辛烯基琥珀酸淀粉酯的脂肪酶耦合合成及其性质研究

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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。
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