韓瓊潔， 張 斌, b， 倪群玉

(東華大學(xué) a. 紡織學(xué)院； b. 紡織面料技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 上海 201620)

交聯(lián)木薯淀粉的制備及性能

韓瓊潔a， 張 斌a, b， 倪群玉a

(東華大學(xué) a. 紡織學(xué)院； b. 紡織面料技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 上海 201620)

以某有機(jī)物(代號(hào)CL)為交聯(lián)劑，對(duì)木薯淀粉進(jìn)行交聯(lián)變性處理，研究了交聯(lián)劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)、氫氧化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)、反應(yīng)溫度和時(shí)間等因素對(duì)淀粉交聯(lián)度的影響，并對(duì)交聯(lián)淀粉進(jìn)行了分析表征.結(jié)果表明：交聯(lián)劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%、氫氧化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%、反應(yīng)時(shí)間為3 h、反應(yīng)溫度為50 ℃時(shí)，交聯(lián)工藝最佳，此時(shí)交聯(lián)淀粉的沉降積為1.0mL. 掃描電子顯微鏡形貌分析表明，木薯淀粉交聯(lián)后顆粒表面粗糙、有凹坑出現(xiàn)；傅里葉變換紅外光譜圖中發(fā)現(xiàn)，交聯(lián)淀粉較原淀粉在1 241 cm-1處出現(xiàn)醚鍵吸收峰，表明木薯淀粉發(fā)生了交聯(lián)反應(yīng)；X-射線衍射曲線表明，交聯(lián)反應(yīng)可使淀粉部分結(jié)晶區(qū)非晶化，結(jié)晶度較原淀粉的下降率為16.94%；交聯(lián)后淀粉黏度變大，黏度熱穩(wěn)定性明顯提高.

木薯淀粉； 交聯(lián)； 工藝參數(shù)； 沉降積

淀粉是一種天然多糖類物質(zhì)，以顆粒狀廣泛存在于植物的根、莖、果實(shí)中，是人類主要的碳水化合物來(lái)源，具有資源豐富、價(jià)格低廉、易生物降解和可再生等特點(diǎn)，在農(nóng)業(yè)、工業(yè)、科學(xué)技術(shù)等諸多領(lǐng)域一直得到廣泛應(yīng)用[1].木薯淀粉是淀粉的一個(gè)主要品種，與其他淀粉相比，具有滲透力強(qiáng)、成膜性好、蛋白質(zhì)和灰分含量比玉米淀粉低等優(yōu)點(diǎn)[2].但其原淀粉存在著糊液抗剪切性能差、易老化和加工性能不佳等缺陷.為改善木薯淀粉的性能和擴(kuò)大其應(yīng)用范圍，常需對(duì)其進(jìn)行變性.交聯(lián)淀粉是一種重要的變性淀粉，通過(guò)交聯(lián)劑的多元官能團(tuán)在淀粉大分子鏈的醇羥基間形成醚鍵或酯鍵，從而使兩個(gè)或兩個(gè)以上的淀粉大分子“架橋”形成多維空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，淀粉經(jīng)交聯(lián)后，糊液對(duì)熱、酸和剪切力的影響具有較高穩(wěn)定性，膜強(qiáng)度得到提高，淀粉熱水溶解性能得到改善，使得淀粉能適應(yīng)多種用途的相應(yīng)要求，如用作食品增稠劑、膠黏劑和潤(rùn)滑劑等[3].常用的淀粉交聯(lián)劑主要有三氯氧磷[4]、三偏磷酸鈉[5]、環(huán)氧氯丙烷[6]等，常用交聯(lián)度表征其反應(yīng)程度，交聯(lián)程度越高，則性能改善越明顯[7-8].本文采用一種“綠色”交聯(lián)劑CL對(duì)木薯淀粉進(jìn)行交聯(lián)變性處理，以沉降積作為表征交聯(lián)程度的指標(biāo)，并對(duì)交聯(lián)工藝進(jìn)行研究.

