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一种醋酸酯淀粉的生产方法

一种醋酸酯淀粉的生产方法

  • 分类:应用技术
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  • 来源:
  • 发布时间:2020-09-09
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【概要描述】醋酸酯淀粉是一种重要的食品添加剂,在食品加工中占有举足轻重的地位,具有亲水性, 具有糊化温度低、糊液透明,凝沉性弱,稳定性高等特点。近年随着淀粉原料的大幅变化,醋酸 酯淀粉的传统工艺受到了较大影响,因此本文对醋酸酯复合变性淀粉的生产方法进行了探讨。

一种醋酸酯淀粉的生产方法

【概要描述】醋酸酯淀粉是一种重要的食品添加剂,在食品加工中占有举足轻重的地位,具有亲水性, 具有糊化温度低、糊液透明,凝沉性弱,稳定性高等特点。近年随着淀粉原料的大幅变化,醋酸 酯淀粉的传统工艺受到了较大影响,因此本文对醋酸酯复合变性淀粉的生产方法进行了探讨。

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  • 发布时间:2020-09-09
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玉琼广 冯琳 曾成伟 梁著棋

(广西明阳生化科技股份有限公司 南宁 530226)

摘要:醋酸酯淀粉是一种重要的食品添加剂,在食品加工中占有举足轻重的地位,具有亲水性, 具有糊化温度低、糊液透明,凝沉性弱,稳定性高等特点。近年随着淀粉原料的大幅变化,醋酸 酯淀粉的传统工艺受到了较大影响,因此本文对醋酸酯复合变性淀粉的生产方法进行了探讨。

关键词:醋酸酯淀粉,糊化温度,峰值粘度,乙酰基含量,反应效率

淀粉可广泛应用于食品、纺织、造纸、医药、饲料、石油钻井、铸造、建筑涂料 等工业之中,它作为一种可再生资源,已成为重要的工业原辅料。而食品用变性淀粉 是食品工业的重要原辅料或加工助剂,直接影响着食品工业的发展,如何更好的开发 利用食品用变性淀粉是淀粉工业的重要任务之一。醋酸酯淀粉由于接入了乙酰化基 团,提高了淀粉的亲水性,使淀粉糊化温度降低而更适宜于食品加工,并且改变了淀 粉的抗老化性、成膜性、透明性等性质,广泛的应用于食品增稠剂⑴。近年,由于木 薯产业追求高产品种及环境因素和病虫害的影响,淀粉原料已发生了巨大变化,在理 化指标上的突出表现为淀粉糊化温度升高、峰值粘度降低、热粘度降低上,因此,传 统的以醋酸酐为反应试剂的产品已不能满足市场需求。2004 年美国食品药品管理局 FDA 正式公布了以醋酸乙烯作为试剂生产的醋酸酯淀粉可安全用于食品,规定其乙 酰基含量≤2.5%,醋酸乙烯添加量≤10%。

本文分别以醋酸酐和醋酸乙烯为反应试剂,研究不同生产条件下制备的醋酸酯淀 粉理化指标,选择最适宜的生产条件,以得到综合性能较高的醋酸酯淀粉。

1、试验设备及原料

1.1 仪器设备

Brabender V-E 粘度计;S312 型恒速搅拌器;HH-S 型恒温水浴锅;PHS-3C 型 pH 计; SHB-B88 型循环水式多用抽滤机;101-2-SⅡ型电热恒温鼓风干燥箱;SS250-A5 型食品粉碎机;电子天平;玻璃杯;三口烧瓶;移液管;滴定管。

1.2 淀粉原料

木薯原淀粉,原产地泰国。

1.3 化学药剂

10%盐酸;3%烧碱;醋酸酐;醋酸乙烯;0.5mol/L NaOH;0.5 mol/L HCl;酚酞 指示剂。

2、制备方法

2.1 以醋酸酐为反应试剂的产品制备方法

2.1.1 反应机理

醋酸酯淀粉是乙酰化基团与淀粉发生取代反应所得到的酯化类淀粉,酸酐键在碱 性作用下被活化,主要与淀粉的仲醇碳原子发生取代反应⑵,如下反应式:

