酯化淀粉的制备*

于海莲，杜 均，周世民，徐龙泉

（四川理工学院 材料与化学工程系，四川 自贡 643000）

酯化淀粉[1-3]就是指淀粉结构中的羟基被有机酸或无机酸酯化而得到的一类变性淀粉。低取代度（DS）的醋酸酯淀粉的许多性质优于原淀粉：易糊化,糊化温度降低，粘度稳定,溶液呈中性,即使冷却也不形成凝胶,凝沉性减弱,不易老化,成膜性能好,膜的柔软性和延伸性也较好,糊的透明度得到改善,热稳定性和冷融稳定性有较大提高,可用作食品的增稠剂[4-6]。本文以马铃薯淀粉为原料,醋酸乙烯酯为酯化剂,制备低取代度的醋酸酯淀粉，用单因素试验，确定了其最佳工艺条件。

1 实验部分

1.1 主要实验药品及仪器

马铃薯淀粉（中国医药集团 上海化学试剂公司）；醋酸乙烯酯（上海山铺化工有限公司）；固体碳酸钠（成都化学试剂厂）；固体NaOH（重庆博艺化学试剂有限公司），均为分析纯。

JJ-1型电动搅拌器（常州国华电器有限公司）;TT30-98-II-A型恒温水浴锅（天津市泰斯特仪器有限公司）。

1.2 实验步骤

称取一定量的淀粉和蒸馏水配成淀粉乳液,转入250 mL三口烧瓶中，将其放入恒温水浴锅中,安装搅拌装置,中速搅拌,并加热控制温度。称取一定量的醋酸乙烯酯,先用饱和Na2CO3溶液调节pH值,再用滴管滴加醋酸乙烯酯到三口烧瓶中，反应一段时间，将产品用蒸馏水洗涤至中性,抽滤,干燥，计算取代度。

2 结果与讨论

2.1 pH值对产品取代度的影响

固定反应温度为26℃,反应时间1h,酯化剂用量1g,反应体系pH值对取代度的影响见图1。

图1 反应体系pH值对取代度的影响Fig.1 Effect of pH value to substituting degree in reaction system

由图1可知,随着pH值上升,取代度先增加后下降，10.25时达到最高。原因是随着碱性增加,碱分子能更快地渗入淀粉粒的无定型区和晶格之间,醋酸乙烯酯与淀粉分子中羟基的作用机会增多,使取代度提高。但当进一步增加碱用量时,过量的碱将导致副反应速度加快,导致取代度下降。因此,反应体系pH值选择10.25较合适。

2.2 反应温度对产品取代度的影响

固定反应体系pH值为10.25,反应时间1h,酯化剂用量1g,反应温度对取代度的影响见图2。

图2 反应温度对取代度的影响Fig.2 Effect of reaction temperature to substituting degree in reaction system

由图2可知,随着反应温度升高,取代度先增大后降低,原因是温度的升高有利于淀粉粒的膨胀和提高离子及反应试剂的流动性,使NaOH和醋酸乙烯酯容易渗透到淀粉粒中,但温度过高淀粉易降解、糊化,副反应加剧,取代度下降。酯化温度选择26℃较合适。

2.3 反应时间对产品取代度的影响

固定反应体系pH值为10.25，反应温度为26℃,酯化剂用量1g,反应时间对取代度的影响见图3。

图3 反应时间对取代度的影响Fig.3 Effect of reaction time to substituting degree in reaction system

由图3可知,随着反应时间增加,取代度逐渐增大,当反应时间达到1h最高。继续增加反应时间,取代度减小。反应时间以1h为宜。

2.4 酯化剂用量对产品取代度的影响

固定反应体系pH值为10.25,反应温度为26℃,反应时间1h,酯化剂用量对取代度的影响见图4。

图4 酯化剂用量对取代度的影响Fig.4 Effect of amount of esterifying agent to substituting degree in reaction system

由图4可知,随着酯化剂用量的增加,取代度逐渐增大,用量小于1g时,基本无反应,取代度低。从1g到7.5g取代度增大较缓慢,原因为进入淀粉分子与羟基结合的醋酸乙烯酯分子增多,因而酯化程度大,取代度增加，另一方面,随着用量的增加,增加了反应成本，综合考虑酯化剂用量应选择在1g左右。

3 结论

以醋酸乙烯酯为酯化剂制备醋酸酯化淀粉，单因素最佳工艺条件为:反应体系pH值为10.25,反应温度26℃,反应时间1h,酯化剂用量1g，此时，取代度为0.0905。

［1］李春胜，杨红霞.酯化淀粉及其应用［J］.食品研究与开发，2005，26（6）:84-87.

［2］欧石燕，周永元.醋酸酯变性淀粉的发展与应用［J］.国外纺织技术，1998,161:19-22.

［3］黄诗铿，王艳华.马铃薯淀粉市场分析［J］.创新指南，2000,10（12）:21-22.

［4］马兴元.马铃薯淀粉在食品工业中作用突显［J］.化学工程师，2003,24（2）:24-25.

［5］杨宝，刘亚伟，袁超，等.交联酯化淀粉研究［J］.中国粮油学报，2003,18（6）:56-59.

［6］高静，罗志刚，董华壮，等.低取代度木薯淀粉醋酸酯的制备及理化性质的研究［J］.现代食品科技，2008,24（8）:756-759.