干法机械力诱导酯化反应制备辛烯基琥珀酸淀粉酯及应用_2

文档序号:9591649阅读:来源:国知局
4% (占淀粉干基)的辛烯基琥珀酸酐的混合液,搅拌混匀,再加入 120kg懦米淀粉,混合均勾,得到的混合物料;
[0032] (2)研磨:称取球磨珠(其中直径6mm和直径3mm的球的重量比为7:3) 100g,与酯 化工艺步骤(1)所得的混合物料一同放入球磨机的球磨罐中,加盖,研磨参数为:每小时更 换一次正向-反向和反向-正向的旋转方向,转速450r/min,反应温度为40°C,研磨时间为 20h,得到酯化淀粉,测得的取代度为0. 0208,反应效率为78. 56%。
[0033] 实施例2基于雷蒙磨的干法机械力诱导酯化反应制备辛烯基琥珀酸淀粉酯的方 法举例
[0034] 1.原料与设备:试验材料为市售糯米淀粉(食用级),化学试剂均为分析纯,从化 学试剂公司购买,雷蒙磨型号为CXLM-4R。
[0035] 2.雷蒙磨酯化工艺
[0036] ⑴混料:同实施例1中的酯化工艺步骤(1);
[0037] (2)研磨:开启磨粉主机和电磁振动给料机,调节主机转速为140r/min,此时磨辊 所受离心力F约为3433N,反应温度为45°C,研磨时间0. 5h,得到微细化酯化淀粉,测得的 取代度为〇. 0212,反应效率为81. 58%。计算公式如下:
[0038] 磨辊所受离心力F= 4π2n2mr
[0039] 式中:η为主机转速(r/s) ;m为磨辑质量(kg) ;r为磨辑半径。
[0040] 实施例3研磨时间对辛烯基琥珀酸淀粉酯取代度和反应效率的影响举例
[0041] 按照实施例1或2的步骤,分别采用球磨法或雷蒙磨法制备辛烯基琥珀酸淀粉酯。 研究研磨时间对辛烯基琥珀酸淀粉酯取代度(DS)和反应效率(RE)的影响。取代度和反应 效率的测定参考文献(Heetal.,2006)的方法。计算公式如下:
[0042]
[0043] 式中:V为滴定耗用NaOH溶液的体积(ml) ;M为滴定用NaOH溶液的摩尔浓度 (mol/L);ff
[0044] 为改性淀粉的质量(g)。RE=实际DS/理论DSX100%
[0045]
[0046] 发明效果见图1和图2。由图1和图2可知,研磨时间对辛烯基琥珀酸淀粉酯的取 代度和反应效率有较大影响,辛烯基琥珀酸淀粉酯的取代度和反应效率随研磨时间的延长 而显著增加。当球磨机研磨时间大于20h时,其取代度和反应效率增加不显著大,因此从节 约能耗上考虑选取球磨机研磨时间为20h。当雷蒙磨研磨时间大于30min时,其取代度和反 应效率增加不显著,因此从节约能耗上考虑选取雷蒙磨研磨时间为30min。
[0047] 实施例4 0SA/淀粉比例对辛烯基琥珀酸淀粉酯取代度和反应效率的影响
[0048] 按照实施例1或2的步骤,采用球磨法或雷蒙磨法制备辛烯基琥珀酸淀粉酯。研 究0SA/淀粉比例对辛烯基琥珀酸淀粉酯取代度和反应效率的影响。发明效果见图3和图 4。由图3和图4可知,0SA/淀粉比例对辛烯基琥珀酸淀粉酯的取代度和反应效率有较大影 响,随着0SA添加量从1%增加到9%,取代度逐渐增大而反应效率先增大后逐渐减小。根 据规定,食用淀粉的0SA改性剂的限量为5% (w/w),综合考虑取代度反应效率和0SA允许 添加量三个因素,选取0SA/淀粉比例为3%。
[0049] 实施例5反应温度对辛烯基琥珀酸淀粉酯取代度和反应效率的影响
[0050] 按照实施例1或2的步骤,采用球磨法或雷蒙磨法制备辛烯基琥珀酸淀粉酯。研 究反应温度对辛烯基琥珀酸淀粉酯取代度和反应效率的影响。发明效果见图5和图6。由 图5和图6可知,反应温度对辛烯基琥珀酸淀粉酯的取代度和反应效率有较大影响,取代度 和反应效率都随温度的升高先升高后下降。在温度为40°C时,球磨方式制备的辛烯基琥珀 酸淀粉酯取代度和反应效率达到最高,分别为〇. 0182和73. 92%。在温度为45°C时,取代 度和反应效率达到最高,分别为0. 0178和75. 03%。
[0051] 实施例6NaOH溶液/淀粉比例对辛烯基琥珀酸淀粉酯取代度和反应效率的影响
