[发明专利]制备高吸水性魔芋葡甘聚糖丙烯酸辐照接枝聚合物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及农产品辐射加工工艺领域，特别涉及制备高吸水性魔芋葡甘聚糖丙烯酸辐照接枝聚合物的方法。

背景技术

魔芋是我国中西部山区的重要经济作物[牛义，张盛林，王志敏等.中国的魔芋资源.西南园艺，2005，33(2)：22-24]，对魔芋球茎中主要成分魔芋葡甘聚糖(KMG)的研究和应用是热点问题。魔芋葡甘聚糖是由葡萄糖和甘露糖以糖苷键相连形成的高分子聚合物，向其醇羟基上引入亲水性基团，可改变其化学性质[朱伯华，杨玲，谢国生等.湖北省魔芋种植区划的系统分析.湖北农业科学，2005(3)：11-13]，如吸水性。在钴60-γ射线照射下，魔芋与丙烯酸(钠)接枝反应就是利用这个原理，接枝聚合物吸水倍数达到540倍，较魔芋粉本身的60倍增加了480倍[邓霄，潘思轶，林若泰.辐照法魔芋葡甘聚糖丙烯酸接枝共聚反应条件研究.食品科学，2005，26(8)：225-229]。方法操作简单，无残留，无污染[刘爱红，姜发堂，张声华.魔芋粉接枝丙烯酸(钠)超强吸水剂的制备.材料科学与工程学报，2004，22(4)：588-591]。因此，该技术应用前景广阔。

但是，魔芋加工仅停留在魔芋粉本身的纯化和化学改性研究，容易造成附加值低或残留问题，魔芋深加工转化增值困难。而且，目前辐照改性鲜有研究，吸水倍数也有待提高，魔芋丙烯酸辐照接枝聚合物的应用领域一直未曾拓展。本发明提高了魔芋辐照接枝聚合物的吸水倍数，为吸水材料的开发奠定了基础。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：通过改进魔芋葡甘聚糖丙烯酸辐照接枝聚合物制备工艺，提高魔芋辐照接枝聚合物吸水倍数。

本发明的具体技术方案如下：

一种制备高吸水性魔芋葡甘聚糖丙烯酸辐照接枝聚合物工艺，其制备步骤包括：

1)、按魔芋粉与丙烯酸的质量体积比为1∶7取原料；

2)、NaOH与丙烯酸混合，NaOH中和丙烯酸中和度为55％；

3)、将水与魔芋粉按质量比为33∶1-44∶1混合，混合条件：加热，搅拌，控制温度在60℃以下；

4)、将步骤2)得到混合液加入3)中，混合均匀。混合反应条件同步骤3)；

5)、将步骤4)得到的产物在氮气保护下用⁶⁰Co-γ辐照源常温辐照，吸收剂量4-6kGy，形成胶体；

6)、用蒸馏水冲洗步骤5)得到的胶体，烘干，粉碎分级，得魔芋葡甘聚糖丙烯酸辐照接枝聚合物产品，烘干温度控制在20℃-50℃之间。

本发明的魔芋葡甘聚糖丙烯酸辐照接枝聚合物，吸水环境在水温60℃以下，pH为6的蒸馏水或去离子水，最快吸水速度13.6g·g^-1·min^-1，吸水倍数达900倍(魔芋葡甘聚糖丙烯酸辐照接枝聚合物质量的900倍)。

本发明既提高产品的吸水倍数，也节约了干燥成本，从两个方面降低了产品的生产成本。

附图说明

图1魔芋葡甘聚糖丙烯酸辐照接枝聚合物干燥温度对吸水倍数的影响

图2水温对魔芋葡甘聚糖丙烯酸辐照接枝聚合物吸水倍数的影响

图3魔芋葡甘聚糖丙烯酸辐照接枝聚合物在不同pH溶液下与蒸馏水中吸水倍数的百分比

图4魔芋葡甘聚糖丙烯酸辐照接枝聚合物常温下吸水速度

具体实施方式

下面通过实例进一步说明本发明的技术内容和效果。

实施例1

水与魔芋粉的质量比对产品吸水性能影响试验

试验步骤为：

1)量取丙烯酸21毫升和9.5摩尔/升的NaOH 17.8毫升，搅拌使二者混合均匀；

2)称取4份魔芋粉，每份3克；量取水体积分别为200毫升，161毫升，131毫升和101毫升，用以配成水与魔芋粉质量比不同的4个样品。以200毫升水的样品为对照[文献：辐照法魔芋葡甘聚糖丙烯酸接枝共聚反应条件研究；邓霄，潘思轶，林若泰..食品科学，2005，26(8)：225-229。用水量为200毫升]。加水161毫升的量是将丙烯酸21毫升，NaOH17.8毫升和水的体积161毫升相加之和为200得来的。131和101是每30毫升差距均匀取值。水加热至60℃，搅拌，缓缓加入魔芋粉，搅拌继续，温度控制在60℃以内。加热和搅拌的作用是以便魔芋粉充分溶胀。温度过高溶胀的魔芋容易解析水。

3)将步骤1)得到的混合液加入到步骤2)的混合液中，温度控制60℃以内，搅拌继续，至磁力搅拌子不能转动时，用玻棒搅拌，当搅动困难，且胶体内部出现大量气泡时停止；