機械活化木薯交聯酯化淀粉的制備及其性能研究

陳 淵 楊家添 謝祖芳 譚義秋 黃祖強 周 琴

(玉林師范學院化學與材料學院1，玉林 537000)

(廣西民族師范學院化學與生物工程系2，崇左 532200)

(廣西大學化學化工學院3，南寧 530004)

淀粉經變性處理后可提高所應用產品的品質，擴大應用領域。交聯酯化淀粉是復合變性淀粉的一種，是通過將淀粉進行交聯后再次進行酯化而得到的，生成產物中既含有交聯鍵又有酯化鍵，可以得到兼具交聯淀粉和乙酰化淀粉兩者優點的淀粉產品，能相互彌補酯化淀粉和交聯淀粉的不足［1－2］，作為食品增稠劑、穩定劑、結構改良劑廣泛應用于多種食品中，具有廣闊的市場前景［3－6］。但隨著人們對食品質量的要求越來越高，對食品輔料中的變性淀粉要求也就越來越高，同時，食品工業的迅速發展，國內需求日益增長，迫切需要開發新型價廉且性能優異的復合變性淀粉系列產品，以適應國內市場需求。目前文獻報道的交聯酯化淀粉多以產品取代度、反應效率反映交聯酯化效果，很少涉及以產品的實際應用特性如冷黏度等為評價指標。

機械活化淀粉在機械活化過程中由于機械力的作用使其結晶結構遭受破壞，產生了晶格缺陷，冷水溶解度提高，糊黏度下降，淀粉糊的觸變性和剪切稀化現象降低、透明度提高、凍融穩定性下降，理化性質產生顯著的變化［7－9］。同時，淀粉結構的破壞，使試劑更容易進入淀粉內部發生反應，提高其化學反應活性與生物反應活性，簡化工藝流程，縮短反應時間，提高效率［10］，有利于淀粉進行醋酸酯反應［11－12］。機械活化淀粉可作為一種新原料，制備各種變性淀粉和酶降解產物［13－14］，產物的相關性能得到改善［15－17］。但機械活化淀粉及其單一變性淀粉的性能還比較單一，滿足不了市場對變性淀粉的需求。影響交聯酯化淀粉形成的主要因素有反應溫度、交聯劑用量、交聯pH、交聯時間、酯化劑用量、酯化pH、酯化時間等［1－2］。因此，本研究采用機械活化木薯淀粉為原料，三偏磷酸鈉為交聯劑，醋酸酐為酯化劑，以冷黏度為指標，采用同步反應、一步合成的工藝制備交聯酯化淀粉，探討用機械活化淀粉制備交聯酯化復合變性淀粉的工藝條件及產物的理化性質，并通過紅外光譜儀(FTIR)、X－射線衍射儀(XRD)對產物的結構進行表征分析。旨在綜合利用交聯和酯化作用優勢進行雙重變性，克服木薯淀粉單一變性的不足，進一步改善淀粉的理化特性，滿足不同行業對變性淀粉的需求，擴大淀粉的應用范圍。研究結果以期為交聯酯化復合變性淀粉的制備提供一種新方法和新思路。

1 材料與方法

1.1 材料及試劑

木薯淀粉(工業級):廣西明陽生化科技有限公司;機械活化木薯淀粉(參考文獻［7］方法自制);乙酸酐(AR):上海申博化工有限公司;三偏磷酸鈉(AR):上海晶純試劑有限公司;冰醋酸、無水乙醇、氫氧化鈉、濃鹽酸均為分析純。

1.2 儀器設備

DHG－9036A型電熱恒溫鼓風干燥箱:上海精宏實驗設備有限公司;DF－101S型集熱式磁力加熱攪拌器、JJ－2型增力電動攪拌器:江蘇省金壇市醫療儀器廠;BS224S電子分析天平:賽多利斯科學儀器(北京)有限公司;NDJ－8S型數顯黏度計:上海精密科學儀器有限公司;FW100型高速萬能粉碎機:天津市泰斯特儀器有限公司;PE Spectrum One FT－TR Spectrometer型傅里葉變換紅外光譜儀:美國Perkin－Elmer;Rigaku D/max 2500 v/pc型X射線粉末衍射儀:日本理學。