1 試 驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)原料和設(shè)備

木薯淀粉，三明百事達(dá)淀粉有限公司；交聯(lián)劑CL，分析純，含量≥99%；氫氧化鈉(NaOH)，化學(xué)純；無(wú)水硫酸鈉(Na2SO4)，化學(xué)純；鹽酸，質(zhì)量分?jǐn)?shù)36%～38%，分析純.

HH-35型數(shù)顯恒溫水浴鍋，常州澳華儀器有限公司；DW-160 W型電動(dòng)攪拌器，河南鞏義予華有限公司；301 A型電熱恒溫干燥箱，萊州電子儀器有限公司；H 1850型臺(tái)式高速離心機(jī)，長(zhǎng)沙湘儀離心機(jī)有限公司；XS-10B型多功能搖擺粉碎機(jī)，東莞市隆鑫機(jī)電設(shè)備有限公司；JH 6101型電子精密天平，杭州匯爾儀器設(shè)備有限公司；NDJ-79型旋轉(zhuǎn)黏度儀，上海精密儀器公司；三口燒瓶，1 000 mL.

1.2 交聯(lián)淀粉的制備

將200 g 木薯淀粉(干基)分散于300 mL蒸餾水中，轉(zhuǎn)入已置于恒溫水浴槽的三口燒瓶中，開動(dòng)攪拌器恒速攪拌，加入14 g Na2SO4和一定量NaOH攪拌至完全溶于水中.稍后將一定量交聯(lián)劑CL于4～5 min內(nèi)滴入反應(yīng)液中，在工藝要求的溫度、時(shí)間下反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后調(diào)節(jié)反應(yīng)液pH值至中性，洗滌、烘干、粉碎得交聯(lián)淀粉.

1.3 交聯(lián)度的測(cè)試

交聯(lián)度是表征高分子交聯(lián)程度的指標(biāo)，但由于難以直接測(cè)量交聯(lián)淀粉中的交聯(lián)度，目前多采用間接指標(biāo)來(lái)衡量交聯(lián)度.依據(jù)沉降積與交聯(lián)度呈負(fù)相關(guān)性的原理，即沉降積越小，交聯(lián)度越大，反之則反.因此，本文采用沉降積表征淀粉的交聯(lián)度[9].交聯(lián)淀粉沉降積的測(cè)試方法如下所述.

準(zhǔn)確稱取折算成絕干的交聯(lián)淀粉0.5 g(精確至0.001 g)，置于100 mL燒杯中，用移液管加入25 mL蒸餾水制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2% 的淀粉乳.將燒杯置于82～85 ℃的恒溫水浴中稍加攪拌，保溫2 min，取出冷卻至室溫后，向兩只離心管中分別倒入攪拌均勻的10 mL乳液，對(duì)稱裝入離心沉降機(jī)內(nèi)，開動(dòng)沉降機(jī)，緩慢加速至4 000 r/min.用秒表計(jì)時(shí)，運(yùn)轉(zhuǎn)2 min后停止.取出離心管，將上層清液倒入另一只同樣體積的空離心管中，讀出清液體積值，按式(1)計(jì)算沉降積[10].

沉降積=10- V

(1)

式中：V為清液體積，mL；10為所量取的淀粉乳液體積，mL.

1.4 淀粉顆粒形貌觀察

由于淀粉顆粒直徑一般為5～50 μm，因此掃描電子顯微鏡(SEM)可適用于淀粉顆粒形貌的直觀觀察[11].采用TESCAN MIRA3 XMU/XMH型熱場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡對(duì)木薯原淀粉和交聯(lián)淀粉進(jìn)行表面形態(tài)觀察研究.

1.5 傅里葉變換紅外光譜的測(cè)試

分別將木薯原淀粉和交聯(lián)淀粉用KBr壓片法制樣，在65 ℃下烘干4 h.用Avatar型紅外吸收光譜儀測(cè)淀粉的紅外吸收光譜，掃描范圍為4 000～400 cm-1.

1.6 X-射線衍射(XRD)測(cè)試

采用日本RIGAKU公司D/Max—2550PC型X-射線衍射儀，對(duì)木薯原淀粉和交聯(lián)淀粉進(jìn)行XRD測(cè)試.測(cè)試條件：Cu陽(yáng)極靶射線；電壓為40 kV；電流為200 mA；起始角為2°；終止角為50°；掃描速度為12°/min.

