[發(fā)明專(zhuān)利]淀粉的氧化

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201780010704.9
• 申請(qǐng)日: 2017-02-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108699167B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 阿內(nèi)·弗里林-斯米特;托馬斯·艾伯特·維勒馬;約翰·伯熱林
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 艾維貝合作公司
• 主分類(lèi)號(hào): C08B31/18
• 分類(lèi)號(hào): C08B31/18;C09J103/10;C08L3/10
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 顧晉偉;蔡勝有

本發(fā)明涉及氧化淀粉、制備氧化淀粉的方法以及氧化淀粉在多種應(yīng)用中的用途。

本發(fā)明涉及氧化淀粉、制備氧化淀粉的方法以及氧化淀粉在多種應(yīng)用中的用途。

氧化淀粉已被所知很長(zhǎng)時(shí)間。為了降低淀粉在溶液或分散體中的粘度，通常進(jìn)行淀粉的氧化。在氧化反應(yīng)期間，淀粉分子被分解，產(chǎn)生分子量減小的分子。氧化淀粉的制備通常通過(guò)用堿金屬次氯酸鹽(其是相對(duì)便宜的氧化劑)或者用過(guò)氧化物氧化來(lái)進(jìn)行。

氧化淀粉在工業(yè)中具有許多應(yīng)用。常見(jiàn)應(yīng)用的實(shí)例包括氧化淀粉用于造紙行業(yè)(例如用于涂料或表面膠料)、粘合劑行業(yè)、紡織行業(yè)和食品行業(yè)的用途。當(dāng)用于造紙行業(yè)時(shí)，涂料或表面膠料中受氧化淀粉巨大影響的特性包括紙的拉伸強(qiáng)度和破裂強(qiáng)度、彎曲剛度、孔隙率以及干拾取(pick)。

紙的拾取通常限定為印刷操作期間對(duì)紙張表面的損害。當(dāng)將印版升起離開(kāi)紙時(shí)，油墨對(duì)紙施加一定的力。該力隨著油墨的粘度和粘性以及印刷速度的增加而增加。當(dāng)該力超過(guò)一定值時(shí)，紙的表面被損害。損害發(fā)生時(shí)的值被稱(chēng)為紙的干拾取。拾取速度和抗拾取性的測(cè)定是測(cè)量紙的品質(zhì)所進(jìn)行的最廣泛使用的測(cè)試之一。

本發(fā)明旨在提供可以用于造紙并向紙張施以?xún)?yōu)異特性的氧化淀粉和制備氧化淀粉的方法。特別期望在不影響或幾乎不影響紙的其他特性的同時(shí)，獲得改善的紙的干拾取。還期望制備氧化淀粉的方法在諸如原料、試劑和能量的資源的利用方面是有效且經(jīng)濟(jì)的。

意外地，發(fā)現(xiàn)通過(guò)以下用于將淀粉氧化的方法可以實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，所述方法包括以下步驟：

-提供基于淀粉的干物質(zhì)包含至少95重量％的支鏈淀粉(amylopectin)的第一淀粉；

-提供基于淀粉的干物質(zhì)包含65重量％至85重量％的支鏈淀粉的第二淀粉；以及

-使第一淀粉和第二淀粉經(jīng)受氧化處理，

其中在使第一淀粉和第二淀粉經(jīng)受氧化處理之前或之后將第一淀粉和第二淀粉共混。

與單獨(dú)使用常規(guī)淀粉或支鏈淀粉型淀粉(amylopectin starch)相比，使用通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的方法可以獲得的氧化淀粉共混物，可以獲得具有更好的干拾取的紙，其中常規(guī)淀粉基于淀粉的干物質(zhì)包含量為65重量％至85重量％的支鏈淀粉，支鏈淀粉型淀粉基于淀粉的干物質(zhì)包含至少95重量％的支鏈淀粉。

大多數(shù)淀粉類(lèi)型由其中存在兩種類(lèi)型的葡萄糖聚合物的顆粒組成。這兩種聚合物是直鏈淀粉(基于干物質(zhì)為15重量％至35重量％)和支鏈淀粉(基于干物質(zhì)為65重量％至85重量％)。根據(jù)淀粉類(lèi)型，直鏈淀粉由非支化或輕微支化的平均聚合度為1000至5000的分子組成。支鏈淀粉由非常大的高度支化的平均聚合度為1000000或更大的分子組成。商業(yè)上最重要的淀粉類(lèi)型(玉米淀粉、馬鈴薯淀粉、小麥淀粉和木薯淀粉)包含15重量％至30重量％的直鏈淀粉。

在一些谷物類(lèi)型例如大麥、玉米、小米、小麥、蜀黍、大米和高粱中，存在這樣的種類(lèi)：其淀粉顆粒幾乎完全由支鏈淀粉組成。以基于干物質(zhì)的重量百分比計(jì)算，這些淀粉顆粒包含大于95％，通常大于98％的支鏈淀粉。因此這些谷物淀粉顆粒的直鏈淀粉含量小于5％，通常小于2％。以上谷物種類(lèi)也被稱(chēng)為蠟質(zhì)谷物粒，并且從其中分離的支鏈淀粉型淀粉顆粒被稱(chēng)為蠟質(zhì)谷物淀粉。

與不同谷物的情況對(duì)比，在自然界中尚不知淀粉顆粒幾乎僅由支鏈淀粉組成的根和塊莖種類(lèi)。例如，從馬鈴薯塊莖中分離的馬鈴薯淀粉顆粒通常包含20％的直鏈淀粉和80％的支鏈淀粉(基于干物質(zhì)的重量％)。然而，使用遺傳修飾和突變，已經(jīng)成功地努力培養(yǎng)出以下馬鈴薯作物：其在馬鈴薯塊莖中形成由大于95重量％(基于干物質(zhì))的支鏈淀粉組成的淀粉顆粒。甚至發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)基本上僅包含支鏈淀粉的馬鈴薯塊莖是可行的。還發(fā)現(xiàn)可以培養(yǎng)和培育淀粉顆粒包含很少或不含直鏈淀粉的其他類(lèi)型的根和塊莖例如山藥或木薯。如本文中所述的，支鏈淀粉型淀粉是從馬鈴薯塊莖中分離的支鏈淀粉含量為至少95質(zhì)量％(基于干物質(zhì))的淀粉。支鏈淀粉型淀粉也被稱(chēng)為蠟質(zhì)淀粉。