1.3 試驗方法

1.3.1 機械活化木薯交聯酯化淀粉的制備［18］

稱取一定量的淀粉配成35%淀粉乳，置于水浴磁攪拌器上攪拌均勻，升溫至40℃后，加入1.0%的三偏磷酸鈉，以3%的NaOH溶液調節控制pH 10.0，反應2.0 h 后，用 0.5 mol·L－1HCl中和至 pH 6.5。調節控制反應體系的 pH 9.0，滴加0.4 mL的醋酸酐，酯化反應60 min 后，用 0.5 mol·L－1HCl中和至pH 5.6，抽濾，水洗，干燥，研磨，裝袋。

1.3.2 淀粉冷黏度的測定［18］

稱取一定量的樣品于100 mL燒杯中配成6%淀粉乳，置于沸水浴中加熱攪拌20 min，并保持原有體積，冷卻至室溫(30℃，用超級恒溫器恒溫，以保證相同的溫度)。采用NDJ－8S型數顯旋轉式黏度計，轉子選用2號、轉速6 r/min測定淀粉糊液的黏度。

1.3.3 交聯酯化淀粉特性的測定［1］

1.3.3.1 熱穩定性

稱取2份樣品分別配成3%的淀粉乳液，用NaOH溶液調節乳液pH 6.0，然后在水浴中加熱至95℃。其中一份保持95℃溫度攪拌20 min，另一份不攪拌，分別放到冷水浴中冷卻至室溫(30℃)，測定其黏度。

1.3.3.2 高速攪拌穩定性

稱取樣品配成3%的淀粉乳液，將乳液放到95℃水浴鍋中加熱，不斷用玻璃棒進行攪拌，待完全糊化后，放到冷水浴中冷卻至室溫(30℃)測其黏度，然后再用磁力攪拌機以200 r/min的轉速淀粉糊液，測定其黏度。

1.3.3.3 抗酸性

稱取樣品配成3%的淀粉乳液，將乳液放到95℃水浴中加熱至完全糊化后，將糊液放到冷水浴中冷卻至室溫(30℃)測其黏度，然后加醋酸調節冷糊液至pH 3.0，并用玻璃棒攪拌5 min后，再測其黏度。

1.3.3.4 抗老化性

稱取樣品配成3%的淀粉乳液，將乳液放到95℃水浴中加熱，保持恒溫，測其熱黏度，然后將其放到冷水浴中冷卻至室溫(30℃)測其冷黏度。以上數據均采用平行測定3次，取其平均值。

1.3.4 交聯酯化淀粉的結構分析測定

1.3.4.1 紅外光譜測定

將處理好的樣品與溴化鉀共同研磨壓片后用PE Spectrum One FT－TR Spectrometer型傅里葉變換紅外光譜儀分析，掃描32次，分辨率為4 cm－1。

1.3.4.2 X － 射線衍射測定

取一定量淀粉樣品，用Rigaku D/max 2500 v/pc型X射線粉末衍射儀進行分析。具體參數如下:特征射線Cu－Kα，管壓和電流分別為40 kV和100 mA，掃描速率為10°/min，掃描范圍衍射角2 θ為5 °～70 °，步長為 0.02 °。

