一种干法制备酯化淀粉的方法技术

本发明专利技术涉及一种干法制备酯化淀粉的方法，将淀粉、脂肪酸与生物酶置于捏合机混合，得混合物；给混合物加缓冲液至10％-60％，调整混合物pH值，置于捏合机中在50～80℃下恒温反应4～72h得酯化淀粉粗产品，用热乙醇洗涤除去未反应的脂肪酸；置于恒温干燥箱中，在50℃下烘干，105℃下烘至恒重，冷却得酯化淀粉产品。本发明专利技术采用生物酶法催化反应过程，无需高温高压，设备无特殊要求，生产成本低；生产工艺简单可控，水分含量低，后续干燥能耗少；生产过程中无有机溶剂使用，毒性低，无环境污染，可实现清洁无害化生产，产品形态良好，具有更广泛的应用前景。采用本发明专利技术生产的酯化淀粉可用于制备塑料薄膜，其膜强度高、韧性好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物变性淀粉领域，具体涉及一种以生物酶法催化制备酯化淀粉的制备方法。
技术介绍
淀粉酯具有热塑性和疏水性，用于各种各样可降解材料。长链有机酸淀粉酯已在工业上广泛应用，包括塑料、制药、生物医学例如骨骼固定和替换，缓释药物载体和其他生物活性剂等，还可应用于造纸、纺织等其他领域。此外，淀粉酯化材料可生物降解，具有广阔的市场应用前景和积极地社会意义。近年来研究较多的淀粉酯化方法多采用酸性或碱性环境，生产过程需经过多次水洗后干燥，生产能耗高，对环境造成污染。目前研究报道最多的热塑性淀粉为长碳链、高取代度淀粉有机酸酯。近年来，国内外学者研究较多的长链酯化基团有辛烯基琥珀酸、十二烯基琥珀酸、硬脂酸和亚油酸等，烷基有机酸淀粉酯的性质取决于有机酸酯基团的性质、取代度以及原淀粉中直、支链的含量。随着碳链长度和取代度的提高，淀粉酯的疏水性增强玻璃化转变温度(Tg)下降，熔融温度(Tffl)下降甚至完全消失而成为完全无定形材料。淀粉有机酸酯的合成方法按加工条件的不同可分为有机溶剂法、非均相试剂法和熔融法。通常淀粉有机酸酯是由淀粉在有机溶剂(如二氧杂环已烷、DMF、吡唆、正已烷等)中形成淀粉悬浮液和脂肪酰氯反应制得。此种方法由于淀粉以颗粒形式反应，反应效率低，取代基在淀粉链上的均匀性、取代度有限，影响产品的应用。淀粉和脂肪酰氯在DMA/LiCl中均相酰化合成，比非均相反应具有更好的再现性，但产品颜色不佳。化学合成制备高取代度淀粉有机酸酯采用有机溶剂法，有机溶剂毒性大，反应需在强碱、高温下进行。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述现状，旨在提供一种能耗低、污染少，能有效提高酯化效率，成本低廉、来源丰富，操作简便的干法制备酯化淀粉的方法。本专利技术目的的实现方式为，，具体步骤如下，(I)将淀粉、脂肪酸与生物酶按重量比20 200 : I 20 : O. 2 4的比例置于捏合机混合，得混合物；(2)给混合物加磷酸缓冲溶液，使水分含量至10 % -60 %混合物pH值至4 7后置于捏合机中在50 80°C下恒温反应4 72h得酯化淀粉粗产品，捏合机的搅拌速度为100 500r/min ；(3)酯化淀粉粗产品用热乙醇洗涤，以除去未反应的脂肪酸；(4)除去未反应脂肪酸的酯化淀粉置于恒温干燥箱中，在50°C下烘干，105°C下烘至恒重，冷却得酯化淀粉产品；所述淀粉为玉米淀粉、木薯淀粉、红薯淀粉、马铃薯淀粉、大米淀粉中的一种或两种的混合，两种的混合比为任意比；所述脂肪酸为硬脂酸、油酸、月桂酸中的一种或任意几种的混合，任意几种的混合比为任意配比；所述生物酶为α -淀粉酶、葡萄糖苷淀粉酶、脂肪酶、普鲁兰酶中的任意一种或任意集中的混合；所得酯化淀粉产品为白色粉末，其酯化取代度> O. 02，特征粘度> 140mL/g。本专利技术的有益效果是I、采用生物酶法催化反应过程，反应无需高温高压，设备无特殊要求，生产成本低，2、生产工艺简单可控，水分含量低，后续干燥能耗少， 3、生产过程中无有机溶剂使用，毒性低，无环境污染，可实现清洁无害化生产，产品形态良好，具有更广泛的应用前景。采用本专利技术生产的酯化淀粉可用于制备塑料薄膜，其膜强度高、韧性好。附图说明附图为专利技术的工艺流程图。