1.7 黏度及黏度熱穩(wěn)定性的測(cè)試

按淀粉干基計(jì)算，配置質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%的淀粉乳液，攪拌、加熱至95 ℃開始計(jì)時(shí)，并在95 ℃下保溫1h，吸取適量糊液置于黏度計(jì)測(cè)定器內(nèi)，待指針?lè)€(wěn)定，重復(fù)兩次，計(jì)算算術(shù)平均值.此后每隔30 min測(cè)黏度一次，共測(cè)定5次.

淀粉樣品的黏度是在95 ℃下保溫1h所測(cè)得的黏度值，單位為mPa·s.

黏度熱穩(wěn)定性=1-黏度波動(dòng)率

黏度波動(dòng)率是淀粉樣品從升溫到95 ℃開始計(jì)時(shí)，分別在95 ℃下保溫60， 90， 120， 150和180 min測(cè)定的黏度值的極差與95 ℃保溫1 h測(cè)定的黏度值的比值，按式(2)計(jì)算[10].

(2)

式中：η1為在95 ℃下準(zhǔn)備保溫1h測(cè)得的樣品黏度值，mPa·s；max|η-η′|為分別在95 ℃下保溫60，90，120，150和180 min測(cè)定的黏度值的極差.

2 結(jié)果與討論

2.1 交聯(lián)劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

交聯(lián)劑CL通過(guò)醚化反應(yīng)在淀粉大分子的羥基間形成醚鍵，從而制得交聯(lián)淀粉，交聯(lián)反應(yīng)可表示為

式中：Rst—OH表示淀粉的化學(xué)結(jié)構(gòu)式；交聯(lián)劑X表示包括交聯(lián)劑CL在內(nèi)的淀粉交聯(lián)劑.

在NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.50%、 Na2SO4質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%、反應(yīng)溫度為50 ℃、反應(yīng)時(shí)間為3 h的條件下，交聯(lián)劑CL質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別選取0.125%， 0.250%， 0.500%， 1.000%， 2.000%， 4.000%進(jìn)行試驗(yàn)，其中NaOH、 Na2SO4和交聯(lián)劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為占淀粉干基的質(zhì)量百分比.交聯(lián)劑不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)下的交聯(lián)淀粉沉降積試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示.

圖1 不同交聯(lián)劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)下的交聯(lián)淀粉沉降積變化Fig.1 Sedimentation volume of cross-linked starch with different mass fractions of cross-linked reagent

從圖1可以看出，隨著交聯(lián)劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，交聯(lián)淀粉沉降積減小，即產(chǎn)品交聯(lián)度增加.交聯(lián)劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.500%時(shí)，沉降積的減小較明顯，交聯(lián)劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)從0.125%增加到0.500%時(shí)，沉降積減小0.7 mL；交聯(lián)劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)0.500%之后，隨著交聯(lián)劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，交聯(lián)淀粉的沉降積減小趨緩，交聯(lián)度增量不大.因?yàn)榻宦?lián)劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)過(guò)小時(shí)，無(wú)法為淀粉提供足夠的反應(yīng)試劑，故沉降積較高，交聯(lián)度較低；隨著交聯(lián)劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，使淀粉分子周圍可利用的交聯(lián)劑分子數(shù)目增多，可使更多淀粉分子鏈間的羥基發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)；而交聯(lián)劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)過(guò)高時(shí)，由于淀粉大分子鏈上未發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)的羥基越來(lái)越少，反應(yīng)難度逐漸增加，故交聯(lián)淀粉的沉降積減幅并不大.此外，交聯(lián)劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于1.000%時(shí)，不僅未明顯益于交聯(lián)度提高，還會(huì)增加反應(yīng)成本，也不利于反應(yīng)物的純度.綜上所述，交聯(lián)劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在0.500%較適宜.