2 結果與討論

2.1 機械活化時間對淀粉對糊冷黏度的影響

為了比較木薯原淀粉與機械活化淀粉交聯酯化反應活性的大小，先在固定交聯劑用量1.0%、交聯pH 10.0、酯化時間 1 h、酯化劑用量 0.4 mL、酯化pH 9.0、反應溫度40℃的條件下，研究交聯時間對木薯原淀粉交聯酯化產物冷黏度的影響，結果如圖1a所示。從圖1a中可以看出，木薯原淀粉交聯酯化產物冷黏度隨著交聯時間的延長先升后降，在交聯時間為2.0 h時，其冷黏度從原淀粉的4 797 mPa·s僅提高到4 845 mPa·s，表明在相同條件下，木薯原淀粉不易發生交聯酯化反應。這是因為淀粉的結晶結構是影響淀粉交聯酯化的主要因素，交聯酯化劑的作用主要發生在物質的無定形區或化學活性強的區域，原淀粉由于結晶區的結構緊密、分子排列有序，水及化學試劑均難以進入此區域進行交聯酯化反應。因此，應當對原淀粉進行活性預處理，破壞淀粉的顆粒結構以提高其交聯酯化反應活性。

在固定交聯時間為2.0 h、交聯劑用量1.0%、交聯 pH 10.0、酯化時間60 min、酯化劑用量0.4 mL、酯化pH 9.0、反應溫度40℃的條件下，研究機械活化時間對淀粉交聯酯化后冷黏度的影響。為了比較淀粉交聯酯化后黏度的變化，在相同條件下測定未經交聯酯化的不同活化時間木薯淀粉黏度，結果如圖1b所示。由圖1b可以看出，2種淀粉的黏度均隨著活化時間的延長而降低，但經交聯酯化后淀粉的黏度始終大于未經交聯酯化的活化淀粉黏度。木薯淀粉在機械活化過程中由于機械力的作用破壞了淀粉分子的結晶結構，分子鏈發生斷裂，分子間的結合力下降，使分子間流動的黏性阻力減小，表觀黏度下降［8］。當活化淀粉發生交聯酯化反應后，其淀粉分子內、分子間通過化學架橋，連接生成網絡結構。一方面加強了氫鍵結合作用，另一方面交聯作用也使得淀粉平均分子質量增加，從而增加淀粉的黏度。但可能是由于淀粉發生交聯反應程度不大，而以酯化反應為主，所以交聯酯化淀粉的黏度比原淀粉小。從圖1b中還可以看出，雖然交聯酯化淀粉的冷黏度隨著活化時間的延長而降低，但活化0.5 h和1.0 h淀粉的交聯酯化淀粉冷黏度相差不大，綜合考慮，選擇活化1.0 h的淀粉作為本試驗的原料。

2.2 交聯時間對淀粉冷黏度的影響

固定交聯劑用量1.0%、交聯pH 10.0、酯化時間60 min、酯化劑用量0.4 mL、酯化 pH 9.0、反應溫度40℃，研究交聯時間對產物冷黏度的影響，結果如圖2所示。由圖2可知，淀粉的冷黏度隨著交聯時間的延長先增大后減少，當交聯時間為2.0 h時，淀粉黏度達到最大，達到3 225 mPa·s。但當交聯時間超過2.0 h之后，隨著反應時間過長，交聯度過高，極大的鞏固了主要由氫鍵維持的淀粉鏈間的聯系結構，阻止水分子進入淀粉內部，從而抑制了淀粉的糊化，致使冷黏度降低［19］。因此，最佳交聯時間為2.0 h。

圖2 交聯時間對交聯酯化淀粉冷黏度的影響

2.3 交聯劑用量對淀粉冷黏度的影響

固定交聯時間為2.0 h、交聯 pH 10.0、酯化時間60 min、酯化劑用量 0.4 mL、酯化 pH 9.0、反應溫度40℃，研究交聯劑用量對產物冷黏度的影響，結果如圖3所示。由圖3可知，隨著交聯劑用量的增大，淀粉黏度也隨之增加，當聯劑用量為1.0%時，淀粉糊黏度最大。但當交聯劑用量繼續增大時，可能使淀粉過度交聯，從而使其黏度下降。因此，最佳的交聯劑用量為1.0%。