[0052] 按照实施例1或2的步骤,采用球磨法或雷蒙磨法制备辛烯基琥珀酸淀粉酯。研 究NaOH/淀粉比例对辛烯基琥珀酸淀粉酯取代度和反应效率的影响。发明效果见图7和图 8。由图7和图8可知,NaOH溶液/淀粉比例对辛烯基琥珀酸淀粉酯的取代度和反应效率 有较大影响。当NaOH溶液添加量达到0. 9%时,球磨方式制备的辛烯基琥珀酸淀粉酯取代 度和反应效率达到最高,分别为0. 0178和71. 43%。当NaOH溶液添加量达到0. 9%时,雷 蒙磨法制备的辛烯基琥珀酸淀粉酯取代度和反应效率达到最高,分别为0. 0226和80. 34。
[0053] 实施例7工艺顺序对辛烯基琥珀酸淀粉酯取代度的影响
[0054] 按照实施例1的步骤,采用球磨法制备辛烯基琥?自酸淀粉酯。研究研磨与酯化改 性工艺顺序对辛烯基琥珀酸淀粉酯取代度的影响。结果见表2。由表2可知,先研磨后酯化 改性制备的辛烯基琥珀酸淀粉酯的取代度随研磨时间的延长从〇h的0. 00052增加到50h 的0. 01833,研磨与酯化改性同时进行时制备的辛烯基琥珀酸淀粉酯的取代度在相同研磨 时间下均大于先研磨后酯化改性的辛烯基琥珀酸淀粉酯,说明机械力有利用辛烯基琥珀酸 酐与淀粉发生酯化反应。
[0055] 表2工艺顺序对辛烯基琥珀酸淀粉酯取代度的影响(η= 3,X土std)
[0056]
[0057] 表2说明:NaOH溶液添加量0· 8%,0SA添加量3%,温度30°C
[0058] 实施例8碱液与淀粉混合次数对辛烯基琥珀酸淀粉酯取代度的影响
[0059]按照实施例1的步骤,采用球磨法制备辛烯基琥珀酸淀粉酯。研究碱液与淀粉混 合次数对辛烯基琥珀酸淀粉酯取代度的影响。结果见表3。由表3可知,在相同活化时间下, 两次混合制备的辛烯基琥珀酸淀粉酯取代度结果的偏差小于一次混合条件下的,这是由于 碱添加量对酯化反应有重要影响,碱液与淀粉混合均匀可促进酯化反应的均匀性,而混合 不均匀,会造成局部反应剧烈,使得辛烯基琥珀酸淀粉酯取代度结果的偏差较大。
[0060] 表3碱液与淀粉混合方式对淀粉酯DS的影响(η= 3,X土std)
[0061]
[0062] 表3说明:NaOH溶液添加量0· 8%,0SA添加量3%,温度30°C
[0063] 实施例9碱液添加方式对辛烯基琥珀酸淀粉酯取代度的影响
[0064] 按照实施例1的步骤,采用球磨法制备辛烯基琥珀酸淀粉酯。研究相同活化时间 下,采用喷洒碱液的方式制备的辛烯基琥珀酸淀粉酯的取代度均大于滴加条件下的,这是 由于碱添加量对酯化反应有重要影响,碱液与淀粉混合均匀可促进酯化反应,喷洒碱液可 使碱液均匀的分布在淀粉表面,避免由于混合不均匀造成的局部反应剧烈。结果见表4。
[0065] 表4碱液添加方式对辛烯基琥?白酸淀粉酯取代度的影响(η= 3,X土std)
[0066]
[0067] 表4说明:NaOH溶液添加量0· 8%,0SA添加量3%,温度30°C
[0068] 实施例10雷蒙磨主机转速对辛烯基琥珀酸淀粉酯的粒径和取代度的影响举例 [0069]按照实施例2的步骤,采用雷蒙磨法制备辛烯基琥珀酸淀粉酯。研究了雷蒙磨主 机转速对辛烯基琥珀酸淀粉酯的平均粒径和取代度的影响。结果见表5。由表5可知,淀粉 酯的粒径随主机转速的增大逐渐减小,取代度随主机转速的增大而增大,当主机转速大于 140r/min时,继续增大主机转速,此时淀粉酯平均粒径减小,取代度的增加趋于平缓。
[0070] 表5主机转速对淀粉酯平均粒径和DS的影响
[0071]
[0072」
[0073]表5说明:NaOH溶液添加量0· 8%,0SA添加量3%,机械力作用时间30min,反应 温度35°C
[0074] 实施例11本发明的辛烯基琥珀酸淀粉酯作为乳化剂在食品中的应用
[0075] 辛烯基琥珀酸淀粉酯来源于实施例1。工艺流程见图9。
[0076] 工艺操作要点:
[0077] (1)原料:全脂奶粉15公斤、白砂糖12公斤、奶油3公斤、本发明制备的辛烯基琥 珀酸淀粉酯4公斤、鸡蛋蛋黄3公斤、复合稳定剂0. 2公斤(0. 06公斤羧甲基纤维素钠、0. 08 公斤明胶、0. 06公斤单甘酯)、香料0. 1公斤。
[0078] (2)浆料配置:将全脂奶粉和10公斤白砂糖放入
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