玉瓊廣 馮琳 曾成偉 梁著棋

（廣西明陽生化科技股份有限公司 南寧 530226）

摘要：醋酸酯淀粉是一種重要的食品添加劑，在食品加工中占有舉足輕重的地位，具有親水性， 具有糊化溫度低、糊液透明，凝沉性弱，穩(wěn)定性高等特點。近年隨著淀粉原料的大幅變化，醋酸 酯淀粉的傳統(tǒng)工藝受到了較大影響，因此本文對醋酸酯復(fù)合變性淀粉的生產(chǎn)方法進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：醋酸酯淀粉，糊化溫度，峰值粘度，乙?；?，反應(yīng)效率

淀粉可廣泛應(yīng)用于食品、紡織、造紙、醫(yī)藥、飼料、石油鉆井、鑄造、建筑涂料 等工業(yè)之中，它作為一種可再生資源，已成為重要的工業(yè)原輔料。而食品用變性淀粉 是食品工業(yè)的重要原輔料或加工助劑，直接影響著食品工業(yè)的發(fā)展，如何更好的開發(fā) 利用食品用變性淀粉是淀粉工業(yè)的重要任務(wù)之一。醋酸酯淀粉由于接入了乙?；?團(tuán)，提高了淀粉的親水性，使淀粉糊化溫度降低而更適宜于食品加工，并且改變了淀 粉的抗老化性、成膜性、透明性等性質(zhì)，廣泛的應(yīng)用于食品增稠劑⑴。近年，由于木 薯產(chǎn)業(yè)追求高產(chǎn)品種及環(huán)境因素和病蟲害的影響，淀粉原料已發(fā)生了巨大變化，在理 化指標(biāo)上的突出表現(xiàn)為淀粉糊化溫度升高、峰值粘度降低、熱粘度降低上，因此，傳 統(tǒng)的以醋酸酐為反應(yīng)試劑的產(chǎn)品已不能滿足市場需求。2004 年美國食品藥品管理局 FDA 正式公布了以醋酸乙烯作為試劑生產(chǎn)的醋酸酯淀粉可安全用于食品，規(guī)定其乙 ?；俊?.5%，醋酸乙烯添加量≤10%。

本文分別以醋酸酐和醋酸乙烯為反應(yīng)試劑，研究不同生產(chǎn)條件下制備的醋酸酯淀 粉理化指標(biāo)，選擇最適宜的生產(chǎn)條件，以得到綜合性能較高的醋酸酯淀粉。

1、試驗設(shè)備及原料

1.1 儀器設(shè)備

Brabender V-E 粘度計；S312 型恒速攪拌器；HH-S 型恒溫水浴鍋；PHS-3C 型 pH 計； SHB-B88 型循環(huán)水式多用抽濾機(jī)；101-2-SⅡ型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱；SS250-A5 型食品粉碎機(jī)；電子天平；玻璃杯；三口燒瓶；移液管；滴定管。

1.2 淀粉原料

木薯原淀粉，原產(chǎn)地泰國。

1.3 化學(xué)藥劑

10%鹽酸；3%燒堿；醋酸酐；醋酸乙烯；0.5mol/L NaOH；0.5 mol/L HCl；酚酞 指示劑。

2、制備方法

2.1 以醋酸酐為反應(yīng)試劑的產(chǎn)品制備方法

2.1.1 反應(yīng)機(jī)理

醋酸酯淀粉是乙?；鶊F(tuán)與淀粉發(fā)生取代反應(yīng)所得到的酯化類淀粉，酸酐鍵在堿 性作用下被活化，主要與淀粉的仲醇碳原子發(fā)生取代反應(yīng)⑵，如下反應(yīng)式：

2.1.2 生產(chǎn)工藝

采用濕法反應(yīng)工藝，淀粉調(diào)漿⑶濃度 19Be’，反應(yīng)溫度 30℃，加燒堿調(diào)節(jié)漿液 pH 值 8~9 攪拌 10 分鐘，在淀粉漿液中加入醋酸酐，同時加燒堿調(diào)節(jié)漿液 pH 值 8~9，加 藥結(jié)束后繼續(xù)反應(yīng) 10 分鐘，用鹽酸中和淀粉漿液到 pH 值 6~7，經(jīng)洗滌、脫水、干燥、 篩粉、包裝即得成品 1#。