圖3 交聯劑用量對交聯酯化淀粉冷黏度的影響

2.4 交聯pH對淀粉冷黏度的影響

固定交聯時間為2.0 h、交聯劑用量1.0%、酯化時間60 min、酯化劑用量 0.4 mL、酯化 pH 9.0、反應溫度40℃，研究交聯pH對產物冷黏度的影響，結果如圖4所示。由圖4可知，在pH較低情況下(如pH 8.0)，淀粉冷黏度也較小，這主要是因為pH過低，對淀粉分子的羥基的活化作用很弱，造成反應效率下降。隨著 pH的升高，這種羥基活化作用隨之增強［20］，反應效率提高，冷黏度增大。在 pH 10.0時，冷黏度達到最大。當pH繼續升高時，淀粉的黏度反而下降，如 pH 12.0時，黏度下降到 2 099 mPa·s。這是由于在強堿性條件下，淀粉顆粒表面會形成膠化層，阻止了試劑滲透到淀粉顆粒中。同時，淀粉分子和三偏磷酸鈉同時帶上負電荷，兩者相互排斥，使得淀粉反應效率下降，黏度值降低［18］。因此，最佳交聯pH值為10.0。

圖4 交聯pH對交聯酯化淀粉冷黏度的影響

2.5 酯化時間對淀粉冷黏度的影響

固定交聯時間為2.0 h、交聯劑用量1.0%、交聯pH 10.0、酯化劑用量0.4 mL、酯化 pH 9.0、反應溫度40℃，研究酯化時間對產物冷黏度的影響，結果如圖5所示。從圖5中可以看出，隨著酯化時間的延長，酯化淀粉的黏度呈先上升后下降的趨勢，在60 min時黏度達到最大。這可能原因是:隨著反應時間的延長，淀粉與酯化劑的接觸機率增大，產物的生成量也增加，產品的酯化度上升，淀粉的黏度增大，但當酯化時間過長時，由于酯化作用進入淀粉顆粒內部反應，致使淀粉膨脹，此時交聯作用對淀粉膨脹的抑制作用會有所減弱［21］。同時，由于反應在堿性條件下進行，乙酸酐以及酯化淀粉也發生水解，時間越長水解越嚴重［22］，導致淀粉的黏度有所下降。所以最佳的合成酯化時間為60 min。

圖5 酯化時間對交聯酯化淀粉冷黏度的影響

2.6 酯化劑用量對淀粉冷黏度的影響

固定交聯時間為2.0 h、交聯劑用量1.0%、交聯pH 10.0、酯化劑時間 60 min、酯化 pH 9.0、反應溫度40℃，研究醋酸酐用量對產物冷黏度的影響，結果如圖6所示。從圖6中可以看出，隨著醋酸酐用量的增加，交聯酯化淀粉的黏度不斷增加，當醋酸酐用量為0.2～0.4 mL 時，黏度從 1 952 mPa·s增加至 3 225 mPa·s。當醋酸酐用量逐漸增加時，溶液中酯化劑的濃度也會升高，促進酯化反應的進行，酯鍵的形成給淀粉分子連上了新的分枝，增加了糊化過程中的空間位阻，抑制了淀粉分子的運動，從而使淀粉的黏度升高［18］。但當醋酸酐用量超過0.4 mL時淀粉的黏度反而降低。原因是:當酯化劑量過大時，醋酸酐水解也相應增加，反應效率可能降低，從而造成黏度下降［19］。因此，最佳醋酸酐用量為 0.4 mL。

