一种醋酸酯淀粉的生产方法
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- 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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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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