2.1.3 產(chǎn)品峰值粘度和糊化溫度的測試方法

使用 V-E 型 Brabender 粘度儀，電腦自動控制，含固量 5%，總體積 450ml，儀 器設(shè)置參數(shù)為：轉(zhuǎn)速 75 轉(zhuǎn)/min，升降溫速度 1.5~2.0℃/min，測試范圍 700cm/g，起 始測試溫度 50℃，升溫至 95℃后保溫 30min，降溫至 50℃后保溫 30min。測試結(jié)束 后，保存測試結(jié)果，讀取峰值粘度和糊化溫度。

圖 1 醋酸酯淀粉 Brabender 粘度曲線圖

2.1.4 醋酸酯取代度的測試方法

使用酸堿滴定法，方法略。

2. 2 以醋酸乙烯為反應(yīng)試劑的產(chǎn)品制備方法

2.2.1 反應(yīng)機(jī)理

醋酸乙烯分子量 86.09，醋酸酐分子量 102.09，兩種試劑都具有一個酸酐反應(yīng)基 團(tuán)，因此在相同試劑添加量下，使用醋酸乙烯比醋酸酐得到的產(chǎn)品具有更高的理論取 代度。一般醋酸乙烯反應(yīng)是以 NaCO3 為催化劑，本文以燒堿為催化劑進(jìn)行反應(yīng)，驗 證同等條件下醋酸酐和醋酸乙烯反應(yīng)的區(qū)別。醋酸乙烯的酸酐鍵在堿性作用下被活 化，主要與淀粉的仲醇碳原子發(fā)生取代反應(yīng)，如下反應(yīng)式：

2.2.2 生產(chǎn)工藝

采用濕法反應(yīng)工藝，淀粉調(diào)漿濃度 19Be’，加燒堿調(diào)節(jié)漿液 pH 值 9~10 攪拌 10 分鐘，在淀粉漿中加入醋酸乙烯，漿液升溫至 35~40℃，反應(yīng) 0.5~2 小時，用鹽酸中 和淀粉漿液到 pH 值 6~7，經(jīng)降溫、洗滌、脫水、干燥、篩粉、包裝即得成品 2#。

2.3 以醋酸酐和醋酸乙烯為反應(yīng)試劑的產(chǎn)品制備方法⑷

將醋酸酐和醋酸乙烯兩種反應(yīng)相結(jié)合，首先進(jìn)行醋酸乙烯反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后將淀 粉漿液溫度降至 30℃，然后再進(jìn)行醋酸酐反應(yīng)，生產(chǎn)醋酸酯復(fù)合變性淀粉3#。 

2.4 工藝對比及結(jié)果分析表

從表 1 數(shù)據(jù)可知：

①以醋酸酐和醋酸乙烯為反應(yīng)試劑生產(chǎn)的醋酸酯淀粉，均可使淀粉糊化溫度降低、峰 值粘度升高；

②以相同催化劑 NaOH 和 4%酯化劑添加量制備的醋酸酐（1#）和醋酸乙烯（2#）酯化 淀粉，1#比 2#具有更高的反應(yīng)效率和更低的糊化溫度，但峰值粘度略低；

③將醋酸酐和醋酸乙烯反應(yīng)相結(jié)合進(jìn)行復(fù)合酯化變性，試劑添加量為 4%，制備的淀 粉比兩種試劑單獨反應(yīng)時具有更高的峰值粘度和反應(yīng)效率，糊化溫度降低幅度大。

圖 2 醋酸酯淀粉 Brabender 粘度曲線對比圖

3. 結(jié)論

①淀粉經(jīng)醋酸酯化后，糊化溫度降低，峰值粘度增加。

②以醋酸酐和醋酸乙烯為反應(yīng)試劑的酯化淀粉相比，后者峰值粘度增加更明顯，前者 反應(yīng)效率較高，糊化溫度降幅較大。

③將醋酸酐和醋酸乙烯反應(yīng)相結(jié)合進(jìn)行復(fù)合酯化，制備的淀粉比兩種試劑單獨反應(yīng)時 具有更高的峰值粘度和反應(yīng)效率，糊化溫度明顯降低，綜合性能最高。

參考文獻(xiàn)：

1. 張燕萍，變性淀粉制造與應(yīng)用：化學(xué)工業(yè)出版社，2001 年，125－128。

2. 張友松，變性淀粉生產(chǎn)與應(yīng)用手冊：中國輕工業(yè)出版社，1999 年，92－95。

3. R.J 惠斯特勒等著，王雛文等譯，淀粉的化學(xué)與工藝學(xué)：中國食品出版社，1988 年，368－434。

4.馮琳，李權(quán)書，乙?；u丙基淀粉酯的制備及其在食品加工中的應(yīng)用，廣西輕工業(yè)， 2005 年第四期，11-13