圖6 酯化劑用量對交聯酯化淀粉冷黏度的影響

2.7 酯化pH對淀粉冷黏度的影響

固定交聯時間為2.0 h、交聯劑用量1.0%、交聯 pH 10.0、酯化劑時間 60 min、酯化劑用量 0.4 mL、反應溫度40℃，研究酯化pH對產物冷黏度的影響，結果如圖7所示。從圖7中可以看出，隨著反應體系pH的升高，冷黏度先增大后減少，pH 9.0時的冷黏度最大。這是由于pH 9.0時淀粉分子得到充分膨脹，有利于酯化劑與淀粉表面和內部充分接觸，酯化度相應提高，冷黏度增大［19］。當pH值大于9.0，堿性增強強，水解程度加劇，副反應增加，從而使冷黏度減小。因此，最佳酯化pH值為9.0。

圖7 酯化pH對交聯酯化淀粉冷黏度的影響

2.8 反應溫度對淀粉冷黏度的影響

固定交聯時間為2.0 h、交聯劑用量1.0%、交聯pH 10.0、酯化劑時間 60 min、酯化劑用量 0.4 mL、酯化pH 9.0，研究反應溫度對產物冷黏度的影響，結果如圖8所示。從圖8可知，溫度也是影響雙重變性淀粉黏度值的重要因素。隨反應溫度的升高，冷黏度先增加后減小，當溫度為40℃時，淀粉冷黏度最大。這是因為反應溫度較高時，能促進葡萄糖上氧負離子的親核反應，與酸酐形成酯鍵，提高反應效率，淀粉的黏度增大［21］。但溫度高于40℃時，淀粉易糊化，加劇了醋酸酐的水解反應，酯化反應效率降低，黏度下降。因此，最佳合成溫度為40℃。

圖8 反應溫度對交聯酯化淀粉冷黏度的影響

經過以上試驗，可以確定用機械活化1.0 h木薯淀粉制備交聯酯化淀粉的工藝條件為:交聯時間為2.0 h、交聯劑用量 1.0%、交聯 pH 10.0、酯化劑時間60 min、酯化劑用量0.4 mL、酯化 pH 9.0，反應溫度為40℃，在此條件下所制備的機械活化木薯交聯酯化淀粉的黏度為3 225 mPa·s。

2.9 機械活化木薯交聯酯化淀粉糊液黏度的穩定性

主要從淀粉糊黏度的熱穩定性、攪拌穩定性、抗酸性、抗老化等方面對機械活化交聯酯化淀粉和原淀粉交聯酯化淀粉兩種淀粉性能進行比較。

2.9.1 熱穩定性

從表1中可以看出，木薯原淀粉及機械活化木薯淀粉在高溫加熱及攪拌的情況下，其糊液的膠體受到破壞，黏度減少，但兩種交聯酯化淀粉的黏度卻能基本保持不變。主要原因是天然淀粉在熱水中加熱時，氫鍵被削弱，繼續加熱時維持顆粒在一起的氫鍵遭到破壞，使已膨化的顆粒崩潰、分裂，黏度下降。原淀粉及機械活化淀粉在機械攪拌作用下更容易破壞已溶脹的粒子，黏度明顯下降。而交聯酯化淀粉顆粒也隨氫鍵變弱而膨化，但顆粒破裂后，化學鍵的交聯可提供充分的顆粒完整性，加固了溶脹粒子，對攪拌作用影響不大［1，23］，黏度穩定，表明用機械活化淀粉制備的交聯酯化淀粉的熱穩定性得到提高。

表1 木薯淀粉與交聯酯化淀粉熱穩定性對比(30℃)

2.9.2 高速攪拌穩定性

從表2可以看出，在攪拌的情況下，所有淀粉樣品的黏度均有所下降，但下降幅度不同。原淀粉糊液的黏度下降幅度最大，攪拌后的黏度比未攪拌的下降了1 120 mPa·s，其交聯酯化糊液的黏度下降幅度也較大，差值達到479 mPa·s;機械活化1.0 h的淀粉及其交聯酯化淀粉的黏度下降程度較小，活化淀粉的黏度差值為31 mPa·s，機械活化交聯酯化淀粉的黏度差值僅為7 mPa·s。這是由于淀粉在機械活化過程中，結晶結構及分子內氫鍵已受到破壞，結構變得松散，對流動產生的黏性阻力減小，結果使剪切稀化程度降低［9］。因此外界機械作用對機械活化淀粉及其交聯酯化淀粉的影響不大，穩定性提高。

