[發明專利]一種脂肪酸淀粉酯的制備方法

有效

• 申請號: 201210512892.4
• 申請日: 2012-11-30
• 公開（公告）號: CN102994586A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 羅志剛;盧旋旋;扶雄
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C12P19/04
• 分類號: C12P19/04
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡茂略

技術領域

本發明涉及變性淀粉的生產方法，特別是涉及脂肪酸淀粉酯的制備方法，具體涉及將離子液體作為淀粉溶解和合成反應的介質，采用脂肪酶催化淀粉與脂肪酸反應得到脂肪酸淀粉酯的生產方法。

背景技術

淀粉是可再生、可降解的生物高分子多聚物，已成為一種理想的工業原料。但是隨著工業生產技術的發展，原淀粉越來越不能滿足眾多工業領域產品性質的需求，因此有必要根據淀粉的結構及理化性能進行變性處理，使之符合應用要求。淀粉分子本身是親水性高分子，如果向淀粉分子鏈骨架上引入具有疏水性質的疏水化基團，可使淀粉分子具有“雙親結構”，這樣一類典型的親水主干-疏水支鏈型高分子，具有許多新的獨特性能，如顯著的增粘性、耐溫耐鹽性、結構穩定、生物相容性好、良好的乳化性等。這些優良性質賦予該類產品具有廣闊的應用前景。長碳鏈脂肪酸淀粉酯就是這類具有“雙親結構”的重要類型。

目前制備脂肪酸淀粉酯的方法主要包括非均相法和均相法。非均相法中淀粉通常以顆粒形態參加反應，反應需要消耗大量酯化試劑，產物取代度難以控制，產物的均一性不好。而傳統均相反應制備脂肪酸淀粉酯的溶劑，通常為有機溶劑如二甲基亞砜、N，N-二甲基甲酰胺等。這些有機溶劑具有毒性、強揮發性、不易回收等缺點。為解決傳統的易揮發性有機溶劑給環境所造成的污染，一直以來科研工作者都在不斷尋找無公害、對環境友好的綠色溶劑來代替傳統有機溶劑。離子液體就是在這種情況下孕育而生的，它的出現可以說是一種變革，作為淀粉改性的溶劑，它擁有傳統有機溶劑無法比擬的優點。如：(1)液態溫度范圍寬，從低于或接近室溫到300℃以上，且具有良好的理化穩定性；(2)蒸汽壓低，本身無毒，不易揮發；(3)一些離子液體對淀粉表現出良好的溶解能力。離子液體作為一種新的淀粉溶劑，為淀粉的改性提供了新的綠色溶劑。

發明內容

本發明的目的在于針對目前長碳鏈脂肪酸淀粉酯傳統均相法及非均相法合成過程中存在的問題，提供一種對環境友好、生產效率高、產品質量好脂肪酸淀粉酯的制備方法。

本發明使用新型綠色溶劑離子液體，對淀粉顆粒先進行溶解，破壞其結晶結構，再采用脂肪酶催化酯化反應，提高酯化試劑在淀粉分子中分布的均勻性，同時提高催化反應效率。

本發明的目的通過如下技術方案實現：

一種脂肪酸淀粉酯的制備方法，其特征在于包括如下步驟：

(1)將淀粉原料在50～70℃烘干；

(2)用離子液體1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽將步驟(1)所得烘干后的淀粉配成質量百分比濃度為5～10％的淀粉乳，在氮氣保護下，100～140℃恒溫攪拌0.5～3h；

(3)將步驟(2)所得到的淀粉乳冷卻，加入無水乙醇洗滌，離心，去除上清液，得到的沉淀物在35～50℃下干燥40～48h，獲得溶解的淀粉；

(4)用1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽將步驟(3)所得的淀粉配成質量百分比濃度為5～10％的淀粉乳，在氮氣保護下，50～80℃恒溫攪拌，加入脂肪酶和脂肪酸，反應1～5h；脂肪酶用量為淀粉干基質量的3～15％，脂肪酸與淀粉的摩爾比1∶1～1∶5；

(5)將步驟(4)所得到的溶液冷卻，加入無水乙醇洗滌，離心，去除上清液，得到的沉淀物在35～50℃下干燥40～48h，即獲得脂肪酸淀粉酯。

為進一步實現本發明目的，所述淀粉原料優選為馬鈴薯淀粉、木薯淀粉或玉米淀粉。

所述玉米淀粉優選為高直鏈玉米淀粉V或高直鏈玉米淀粉VII。

所述烘干是指控制淀粉水分質量含量低于3％。

步驟(3)所述無水乙醇洗滌是用無水乙醇洗滌至沉淀物不含離子液體1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽。

所述步驟(4)脂肪酸為月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸或硬脂酸。

所述步驟(4)脂肪酶來源于Candida?rugosa。

步驟(5)所述無水乙醇洗滌是用無水乙醇洗滌至沉淀物不含離子液體1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽和脂肪酸。

本發明與現有技術相比，具有如下優點和有益效果：

1、本發明使用兩種離子液體取代傳統有機溶劑作為溶劑，溶劑安全無毒，無蒸汽壓，操作過程中無擴散，回收方便，對操作人員無健康威脅，對環境無污染。

2、本發明使用的離子液體1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽在高溫下能破壞淀粉結晶結構，有效溶解淀粉，擴大后續酯化過程中淀粉與反應試劑的接觸面積，提高了反應效率，增強了取代基團在淀粉顆粒中的分布均勻性，降低了成本。