉、支链淀粉(支链淀粉质量分数为化温度和燃烧热,结果见图2、图3。
万方数据