表2 木薯淀粉及交聯酯化淀粉攪拌穩定性對比(30℃)

2.9.3 抗酸性

加酸和未加酸時的黏度數值差可反映出其抗酸性的大小，黏度差值越大抗酸性越差，反之，則越強。從表3中可以看出，天然木薯淀粉糊液對酸比較敏感，酸會加速淀粉顆粒破裂，引起黏度顯著下降，黏度差值達到609 mPa·s，而交聯酯化淀粉糊液由于交聯鍵的作用，克服了其對酸的敏感性，黏度較穩定，其黏度差值減小至63 mPa·s;但相比較而言，機械活化淀粉的黏度差值更小，只有38 mPa·s，其交聯酯化淀粉的黏度差值最小，僅相差3 mPa·s。這是由于木薯淀粉經過三偏磷酸鈉和醋酸酐的作用后，以有機酯鍵的形式形成了交聯鍵，這種有機酯鍵對酸作用的穩定性高，在低pH條件下不易被酸水解。此外，交聯增加了淀粉分子之間的作用力，一方面抑制淀粉顆粒的溶脹，減少了酸降解淀粉糖苷鍵的機會;另一方面，即使淀粉分子被酸水解，由于有交聯鍵存在，相對分子質量的下降也大為減小，從而使表觀黏度下降幅度減小［24］。機械活化作用能有效地破壞木薯淀粉緊密的顆粒表面與結晶結構，提高了淀粉的冷水溶解度，降低淀粉糊黏度，三偏磷酸鈉和醋酸酐的擴散阻力下降，易于擴散到淀粉分子中參與交聯酯化反應，交聯和酯化程度提高，更能抵抗酸的作用，從而提高對酸的穩定性。

表3 木薯淀粉及交聯酯化淀粉對酸的穩定性對比

2.10 機械活化木薯交聯酯化淀粉的抗老化性

變性淀粉的冷熱黏度差值即是其抗老化性，冷熱差值越大，其抗老化性越差，反之，則抗老化性越強［1］。從表4中可以看出，原木薯淀粉的冷熱黏度差值最大，達到了1 024 mPa·s。而木薯交聯酯化淀粉冷熱黏度差值減小，差值為516 mPa·s，這說明木薯原淀粉老化傾向較大，抗老化性能弱，而木薯交聯酯化淀粉的老化傾向較小，抗老化性能較強。可能是引入交聯鍵后，淀粉分子間架橋，分子質量變大的緣故。而乙酰基基團的引入，削弱了分子間的氫鍵的締合作用，使在水中分散度好，親水能力加強，使直鏈淀粉分子的直線性被破壞［25］，所以抗老化性得到改善。機械活化交聯酯淀粉黏度差值最小，僅為65 mPa·s，抗老化性最強。原因是機械活化淀粉能引入更多的交聯鍵和乙酰基后，乙酰基極性進一步增強，雖然機械活化能使直鏈淀粉含量增加，但乙酰基與直鏈淀粉的脫水葡萄糖羥基更易形成分子內氫鍵，阻礙直鏈淀粉分子間氫鍵生成，分子間空隙阻礙增大，使分子之間不易重新排列和締合，這種阻礙作用得到加強，從而使機械活化交聯酯化淀粉的抗老化性提高。