2.2 NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

在交聯(lián)劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.500%、 Na2SO4質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%、反應(yīng)溫度為50 ℃、反應(yīng)時(shí)間為3 h的條件下，NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別選取 0.75%， 1.00%， 1.25%， 1.50%進(jìn)行試驗(yàn)，所得交聯(lián)淀粉沉降積測(cè)試結(jié)果如圖2所示.

圖2 不同NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)下的交聯(lián)淀粉沉降積變化Fig.2 Sedimentation volume of cross-linked starch with different mass fractions of NaOH

從圖2可以看出，隨著NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大，沉降積逐漸減小，即交聯(lián)度呈逐漸增大的趨勢(shì).由于NaOH起到調(diào)節(jié)反應(yīng)液pH值的作用，其用量較少時(shí)，反應(yīng)速度慢且達(dá)不到一定交聯(lián)程度；隨著NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，反應(yīng)環(huán)境逐漸接近較佳反應(yīng)條件，故交聯(lián)程度隨之提高.筆者試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)1.50% 時(shí)，淀粉易糊化，淀粉乳液結(jié)塊，難以攪拌，后處理困難，不能制得顆粒狀淀粉.綜合考慮，NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)選擇1.50%較適宜.

2.3 反應(yīng)溫度的影響

在交聯(lián)劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.500%、 NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.50%、 Na2SO4質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%、反應(yīng)時(shí)間為3 h條件下，反應(yīng)溫度分別選擇35， 40， 45， 50 ℃進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果如圖3所示.

從圖3可以看出，隨著反應(yīng)溫度的升高，淀粉沉降積下降，交聯(lián)度增大.因?yàn)闇囟壬呖杉铀俜肿舆\(yùn)動(dòng)，增加反應(yīng)活性和分子間碰撞幾率，從而提高交聯(lián)反應(yīng)的速度和效率.同時(shí)，較高溫度促進(jìn)淀粉顆粒的溶脹，提高試劑的滲透性，這些皆有利于交聯(lián)反應(yīng)的進(jìn)行.但溫度高于50 ℃時(shí)，在堿作用下淀粉易糊化，同時(shí)過(guò)高溫度使得一些副反應(yīng)加劇.故反應(yīng)溫度選擇50 ℃較適宜.

圖3 不同反應(yīng)溫度下的交聯(lián)淀粉沉降積變化Fig.3 Sedimentation volume of cross-linked starch with different reaction temperatures

2.4 反應(yīng)時(shí)間的影響

在交聯(lián)劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.500%、 NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.50%、 Na2SO4為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%、反應(yīng)溫度為50 ℃ 條件下，反應(yīng)時(shí)間分別選擇2， 3， 4， 5 h進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果如圖4所示.

圖4 不同反應(yīng)時(shí)間下的交聯(lián)淀粉沉降積變化Fig.4 Sedimentation volume of cross-linked starch with different reaction time

由圖4可以看出，隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，淀粉沉降積逐漸減小，也即交聯(lián)度逐漸增大，反應(yīng)時(shí)間2 h時(shí)，沉降積較大，3 h之后變化趨勢(shì)平緩.原因是增加反應(yīng)時(shí)間，有利于反應(yīng)物之間接觸和交聯(lián)劑與淀粉羥基間充分反應(yīng)，提高淀粉交聯(lián)度.但反應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)，淀粉交聯(lián)度沒(méi)有得到明顯增加，主要是因?yàn)殡S著時(shí)間的增加，淀粉大分子鏈上可發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)的羥基越來(lái)越少，難度越來(lái)越大，而且此時(shí)交聯(lián)劑發(fā)生的分解等副反應(yīng)亦隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，致使交聯(lián)度增加趨緩.另外，在生產(chǎn)中，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)不利于縮短生產(chǎn)周期，降低能耗. 因此，反應(yīng)時(shí)間控制在3 h為宜.

2.5 淀粉顆粒形貌分析

圖5為木薯原淀粉和交聯(lián)淀粉放大5 000倍的掃描電子顯微鏡圖，其中，交聯(lián)淀粉為交聯(lián)劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.500%、 NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.50%、Na2SO4質(zhì)量分?jǐn)?shù)7%、反應(yīng)溫度50 ℃、反應(yīng)時(shí)間3 h下所制備的樣品，其沉降積為1.0 mL.

