用木薯淀粉代替马铃薯淀粉制备的变性淀粉及其生产工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及精细化工技术领域，具体涉及用木薯淀粉代替马铃薯淀粉制备的变性 淀粉及其生产工艺。
【背景技术】
[0002] 马铃薯营养丰富，鲜马铃薯块茎含20%左右的碳水化合物，2%左右的蛋白质及1% 左右的无机盐及丰富的维生素 C (40mg/100g)，是一种营养成分较全面的食物资源。马铃 薯淀粉品质优良，广泛应用于食品工业、医药工业及化工业等。然而马铃薯淀粉的原料价格 较高，目前市场上马铃薯淀粉的单价是7000-9000元/吨，价格较高，造纸行业中通常需要 在纸浆当中添加淀粉进行纸张抄造，这就增加了造纸行业的加工成本，马铃薯淀粉的使用 具有$父尚的局限性。
[0003] 市面上的木薯淀粉的单价是2000-4000元/吨，淀粉价格较低，但是现有的木薯淀 粉质量较差，无法达到马铃薯淀粉的保水性、粘度和抗老化性能，应用也受到局限。因此，如 何通过提高木薯淀粉的保水性、粘度和抗老化性能，以替代马铃薯淀粉成为行业内急需解 决的难题。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是针对现有技术中的上述不足，提供一种用木薯淀粉代替马铃薯淀 粉制备的变性淀粉及其生产工艺，生产工艺简单成熟，生产成本低，制得的木薯变性淀粉具 有良好的保水性、粘度和抗老化性能。
[0005] 本发明的目的通过以下技术方案实现。
[0006] 用木薯淀粉代替马铃薯淀粉制备的变性淀粉，包括以下重量份的原料： 木薯淀粉 100份 N-磷酰基-N-甲基咪唑 0. 5-2份 水杨基磷酸酯 0. 5-2份 N-苯酰磷酸铵 0. 5-2份 醋酸乙烯混合液 1.8-2. 3份 硫酸氢钠 0. 8-1. 5份。
[0007] 优选地，用木薯淀粉代替马铃薯淀粉制备的变性淀粉，包括以下重量份的原料： 木薯淀粉 100份 N-磷酰基-N-甲基咪唑 1份 水杨基磷酸酯 1份 N-苯酰磷酸铵 1份 醋酸乙烯混合液 2份 硫酸氢钠 1份。
[0008] 更优选地，用木薯淀粉代替马铃薯淀粉制备的变性淀粉，包括以下重量份的原 料： 木薯淀粉 100份 N-磷酰基-N-甲基咪唑 1. 5份 水杨基磷酸酯 1. 5份 N-苯酰磷酸铵 1. 5份 醋酸乙烯混合液 2. 2份 硫酸氢钠 1.2份。
[0009] 其中，所述木薯淀粉为鲜木薯淀粉，灰分为0. 18-0. 2%，水分为12-14%，酸度为 12-18,细度为99-99. 8%，白度为85-88%，粘度为600-800BU，磷含量为0. 01-0. 03%。传统马 铃薯淀粉的磷含量为〇. 08%，本发明的变性反应使木薯淀粉中结合磷的含量达到或超过马 铃薯淀粉中的磷含量，变性反应后磷含量为〇. 1-0. 12%，提升变性淀粉糊液的高粘性和高透 明度。磷含量为大于〇. 12%，会增大淀粉糊液的离水力，淀粉易老化；磷含量小于0. 1%，则降 低淀粉粘度和透明度；本发明的木薯淀粉变性反应后的磷含量为〇. 1-0. 12%，确保变性淀 粉的糊化温度较适中，保水性强，流动性强，不易老化，粘度高，透明度高，制得的变性淀粉 的稳定性好。
