[发明专利]一种羧甲基羟乙基马铃薯变性淀粉的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于新的羧甲基羟乙基马铃薯变性淀粉的制备方法；具体说是一种用马铃薯淀粉为原料制备羧甲基羟乙基马铃薯变性淀粉的方法。

技术背景

目前，化学变性淀粉正朝着复合变性和多元变性的方向发展；复合变性淀粉指采用两种或两种以上处理方法得到的变性淀粉，它具有两种或两种以上变性淀粉各自性能的优点；多元变性淀粉指将两种或两种以上基团引到同一淀粉分子中得到的变性淀粉。这些方法使得变性淀粉的品种更多、性能更优、应用更广；可以克服单一变性淀粉性能上的缺陷，满足使用上的要求；也可以得到性能专一的产品，满足不同领域的需求。另外，国内大多数变性淀粉都以玉米淀粉为原料制得，而马铃薯淀粉本身具有更独特的性能，由其制得的马铃薯变性淀粉应该具有更优越和独特的性质；不仅可以得到性能优异的变性淀粉，而且也可以扩大变性淀粉的原料来源范围。

羧甲基淀粉和羟乙基淀粉已分别应用于各个领域，但因其性能上的不足使得具体应用受到了很大的限制。如，羧甲基淀粉不耐酸，不耐盐；羟乙基淀粉稳定性差，易分层，透明性差；使得都不能满足油田钻井和压裂上的要求，不的不使用价格昂贵的其它产品。如果能够克服羟乙基淀粉和羧甲基淀粉在工业应用时的不足；使它们的优点得到互补，改善羟乙基淀粉和羧甲基淀粉的性质，就可以扩大该变性淀粉在工业上的应用范围。

发明内容

本发明的目的是提供一种羧甲基羟乙基马铃薯变性淀粉的制备方法，使得该类产品的性能得以改变、能够得到更广泛的应用，并扩大原料的来源范围。本发明马铃薯淀粉改性过程的反应原理为：

为了实现这一目的，本发明所采用的制备步骤如下：

﹙1﹚、碱化反应

在室温下，将马铃薯淀粉加入到三口瓶内，并加入质量比80%的甲醇溶液；随后加入氢氧化钠，使其在45℃的恒温水浴锅中维持搅拌25-35min，进行碱化反应，得到碱化溶液；所述马铃薯淀粉与80％的甲醇、氢氧化钠的质量比为1：3：0.28；

﹙2﹚、羟乙基化反应

在碱化溶液中加入2-氯乙醇和催化剂，维持反应温度45℃，反应6-8h，反应结束后得到羟乙基马铃薯变性淀粉乳液；所述马铃薯淀粉与催化剂的质量比为1：0.03；马铃薯淀粉与2-氯乙醇的质量比为1：0.4-0.6；

﹙3﹚、羧甲基化反应

将上述制备得到的羟乙基马铃薯变性淀粉乳液冷却至室温，向其中添加80％的甲醇后，维持搅拌并升温至45℃，加入氢氧化钠预处理30 min；在预处理液中加入氯乙酸，控制温度40-50℃，反应4 h；所述马铃薯淀粉与80％的甲醇、氢氧化钠、氯乙酸的质量比为1：3：0.2：0.36；

﹙4﹚、后处理

反应完毕后用质量比30%的盐酸溶液中和至中性，即pH 6-7．将此中性溶液趁热进行抽滤，所得滤饼用80%的甲醇洗涤2次；然后在50℃下真空干燥5小时，粉碎后得到白色粉末。

所述羟乙基化反应中采用的催化剂是四正丁基溴化铵。

所述后处理工序中，用80%的甲醇洗涤2次时，80%甲醇每次的用量与原料马铃薯淀粉的用量相同；所述抽滤和干燥时的真空度为0.08MPa。

本发明是以马铃薯淀粉为原料，通过碱化、醚化反应在其分子中同时引入了羧甲基和羟乙基，制得了羧甲基羟乙基多元马铃薯变性淀粉产品。其具体过程是在制备得到羟乙基淀粉的基础上，再引入羧甲基基团得到羧甲基羟乙基多元马铃薯变性淀粉。羧甲基和羟乙基同时引入到淀粉实现了两种变性淀粉的优势互补，克服了其性能上的缺陷，也使得产品的取代度、粘度、抗老化性等性能显著提高，获得了性能优良的多元复合变性淀粉产品，扩大了应用范围。同时，该制备方法具有原料性能优异和来源广泛，工艺简单，安全环保，生产成本较低等特点，适合于工业化生产。

本发明的特点之一是在甲醇溶液中进行马铃薯淀粉的羟乙基化和羧甲基化反应，得到的羧甲基羟乙基马铃薯变性淀粉具有羧甲基取代度高、粘度适中、溶解性好、耐酸与耐盐性能优良、热稳定性和溶液透明度高等特点；制备反应过程中所涉及到的原料、工艺路线都符合绿色化学的要求，不会产生污染物。

本发明的另一特点是整个制备过程在同一个反应器中完成，属典型的一锅法，不需要更多的中转设备；使得具备了制备路线短、工艺简单、操作方便、节省能源、产品价格较低等特点，适合于大规模工业化生产。在制备过程中使用的溶剂甲醇价格较低，并可循环使用，能有效地降低产品的成本；这些都会促进羧甲基羟乙基马铃薯变性淀粉产品的广泛应用。

说明书附图