[發(fā)明專(zhuān)利]一種超聲波輔助制備高羧基含量氧化淀粉的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710042717.6
• 申請(qǐng)日: 2017-01-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106699911A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張曉東;胡艷芳;聶兆廣;劉馨;宋麗麗;胡繼明
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 青島大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C08B31/18
• 分類(lèi)號(hào): C08B31/18
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• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于淀粉深加工領(lǐng)域，尤其是涉及一種超聲波輔助制備高羧基含量氧化淀粉的方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)，采用TEMPO-NaBr-NaClO催化氧化體系選擇性把多糖化合物的伯羥基氧化成為羧基的研究已有大量文獻(xiàn)報(bào)道。研究結(jié)果表明該選擇性催化氧化體系具有反應(yīng)效率高、選擇性好，原料易得等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)研究結(jié)果也表明該催化氧化體系的現(xiàn)有制備工藝也存在一些不足，主要有：（1）催化氧化體系由三種原料組成，組成相對(duì)復(fù)雜，并且TEMPO和NaBr價(jià)格相對(duì)昂貴；（2）在采用TEMPO-NaBr-NaClO催化氧化體系對(duì)淀粉進(jìn)行選擇性氧化的現(xiàn)有制備工藝中，為了能使氧化反應(yīng)均勻進(jìn)行，原料淀粉均需提前預(yù)糊化，并且通常先把淀粉制備成質(zhì)量濃度小于5%的淀粉糊，然而再進(jìn)行氧化反應(yīng)。從而導(dǎo)致現(xiàn)有工藝均存在制備時(shí)間較長(zhǎng)，制備成本較高和制備效率較低的缺點(diǎn)。

超聲波具有產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)、空化、攪拌作用。由于設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作易于控制，運(yùn)行成本較低，應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣。特別是利用其具有的高頻勻化特性，在天然產(chǎn)物提取方面的應(yīng)用的報(bào)道也越來(lái)越多。

為了克服TEMPO-NaBr-NaClO催化氧化體系存在的上述缺點(diǎn)，本發(fā)明采用TEMPO-NaClO催化氧化體系在超聲波輔助下對(duì)高濃度淀粉漿進(jìn)行直接選擇性催化氧化制備高羧基含量氧化淀粉，取得了較好效果，可為生物降解的純天然淀粉的高值利用提供制備方法。

與現(xiàn)有采用TEMPO-NaBr-NaClO催化氧化體系對(duì)淀粉進(jìn)行選擇性氧化的制備工藝技術(shù)相比，本發(fā)明的制備方法具有制備工藝簡(jiǎn)單，制備成本較低，制備效率高的優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

一種超聲波輔助制備高羧基含量氧化淀粉的方法，其特征在于按如下步驟實(shí)施：在水中加入催化劑TEMPO，攪拌溶解后，加入淀粉，配制淀粉分散漿，然后將淀粉分散漿置于超聲波清洗儀中，控制溫度在0~10℃下進(jìn)行超聲波處理，同時(shí)在保溫條件下開(kāi)始滴加次氯酸鈉溶液，并滴加氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)反應(yīng)液pH值在8.5-11.0之間，待次氯酸鈉溶液滴加完畢后，繼續(xù)保溫反應(yīng)20~40分鐘，然后用酸液調(diào)pH值至7-7.5后，將反應(yīng)液滴加入攪拌的乙醇溶液中，加完后靜置2h，過(guò)濾，得濾餅，將濾餅于40~50℃下真空干燥，研磨，即得高羧基含量氧化淀粉；上述所述的淀粉分散漿的淀粉質(zhì)量百分濃度為50-60%；上述所述的淀粉為玉米淀粉，或馬鈴薯淀粉，或木薯淀粉；上述所述的超聲波，其頻率范圍為20-70KHZ，功率為500W；上述所述的TEMPO是2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧化物，其加入質(zhì)量為淀粉質(zhì)量的0.5-1.5%；上述所述的酸液為硫酸溶液，或鹽酸溶液，或草酸溶液。

本發(fā)明一種超聲波輔助高羧基含量氧化淀粉的制備方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有明顯的制備工藝簡(jiǎn)單，操作方便，制備成本低，產(chǎn)率高的優(yōu)點(diǎn)。

下面通過(guò)具體實(shí)例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

在四口燒瓶中加入10克去離子水，開(kāi)動(dòng)攪拌，加入0.1克TEMPO，攪拌至溶解后，再加入15克玉米淀粉，配制質(zhì)量百分濃度為60%的淀粉分散漿，將淀粉分散漿液置于時(shí)控加熱超聲波清洗儀中，降溫至0℃，在超聲波頻率為30KHZ下進(jìn)行超聲波處理，同時(shí)在保溫條件下滴加有效氯含量為10%的NaClO溶液75克，1.5小時(shí)內(nèi)滴加完畢，在滴加NaClO溶液過(guò)程中，同時(shí)滴加5% NaOH溶液控制反應(yīng)液pH值在9.0~9.5之間，待次氯酸鈉溶液滴加完成后，在pH值為9.0~9.5范圍內(nèi)，繼續(xù)保溫?cái)嚢璺磻?yīng)30分鐘，然后滴加適量鹽酸溶液調(diào)pH值至7-7.5；并將所得中性反應(yīng)液緩緩地加入到不斷攪拌的2倍體積的質(zhì)量百分濃度為95%的工業(yè)酒精中，靜置2h后，過(guò)濾，得到濾餅；將所得濾餅于40~50℃下進(jìn)行真空干燥，研磨，得高羧基含量氧化淀粉，氧化淀粉的重量百分得率為84.7%，氧化淀粉的羧基質(zhì)量百分含量為9.35%。

實(shí)施例2

同實(shí)施例1，只是將TEMPO加入量改為0.07g，超聲波頻率改為40KHZ，溫度改為5℃，所得氧化淀粉提取重量百分得率為86.8%；測(cè)定氧化淀粉的羧基重量百分含量為10.34%。

實(shí)施例3

同實(shí)施例1，將加入去離子水量改為12.3g，配制質(zhì)量百分濃度為55%的淀粉漿，溫度改為5℃，超聲波頻率改為50KHZ，所得氧化淀粉質(zhì)量百分得率為87.4%，羧基質(zhì)量百分含量為11.07%。

實(shí)施例4

同實(shí)施例1，只是將玉米淀粉改為木薯淀粉，得高羧基含量氧化淀粉，氧化淀粉的重量百分得率為86.4%，氧化淀粉的羧基重量百分含量為10.12%。