(a) 原淀粉

(b) 交聯(lián)淀粉

從圖5(a)中可以看出，木薯原淀粉顆粒多為實(shí)心圓和多角形，表面結(jié)構(gòu)緊密，有些局部向內(nèi)彎曲，棱角光滑圓潤(rùn).由于淀粉是一種具有致密結(jié)構(gòu)、一定結(jié)晶度的顆粒狀高聚物，交聯(lián)劑難以滲透到顆粒內(nèi)部，反應(yīng)主要發(fā)生在淀粉顆粒表面.從圖5(b)中可以看出，經(jīng)交聯(lián)變性后的淀粉顆粒表面變粗糙，不及原淀粉光滑，表面出現(xiàn)不規(guī)則的凹坑，表明交聯(lián)反應(yīng)使淀粉顆粒的表面形態(tài)發(fā)生一定程度變化，破壞了淀粉顆粒表面的完整性.

2.6 傅里葉變換紅外光譜分析

圖6為木薯原淀粉和交聯(lián)淀粉傅里葉變換紅外光譜圖，其中，交聯(lián)淀粉為交聯(lián)劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.250%、 NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.50%、Na2SO4質(zhì)量分?jǐn)?shù)7%、反應(yīng)溫度50 ℃、反應(yīng)時(shí)間3 h下所制備的樣品，沉降積為1.5 mL.

圖6 原淀粉和交聯(lián)淀粉傅里葉變換紅外光譜圖Fig.6 FTIR spectra of the native starch and cross-linked starch

從圖6可以看出，由于原淀粉和交聯(lián)淀粉的化學(xué)鍵基本相同，故在吸收峰波數(shù)方面差別不大.在1 642 cm-1附近的峰是由分子內(nèi)氫鍵形成的，在原淀粉中，此處的峰較強(qiáng)，尖銳突出，交聯(lián)淀粉此處峰強(qiáng)度減弱，較原淀粉峰寬，系交聯(lián)后交聯(lián)化學(xué)鍵增多和分子內(nèi)氫鍵減少所致.由于淀粉中具有較多的振動(dòng)吸收強(qiáng)度大的C—O鍵，易對(duì)醚鍵C—O—C的特征吸收峰產(chǎn)生干擾.故圖6中還可以看出，1 241 cm-1處交聯(lián)淀粉較原淀粉有吸收峰存在，此處為醚鍵伸縮振動(dòng)峰，但不是特別尖銳突出.1 021 cm-1處的峰對(duì)淀粉內(nèi)無(wú)定形態(tài)的含量十分敏感，因此，可以用此處的峰高來(lái)判斷淀粉分子中有序形態(tài)和無(wú)定形態(tài)之間的相互轉(zhuǎn)化[12].交聯(lián)反應(yīng)破壞了淀粉分子的有序性，1 021 cm-1處的峰強(qiáng)度增加.

2.7 X-射線衍射分析

圖7為木薯原淀粉和交聯(lián)淀粉的X-射線衍射圖，其中，交聯(lián)淀粉為交聯(lián)劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.500%、NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.50%、Na2SO4質(zhì)量分?jǐn)?shù)7%、反應(yīng)溫度50 ℃、反應(yīng)時(shí)間3 h下所制備的樣品，沉降積為1.0 mL.

圖7 原淀粉和交聯(lián)淀粉X-射線衍射曲線Fig.7 X-ray diffraction spectra of the native starch and cross-linked starch

由圖7可以看出，木薯原淀粉在2θ為16°， 18°， 25°附近存在明顯的特征衍射峰， 而交聯(lián)木薯淀粉在16°和18°的特征衍射峰明顯減弱、25°的特征衍射峰有所降低.用Jade 6.0軟件計(jì)算得出原淀粉和交聯(lián)淀粉的結(jié)晶度分別為37.79%和31.39%，交聯(lián)后結(jié)晶度的下降率為16.94%.這說(shuō)明交聯(lián)劑CL對(duì)淀粉的變性，不但發(fā)生在無(wú)定形區(qū)，也發(fā)生在結(jié)晶區(qū)表面，對(duì)結(jié)晶區(qū)有一定程度的破壞.

