阳离子与醋酸酯复合变性甘薯淀粉的制备

论文摘要

为了开辟甘薯淀粉的新用途，扩大其应用范围，使其更适应工业化生产上应用的要求。本研究首次系统研究了将原甘薯淀粉阳离子醚化与醋酸酯化的复合变性，通过对反应条件及生产工艺的探索，提供了制备最佳阳离子醚化与醋酸酯化复合变性淀粉的新工艺和新思路。本研究论文主要包括四个方面的内容：（1）醋酸酯淀粉的制备通过研究单因素（反应时间、反应pH值、反应温度、醋酸酐的用量）对醋酸酯淀粉乙酰基取代度的影响，找到制备醋酸酯淀粉的最佳工艺条件是：淀粉与醋酸酐的质量比为16：1，pH值8.0-8.4，反应温度25-30℃，反应时间1h，得到的醋酸酯淀粉乙酰基含量w=1.86％，取代度（DS）为0.0714。（2）阳离子淀粉的制备通过研究单因素（反应时间、反应pH值、反应温度、醚化剂的用量）对阳离子淀粉取代度的影响，发现制备阳离子淀粉的最佳反应条件是：反应体系的pH应控制在11，反应时间5h，醚化剂用量为淀粉投料量的25％，反应温度50℃，取代度为0.034。（3）制备阳离子醋酸酯复合变性淀粉两种工艺的探索通过研究乙酰基取代度和阳离子取代度的变化，对比阳离子—醋酸酯复合变性淀粉和醋酸酯—阳离子复合变性淀粉两种制备工艺，得知先阳离子化再醋酸酯化制备复合变性淀粉的工艺过程是最佳的，最佳工艺条件：以阳离子取代度为0.034的阳离子淀粉为原淀粉，进行醋酸酯化二次变性，此时酯化反应温度25℃，反应时间2小时，反应pH值8.0，醋酸酐用量为淀粉投料量的3.8％。得到的复合变性淀粉乙酰基取代度为0.075，阳离子取代度为0.072。（4）对甘薯原淀粉及几种变性淀粉性能的分析在对甘薯原淀粉、醋酸酯淀粉、阳离子淀粉、醋酸酯—阳离子复合变性淀粉及阳离子—醋酸酯复合变性淀粉性能的分析上，发现阳离子醚化与醋酸酯化复合变性淀粉，粘度降低，粘度稳定性加强，并具有很好的冻融稳定性，很强的耐水性、耐酸性，较高的透光率和抗剪切性能，不易老化。通过性能分析，进一步证明将原淀粉先进行阳离子醚化再醋酸酯化的工艺过程是可行的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1 淀粉的特性及其工业生产现状和发展趋势
• 1.1 淀粉的特性及其工业生产现状
• 1.2 淀粉的工业发展趋势
• 2 变性淀粉的生产现状及应用前景、发展趋势
• 2.1 变性淀粉的特性及生产现状
• 2.2 变性淀粉的应用前景
• 2.3 变性淀粉的发展趋势
• 3 复合变性淀粉的反应机理及其生产现状与应用开发
• 3.1 复合变性淀粉的反应机理
• 3.2 复合变性淀粉的生产现状
• 3.3 复合变性淀粉的应用开发
• 4 研究的目的、意义及主要内容
• 4.1 研究的目的和意义
• 4.2 主要研究内容
• 第二章 醋酸酯淀粉的制备
• 1 试验材料
• 1.1 试验材料与试剂
• 1.2 主要仪器设备
• 2 试验方法
• 2.1 醋酸酯淀粉化学反应机理
• 2.2 醋酸酯淀粉的制备
• 2.2.1 淀粉醋酸酯制备的工艺流程
• 2.2.2 淀粉醋酸酯制备的操作要点
• 2.3 甘薯淀粉醋酸酯乙酰基含量的测定
• 3 试验结果与分析
• 3.1 醋酸酐用量的影响
• 3.2 pH值的影响
• 3.3 温度的影响
• 3.4 时间的影响
• 4 结论
• 第三章 阳离子淀粉的制备
• 1 试验材料
• 1.1 试验材料与试剂
• 1.2 试验设备
• 2 试验方法
• 2.1 阳离子淀粉的合成原理
• 2.2 阳离子淀粉的制备
• 2.2.1 阳离子淀粉制备的工艺流程
• 2.2.2 阳离子淀粉制备的操作要点
• 2.3 阳离子淀粉取代度测定方法
• 3 试验结果与分析
• 3.1 反应时间的影响
• 3.2 反应温度的影响
• 3.3 反应pH值的影响
• 3.4 醚化剂用量的影响
• 4 结论
• 第四章 先醋酸酯化再阳离子化制备复合变性甘薯淀粉的研究
• 1 试验材料
• 1.1 试验材料与试剂
• 1.2 试验设备
• 2 试验方法
• 2.1 醋酸酯—阳离子复合变性甘薯淀粉的反应机理
• 2.2 醋酸酯—阳离子复合变性甘薯淀粉的制备
• 2.2.1 工艺流程
• 2.2.2 操作要点
• 2.2.3 醋酸酯—阳离子复合变性甘薯淀粉取代度的测定
• 2.2.4 正交试验设计
• 3 结果与分析
• 3.1 反应温度对产品的影响
• 3.2 反应pH值对产品的影响
• 3.3 反应时间对产品的影响
• 3.4 醚化剂用量对产品的影响
• 3.5 各因素协同试验（正交设计）
• 4 讨论
• 第五章 先阳离子化后醋酸酯化制备复合变性甘薯淀粉的研究
• 1 试验材料
• 1.1 试验材料与试剂
• 1.2 试验设备
• 2 试验方法
• 2.1 反应原理
• 2.2 阳离子—醋酸酯复合变性甘薯淀粉的制备
• 2.2.1 工艺流程
• 2.2.2 操作要点
• 2.2.3 阳离子—醋酸酯复合变性甘薯淀粉取代度的测定
• 2.2.4 正交试验设计
• 3 结果与分析
• 3.1 反应温度对产品的影响
• 3.2 反应pH值对产品的影响
• 3.3 反应时间对产品的影响
• 3.4 醋酸酐用量对产品的影响
• 3.5 各因素协同试验（正交设计）
• 4 讨论
• 第六章 阳离子醋酸酯化复合变性甘薯淀粉的性能测试与分析
• 1 测试材料
• 1.1 测试材料与试剂
• 1.2 测试设备
• 2 测试方法
• 2.1 粘度及粘度热稳定性的测试方法
• 2.2 透光率的测定
• 2.3 淀粉糊的冻融稳定性的测试方法
• 2.4 持水性的测试方法
• 2.5 糊化温度的测试
• 2.6 耐酸性能的测定
• 2.7 抗剪力性能的测定
• 2.8 抗老化性能的测定
• 3 测试结果与分析
• 3.1 粘度及粘度热稳定性
• 3.2 淀粉糊的冻融稳定性
• 3.3 淀粉的持水性
• 3.4 淀粉的糊化温度
• 3.5 淀粉糊的透光率
• 3.6 淀粉的耐酸性能
• 3.7 淀粉的抗剪切性能
• 3.8 淀粉的抗老化性能
• 4 讨论
• 第七章 结论与创新点
• 1 结论
• 2 创新点
• 3 问题与展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简历