2.1.2 生产工艺

采用湿法反应工艺,淀粉调浆⑶浓度 19Be’,反应温度 30℃,加烧碱调节浆液 pH 值 8~9 搅拌 10 分钟,在淀粉浆液中加入醋酸酐,同时加烧碱调节浆液 pH 值 8~9,加 药结束后继续反应 10 分钟,用盐酸中和淀粉浆液到 pH 值 6~7,经洗涤、脱水、干燥、 筛粉、包装即得成品 1#。

2.1.3 产品峰值粘度和糊化温度的测试方法

使用 V-E 型 Brabender 粘度仪,电脑自动控制,含固量 5%,总体积 450ml,仪 器设置参数为:转速 75 转/min,升降温速度 1.5~2.0℃/min,测试范围 700cm/g,起 始测试温度 50℃,升温至 95℃后保温 30min,降温至 50℃后保温 30min。测试结束 后,保存测试结果,读取峰值粘度和糊化温度。

图 1 醋酸酯淀粉 Brabender 粘度曲线图

2.1.4 醋酸酯取代度的测试方法

使用酸碱滴定法,方法略。

2. 2 以醋酸乙烯为反应试剂的产品制备方法

2.2.1 反应机理

醋酸乙烯分子量 86.09,醋酸酐分子量 102.09,两种试剂都具有一个酸酐反应基 团,因此在相同试剂添加量下,使用醋酸乙烯比醋酸酐得到的产品具有更高的理论取 代度。一般醋酸乙烯反应是以 NaCO3 为催化剂,本文以烧碱为催化剂进行反应,验 证同等条件下醋酸酐和醋酸乙烯反应的区别。醋酸乙烯的酸酐键在碱性作用下被活 化,主要与淀粉的仲醇碳原子发生取代反应,如下反应式:

2.2.2 生产工艺

采用湿法反应工艺,淀粉调浆浓度 19Be’,加烧碱调节浆液 pH 值 9~10 搅拌 10 分钟,在淀粉浆中加入醋酸乙烯,浆液升温至 35~40℃,反应 0.5~2 小时,用盐酸中 和淀粉浆液到 pH 值 6~7,经降温、洗涤、脱水、干燥、筛粉、包装即得成品 2#。

2.3 以醋酸酐和醋酸乙烯为反应试剂的产品制备方法⑷

将醋酸酐和醋酸乙烯两种反应相结合,首先进行醋酸乙烯反应,反应结束后将淀 粉浆液温度降至 30℃,然后再进行醋酸酐反应,生产醋酸酯复合变性淀粉3#。 

2.4 工艺对比及结果分析表

从表 1 数据可知:

①以醋酸酐和醋酸乙烯为反应试剂生产的醋酸酯淀粉,均可使淀粉糊化温度降低、峰 值粘度升高;

②以相同催化剂 NaOH 和 4%酯化剂添加量制备的醋酸酐(1#)和醋酸乙烯(2#)酯化 淀粉,1#比 2#具有更高的反应效率和更低的糊化温度,但峰值粘度略低;

③将醋酸酐和醋酸乙烯反应相结合进行复合酯化变性,试剂添加量为 4%,制备的淀 粉比两种试剂单独反应时具有更高的峰值粘度和反应效率,糊化温度降低幅度大。

图 2 醋酸酯淀粉 Brabender 粘度曲线对比图

3. 结论

①淀粉经醋酸酯化后,糊化温度降低,峰值粘度增加。

②以醋酸酐和醋酸乙烯为反应试剂的酯化淀粉相比,后者峰值粘度增加更明显,前者 反应效率较高,糊化温度降幅较大。

③将醋酸酐和醋酸乙烯反应相结合进行复合酯化,制备的淀粉比两种试剂单独反应时 具有更高的峰值粘度和反应效率,糊化温度明显降低,综合性能最高。

参考文献:

1. 张燕萍,变性淀粉制造与应用:化学工业出版社,2001 年,125-128。

2. 张友松,变性淀粉生产与应用手册:中国轻工业出版社,1999 年,92-95。

3. R.J 惠斯特勒等著,王雏文等译,淀粉的化学与工艺学:中国食品出版社,1988 年,368-434。

4.冯琳,李权书,乙酰化羟丙基淀粉酯的制备及其在食品加工中的应用,广西轻工业, 2005 年第四期,11-13

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