2.8 黏度及黏度熱穩(wěn)定性分析

用于黏度及其熱穩(wěn)定性測(cè)試分析的交聯(lián)淀粉制備工藝：交聯(lián)劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.125%、 NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.50%、Na2SO4質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%、反應(yīng)溫度為50 ℃、反應(yīng)時(shí)間為3 h，所制備的交聯(lián)淀粉樣品沉降積為1.8 mL.原淀粉和交聯(lián)淀粉黏度測(cè)試結(jié)果如表1所示.

表1 原淀粉和交聯(lián)淀粉的黏度

交聯(lián)后淀粉分子以“架橋”形式結(jié)合在一起，分子鏈變大，使得糊液黏度較原淀粉升高.由于淀粉糊液是一種非牛頓流體，處于高溫下的時(shí)間越長(zhǎng)，則糊液的黏度越低.因此，在表1中，不論是原淀粉，還是交聯(lián)淀粉，糊液的黏度均隨保溫時(shí)間的延長(zhǎng)而下降.但淀粉交聯(lián)后，羥基間形成的交聯(lián)化學(xué)鍵提高了淀粉的耐剪切能力，使得淀粉的熱穩(wěn)定性提高，故交聯(lián)淀粉的黏度熱穩(wěn)定性較原淀粉提高.

3 結(jié) 論

(1) 以沉降積為衡量交聯(lián)度的指標(biāo)，確定交聯(lián)劑CL制備木薯交聯(lián)淀粉的較佳工藝：交聯(lián)劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.500%、 NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.50%、Na2SO4質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%反應(yīng)溫度50 ℃、反應(yīng)時(shí)間 3 h，此工藝下制備的交聯(lián)淀粉的沉降積為1.0mL.

(2) SEM形貌分析表明，交聯(lián)反應(yīng)后淀粉顆粒表面粗糙、有凹坑出現(xiàn)；FTIR分析表明，交聯(lián)淀粉較原淀粉在1 241 cm-1處出現(xiàn)醚鍵吸收峰，木薯淀粉發(fā)生了交聯(lián)反應(yīng)；XRD曲線表明，交聯(lián)反應(yīng)可使淀粉部分結(jié)晶區(qū)非晶化，結(jié)晶度較原淀粉的下降率為16.94%；交聯(lián)后淀粉的黏度變大，黏度熱穩(wěn)定性明顯提高.

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Preparation and Properties of Cross-Linked Cassava Starch

HANQiong-jiea,ZHANGBina, b,NIQun-yua

(a. College of Textiles; b. Key Laboratory of Textile Science & Technology,Ministry of Education, Donghua University, Shanghai 201620 ,China)

Cassava starch was modified with a cross-linked reagent CL. The influence of content of CL and NaOH, reaction temperature and reaction time on the degree of cross-linking was studied, and the cross-linked starch was characterized. The results showed that the optimum degree of cross-linked starch was obtained under the condition of 0.5% concentration of CL, 1.5% concentration of NaOH, 3 h and 50 ℃, while the sedimentation volume was 1.0 mL. The results of scanning electron microscope showed that the granules of cross-linked starch had some dents on their surfaces. It was confirmed that the cross-linked reaction happened because the absorption peak of ether bond was found at 1 241 cm-1in the Fourier transform infrared spectroscopy of cross-linked starch. The results of X-ray diffraction showed that the decrease percentage of crystallinity was 16.94% after cross-linking reaction. Viscosity of starch increased and their heat stability were improved obviously after cross-linking reaction.

cassava starch; cross-linking; process parameter; sedimentation volume

1671-0444(2016)01-0057-06

2014-12-01

韓瓊潔(1989—)，女，河南周口人，碩士研究生，研究方向?yàn)榈矸鄄牧系母男耘c處理. E-mail: hanqiongjie@126.com

張 斌(聯(lián)系人)，男，副教授，E-mail: zhangbin@dhu.edu.cn

TS 236.9

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