表4 木薯淀粉及交聯酯化淀粉抗老化性對比

2.11 淀粉紅外光譜分析

木薯淀粉、機械活化淀粉及相應的交聯酯化淀粉的紅外譜圖如圖9所示。

圖9 木薯淀粉及交聯酯化淀粉的紅外譜圖

與木薯原淀粉相比，活化1 h木薯淀粉沒有明顯區別，沒有新的吸收峰產生，說明沒有新的基團產生。機械活化作用只是使淀粉分子的締合氫鍵斷裂，羥基數量增加［7］。用原淀粉制備的交聯酯化淀粉的紅外光譜圖中，在1 250～1 300 cm－1處未出現P ═ O鍵的紅外特征峰［26］，在 1 250～1 900 cm－1處附近也未出現羰基C═O特征吸收峰［11］，這可能是由于木薯原淀粉存在緊密的結晶結構，化學活性小，在本試驗的條件下交聯和醋酸酯化程度都不大，所以觀察不到新的特征峰。但從圖9中可以明顯的看出，機械活化木薯交聯酯化淀粉在1 640 cm－1的特征峰處分裂為雙峰 1 574 cm－1和 1 656 cm－1，其中1 656 cm－1處的吸收強峰為C═O伸縮振動峰，說明木薯淀粉與醋酸酐發生了交聯酯化反應，在淀粉分子上引入了乙酰基，其結構發生了較大變化。另外可能由于復合變性過程中交聯程度較低，沒有出現交聯淀粉的特征峰。這與前面研究機械活化時間對木薯淀粉黏度的影響的現象一致。

2.12 淀粉的X射線衍射圖譜分析

由圖10可以看出，木薯原淀粉在2θ為15.3°、17.2 °、23.0 °附近有較強的衍射峰，對照 A、B、C、V 4種淀粉晶型X射線衍射圖譜特征值，可知木薯原淀粉晶型結構屬于C型［27］。淀粉經機械活化后，其尖峰衍射特征消失，變成一個饅頭峰，為典型的無定形結構衍射曲線［7］。木薯原淀粉制備的交聯酯化淀粉的X射線衍射圖譜在2θ為13.0°、20.0°處有較弱的衍射峰，對照A、B、C、V 4種淀粉晶型X衍射圖譜特征值可知，這些衍射峰屬于V型晶體特征峰，結晶結構為C型和V型的結合。從圖10可以明顯的觀察到，由活化淀粉制備的交聯酯化淀粉在2θ 為13.0°、20.0 °處有明顯的衍射峰，表明所得到的淀粉重結晶體屬于V型結構［28］。主要的原因是對木薯淀粉進行機械活化，有利于提高直鏈淀粉的含量［9］，這些直鏈淀粉可以與一些無機或有機基團進行絡合，形成單螺旋的V型直鏈淀粉復合物［29－30］。

圖10 木薯淀粉及交聯酯化淀粉的X射線衍射圖譜

3 結論

利用機械活化預處理的木薯淀粉制備交聯酯化淀粉，研究了各制備因素對活化淀粉交聯酯化反應的影響，并對測定了產物的理化特性和結構，主要結論如下:

各因素對機械活化木薯淀粉的交聯酯化反應均有影響，機械活化1.0 h的木薯淀粉制備交聯酯化淀粉的適宜的工藝條件為:反應溫度40℃，三偏磷酸鈉 1.0%、交聯 pH 10.0、交聯時間2.0 h，醋酸酐用量0.5 mL、酯化 pH 9.0、酯化時間 60 min，在此條件下所制備的機械活化木薯交聯酯化淀粉的冷黏度由活化淀粉的847 mPa·s提高到3 225 mPa·s。

與機械活化淀粉和用木薯原淀粉制備的交聯酯化淀粉相比，機械活化木薯交聯酯化淀粉糊液黏度的熱穩定性得到提高;外界機械作用對交聯酯化淀粉的作用影響不大，高速攪拌穩定性高;機械活化木薯交聯酯化淀粉更能抵抗酸的作用并具有較高的抗老化性。

用紅外光譜、X－射線衍射對機械活化淀粉交聯酯化產物進行了表征，進一步證實了用機械活化預處理木薯淀粉制備交聯酯化淀粉的可行性，其結晶結構為淀粉的V型結構，為淀粉資源高值化利用方面提供參考。

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