辛烯基琥珀酸淀粉酯的脂肪酶耦合合成及其性质研究

论文摘要

本文主要研究脂肪酶耦合酯化反应,以玉米淀粉为原料制备辛烯基琥珀酸淀粉酯的工艺,并研究了所得淀粉酯的基本性质。首先研究了脂肪酶在磷酸缓冲液、有机溶剂体系、淀粉糊状态三种不同体系中的催化活性,同时研究了微波辐射对酯化反应的影响。试验证明在一定温度下淀粉吸水膨胀后,即在淀粉成糊状态下,进行酯化反应,此时脂肪酶活性较高,反应效率高。脂肪酶在玉米淀粉糊状态下,催化其与辛烯基琥珀酸酐反应,可制取具有两亲性质的辛烯基琥珀酸淀粉酯。试验研究了淀粉前处理时间,前处理温度,脂肪酶加入量,反应温度,辛烯基琥珀酸酐加入量,反应时间对产物取代度、反应效率的影响。通过正交试验得到酯化最优组合:淀粉前处理温度为65℃,前处理时间15分钟,反应温度40℃,脂肪酶和辛烯基琥珀酸酐（Octenyl Succinic Anhydride,OSA）的加入量分别是0.5%和6%,反应时间30分钟,可制得取代度为0.024的淀粉酯。运用现代分析技术对辛烯基琥珀酸淀粉酯的颗粒形态、晶体结构和热力学性质等进行了分析。红外光谱分析表明改性使淀粉分子在波长1713cm-1处有新的吸收峰出现,证明辛烯基琥珀酸基团以酯键的形式与淀粉分子相连。淀粉经过酯化处理后,晶体类型没有发生变化,属于A型,但是淀粉颗粒的表面结构和形状发生很大变化。淀粉改性之后,熔晶的起始温度TO（Onset temperature）、最高温度TP（Peakmaximumtemperature）、回落温度TC（Conelusion temperature）升高,焓变⊿H（Enthalpyoftransition）降低。论文还研究了辛烯基琥珀酸酸淀粉酯糊的基本性质。玉米淀粉经酯化处理后,常温下凝沉性能升高,溶解度和透明度增加,冻融稳定性有所增强,表观粘度降低。表观粘度测定显示辛烯基琥珀酸淀粉酯具有剪切变稀现象,属于假塑性流体,表观黏度随着温度升高而下降。淀粉酯可用于稳定色拉油-水乳状液。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 文献综述
• 1.1 前言
• 1.2 辛烯基琥珀酸淀粉酯综述
• 1.2.1 辛烯基琥珀酸淀粉酯的合成原理
• 1.2.2 合成方法
• 1.2.3 微波技术在SSOS合成中的应用
• 1.2.4 低粘度SSOS的制备
• 1.2.5 SSOS的性质
• 1.2.6 SSOS的应用
• 1.3 脂肪酶综述
• 1.3.1 脂肪酶的应用
• 1.3.2 脂肪酶在不同反应体系的催化活性研究
• 1.4 国内外研究现状
• 1.5 本论文立题意义及研究内容
• 1.5.1 立题意义
• 1.5.2 研究内容
• 2 酶促反应工艺的选择
• 2.1 引言
• 2.2 试验材料和方法
• 2.2.1 试验材料和试剂
• 2.2.2 试验仪器
• 2.2.3 试验方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 磷酸缓冲液
• 2.3.2 有机溶剂体系
• 2.3.3 微波辐射体系
• 2.3.4 淀粉糊状态
• 2.4 本章小结
• 3 辛烯基琥珀酸淀粉酯的酶法合成
• 3.1 引言
• 3.2 试验材料与方法
• 3.2.1 试验材料与试剂
• 3.2.2 试验仪器
• 3.2.3 试验方法
• 3.3 试验结果与讨论
• 3.3.1 脂肪酶的活性测定结果
• 3.3.2 淀粉前处理温度对反应的影响
• 3.3.3 淀粉前处理时间对反应影响
• 3.3.4 脂肪酶加入量对产物取代度的影响
• 3.3.5 反应温度对反应的影响
• 3.3.6 OSA加入量对反应的影响
• 3.3.7 反应时间对反应影响
• 3.3.8 正交试验结果与分析
• 3.3.9 辛烯基琥珀酸残留量的测定
• 3.4 本章小结
• 4 辛烯基琥珀酸淀粉酯结构测定
• 4.1 引言
• 4.2 试验材料与方法
• 4.2.1 试验材料
• 4.2.2 试验方法
• 4.3 结果与分析
• 4.3.1 红外光谱图分析
• 4.3.2 X-射线衍射分析
• 4.3.3 DSC技术分析结果
• 4.3.4 扫描电镜分析
• 4.4 本章小结
• 5 辛烯基琥珀酸淀粉酯性能研究
• 5.1 引言
• 5.2 试验材料和方法
• 5.2.1 试验材料与试剂
• 5.2.2 试验仪器
• 5.2.3 试验方法
• 5.3 试验结果与讨论
• 5.3.1 辛希基琥珀酸淀粉酯透明度的研究
• 5.3.2 辛烯基琥珀酸淀粉酯冻融稳定性研究
• 5.3.3 辛烯基琥珀酸淀粉酯凝沉性研究
• 5.3.4 辛希基琥珀酸淀粉酯溶解度研究
• 5.3.5 辛烯基琥珀酸淀粉酯粘度测定
• 5.3.6 辛烯基琥珀酸淀粉酯乳化性能研究
• 5.4 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 主要结论
• 6.2 后续研究展望
• 参考文献
• 作者简历