具体实施例方式参照附图，本专利技术是将淀粉、脂肪酸与生物酶置于捏合机混合，得混合物；给混合物加水至10% -60%，调整混合物pH值，置于捏合机中在30 80°C下恒温反应I 72h得酯化淀粉粗产品，用热乙醇洗涤除去未反应的脂肪酸；置于恒温干燥箱中，在50°C下烘干，105°C下烘至恒重，冷却得酯化淀粉产品。 下面用具体实施例详述本专利技术。实施例I :(I)将大米淀粉、月桂酸与脂肪酶按重量比20 6 O. 2的比例置于捏合机混合，得混合物；(2)给混合物加磷酸缓冲溶液，使水分含量至30 %，混合物pH值至5. O后置于捏合机中在6() °C下恒温反应24h得酯化淀粉粗产品，捏合机的搅拌速度为400r/min ；(3)酯化淀粉粗产品用热乙醇洗涤，以除去未反应的脂肪酸；(4)除去未反应脂肪酸的酯化淀粉置于恒温干燥箱中，在50°C下烘干，105°C下烘至恒重，冷却得酯化淀粉产品。酯化淀粉产品的取代度为O. 0212，特征粘度为141mL/g。实施例2 (I)将玉米淀粉、油酸、硬脂酸与脂肪酶按重量比50 5 5 O. 8的比例置于捏合机混合，得混合物；(2)给混合物加磷酸缓冲溶液，使水分含量至10 %，混合物pH值至4. 5后置于捏合机中在80°C下恒温反应4h得酯化淀粉粗产品，捏合机的搅拌速度为500r/min ；(3)酯化淀粉粗产品用热乙醇洗涤，以除去未反应的月桂酸；(4)除去未反应脂肪酸的酯化淀粉置于恒温干燥箱中，在50°C下烘干，105°C下烘至恒重，冷却得酯化淀粉产品。酯化淀粉产品的取 代度为O. 0217，特征粘度为143mL/g。实施例3 (I)将木薯淀粉、油酸、α-淀粉酶及脂肪酶按重量比100 15 O. 2 O. 8的比例置于捏合机混合，得混合物；(2)给混合物加磷酸缓冲溶液，使水分含量至50 %，混合物pH值至6. 5后置于捏合机中在50°C下恒温反应48h得酯化淀粉粗产品，捏合机的搅拌速度为lOOr/min ；(3)酯化淀粉粗产品用热乙醇洗涤，以除去未反应的脂肪酸；(4)除去未反应脂肪酸的酯化淀粉置于恒温干燥箱中，在50°C下烘干，105°C下烘至恒重，冷却得酯化淀粉产品。酯化淀粉产品的取代度为O. 0221，特征粘度为147mL/g。实施例4 (I)将红薯淀粉、油酸与脂肪酶按重量比30 I O. 5的比例置于捏合机混合，得混合物；(2)给混合物加磷酸缓冲溶液，使水分含量至40 %，混合物pH值至6. O后置于捏合机中在55°C下恒温反应36h得酯化淀粉粗产品，捏合机的搅拌速度为400r/min ；(3)酯化淀粉粗产品用热乙醇洗涤，以除去未反应的脂肪酸；(4)除去未反应脂肪酸的酯化淀粉置于恒温干燥箱中，在50°C下烘干，105°C下烘至恒重，冷却得酯化淀粉产品。酯化淀粉产品的取代度为O. 0214，特征粘度为149mL/g。实施例5 : (I)将玉米淀粉、硬脂酸月桂酸与α -淀粉酶按重量比200 : 5 : 15 : 4的比例置于捏合机混合，得混合物；(2)给混合物加磷酸缓冲溶液，使水分含量至50 %，混合物pH值至7. O后置于捏合机中在80°C下恒温反应16h得酯化淀粉粗产品，捏合机的搅拌速度为300r/min ；(3)酯化淀粉粗产品用热乙醇洗涤，以除去未反应的脂肪酸；(4)除去未反应脂肪酸的酯化淀粉置于恒温干燥箱中，在50°C下烘干，105°C下烘至恒重，冷却得酯化淀粉产品。酯化淀粉产品的取代度为O. 0212，特征粘度为141mL/g。实施例6:(I)将马铃薯淀粉、玉米淀粉、油酸与普鲁兰酶按重量比10 10 I O. 6的比例置于捏合机混合，得混合物；(2)给混合物加磷酸缓冲溶液，使水分含量至60 %，混合物pH值至5. O后置于捏合机中在50°C下恒温反应20h得酯化淀粉粗产品，捏合机的搅拌速度为200r/min ；(3)酯化淀粉粗产品用热乙醇洗涤，以除去未反应的脂肪酸；(4)除去未反应脂肪酸的酯化淀粉置于恒温干本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：汪兰，高艳，吴文锦，夏和舟，熊光权，梅新，乔宇，廖涛，高虹，王俊，廖李，
申请(专利权)人：湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所，
类型：发明
国别省市：