[0010] 用木薯淀粉代替马铃薯淀粉制备的变性淀粉的生产工艺，包括以下加工步骤： 步骤（1 )、将木薯淀粉与水混合，搅拌均匀，木薯淀粉与水的质量比为1 :1-1. 2,加入稀 烧碱调节pH为10. 8-11. 0,保温35-45°C;淀粉在水溶液中，需要调浆21-22波美进行反应， 浓度高，设备无法运转，浓度低，降低反应效率，增加生产成本。
[0011] 步骤（2 )、加入N-磷酰基-N-甲基咪唑、水杨基磷酸酯和N-苯酰磷酸铵，反应4-6 小时；木薯淀粉在碱性条件下发生变性反应，生产淀粉磷酸酯，增加木薯淀粉中的磷含量。
[0012] 步骤（3)、降温35_36°C，加入稀酸调pH为10. 2-10. 5,然后加入醋酸乙烯混合液， 反应1-3小时； 在35-36Γ的温度条件下，醋酸乙烯混合液与淀粉的反应效率高，在pH为10. 2-10. 5的 条件下加入醋酸乙烯，反应易控制，有利于提高反应效率。
[0013] 步骤（4)、加入硫酸氢钠、稀酸调pH为5. 6-5. 8,旋流洗涤，脱水干燥，得到木薯变 性淀粉。
[0014] 加入硫酸氢钠后，淀粉浆洗涤干燥后，成品粉无异味。若将硫酸氢钠替换成硫酸钠 无此作用。调节PH为5. 6-5. 8,作用是洗涤干燥后使成品粉为中性，便于后续使用，制得的 变性淀粉稳定性高，有利于延长保质期。
[0015] 其中，所述步骤（3)中，醋酸乙烯混合液由醋酸乙烯和丁二酸酐以质量比为 95-105 :4_6的比例混合而成。
[0016] 具体反应为：在碱性条件下，淀粉磷酸酯与醋酸乙烯反应生成淀粉醋酸酯；在碱 性条件下，淀粉磷酸酯与丁二酸酐反应生成淀粉丁二酸酯。固态的淀粉醋酸酯和液态的淀 粉丁二酸酯混合，能使固体淀粉醋酸酯溶解在液态的淀粉丁二酸酯中，有利于提升变性淀 粉的粘度，反应后淀粉的粘度为1600-1890BU，降低变性淀粉的糊化温度，降低木薯变性淀 粉的糊化峰值，且使制得的糊液更透明，变性淀粉的白度高。
[0017] 其中，所述步骤（1)中，稀烧碱的质量浓度为3%。
[0018] 稀烧碱的质量浓度高于3%时，淀粉浆会糊化。稀烧碱的质量浓度低于3%时，调到 同样PH值加入的稀碱量大，淀粉浆浓度过低，降低反应效率。
[0019] 其中，所述步骤（3)和步骤（4)中，稀酸是浓度为10%的盐酸。
[0020] 在步骤（3)中，盐酸的加入是为了将步骤（2)中木薯淀粉在碱性条件下发生变性 反应后的多余的碱去除，若盐酸的浓度高于10%时，中和时需要用到的盐酸的用量小，滴加 精度难以控制，当盐酸滴入过量，溶液体系呈中性或弱酸性，则会导致醋酸乙烯混合液与淀 粉的反应失败；当盐酸浓度低于10%时，中和时需要用到的盐酸的用量大，淀粉浆浓度过 低，降低反应效率。
[0021] 在步骤（4)中，加入盐酸是为了进一步中和步骤（3)反应后的碱去除，使成品木薯 变性淀粉呈中性，若盐酸浓度低于10%，则中和时需要用到的盐酸的用量大，淀粉浆浓度过 低，降低反应效率；若盐酸浓度高于10%，则中和时需要用到的盐酸的用量小，滴加精度难 以控制，当盐酸滴入过量会导致变性淀粉的酸败，大大降低了变性淀粉的稳定性，保质期大 大缩短。
[0022] 制得的木薯变性淀粉为糊液冻融后的有流动性木薯变性淀粉，其吸水膨胀性系数 为1000-1300, 5% BU粘度为1600-1890,糊化温度为60. 9-65. 8,白度为90-94,磷酸含量为 0. 1-0. 12%〇
[0023] 在50-70 °C温度条件下，制得的木薯变性淀粉的糊液冻融后的流动性为 0. 7-1. 2m/h，抗老化性能好。
[0024] 将本发明制得的木薯变性淀粉制成淀粉浆液，调整其质量浓度为5%，其粘度为 1600-1890BU。在恒温恒湿条件下制备成膜，测得浆膜的断裂强度为17. 5-19. 2N/mm2,断裂 伸长率为4. 2-5. 5%，浆膜吸湿率为22. 7-25. 4%，可应用在造纸中，提升纸张物理性能。
[0025] 本发明的有益效果： (1)本发明制得的木薯变性淀粉在糊液冻融后具有较好的流动性，其在50-70°C温度条 件下，糊液冻融后的流动性为0. 7-1. 2m/h，抗老化性能好，其吸水膨胀性系数1000-1300， 5%BU粘度为1600-1890,糊化温度为60. 9-65. 8,白度为90-94,磷酸含量为0. 1-0. 12%。本 发明制得的木薯变性淀粉，各项物理指标均优于马铃薯淀粉。
[0026] (2)本发明的木薯淀粉变性反应后的磷含量为0. 1-0. 12%，确保变性淀粉的糊化温 度较适中，保水性强，流动性强，不易老化，粘度高，透明度高，制得的变性淀粉的稳定性好。 本发明生产的木薯变性淀粉的单价是3000元/吨，其单价仅仅是马铃薯淀粉单价的一半或 一半以下，生产成本低，有利于替代传统马铃薯淀粉，应用范围广。
【具体实施方式】
[0027] 结合以下实施例对本发明作进一步描述。
[0028] 实施例1 用木薯淀粉代替马铃薯淀粉制备的变性淀粉，包括以下重量份的原料： 木薯淀粉 100份 N-磷酰基-N-甲基咪唑 0. 5份 水杨基磷酸酯 0. 5份 N-苯酰磷酸铵 0. 5份 醋酸乙烯混合液 1.8份 硫酸氢钠 0.8份。
[0029] 所述木薯淀粉为鲜木薯淀粉，灰分为0. 18%，水分为12%，酸度为12,细度为99%，白 度为85%，粘度为600BU，磷含量为0. 01%。
[0030] 用木薯淀粉代替马铃薯淀粉制备的变性淀粉的生产工艺，包括以下加工步骤： 步骤（1)、将木薯淀粉与水混合，搅拌均匀，木薯淀粉与水的质量比为1 :1，加入稀烧碱 调节PH为10. 8,保温35°C，稀烧碱的质量浓度为3% ; 步骤（2)、加入N-磷酰基-N-甲基咪唑、水杨基磷酸酯和N-苯酰磷酸铵，反应4小时； 步骤（3)、降温35°C，加入稀酸调pH为10. 2,然后加入醋酸乙烯混合液，反应1小时；醋 酸乙烯混合液由醋酸乙烯和丁二酸酐以质量比为95 :5的比例混合而成，稀酸是浓度为10% 的盐酸； 步骤（4)、加入硫酸氢钠、稀酸调pH为5. 6,旋流洗涤，脱水干燥，得到木薯变性淀粉，稀 酸是浓度为10%的盐酸。
[0031] 实施例2 用木薯淀粉代替马铃薯淀粉制备的变性淀粉，包括以下重量份的原料： 木薯淀粉 100份 N-磷酰基-N-甲基咪唑 1份 水杨基磷酸酯 1份 N-苯酰磷酸铵 1份 醋酸乙烯混合液 2份 硫酸氢钠 1份。
[0032] 所述木薯淀粉为鲜木薯淀粉，灰分为0. 1