交联酯化多孔大米淀粉的制备、性质及应用研究

论文摘要

本论文以大米淀粉为原料,通过三氯氧磷交联,复合酶水解,辛烯基琥珀酸酯化制备出交联酯化多孔大米淀粉,并对其吸附性能、颗粒结构以及对辣椒红色素的吸附性能及吸附稳定性进行了研究。首先确定了多孔淀粉吸附能力的评价指标。结果表明:用次甲基蓝的吸附量可以评价多孔淀粉吸附亲水性物质和疏水性物质的能力,且具有很好的重复性。其次对交联酯化多孔大米淀粉的制备工艺进行了研究,在单因素研究的基础上通过正交实验优化了工艺。结果表明,交联酯化多孔大米淀粉的最佳变性顺序为先交联再酶解,最后进行酯化反应;最佳工艺条件为:交联剂质量分数0.6%（以淀粉干基的质量计）,交联时间90 min,交联pH 11,交联温度35℃,加酶量为55%（理论水解55%的淀粉所需的酶量）,酶解时间12 h,酶解pH 3.6,酶解温度35℃,辛烯基琥珀酸酐质量分数2%（以淀粉干基的质量计）,酯化温度35℃,酯化pH 8.5,酯化时间2 h。然后对多孔大米淀粉、交联多孔大米淀粉和交联酯化多孔大米淀粉的吸附能力、吸附过程的一级动力学及结构进行了研究。结果表明:交联酯化多孔大米淀粉的吸附能力最强,对次甲基蓝的吸附量是3.69 mg/g,然后依次为交联多孔大米淀粉和多孔大米淀粉;三种淀粉吸附过程的一级动力学分析显示:在吸附次甲基蓝的过程中交联酯化多孔大米淀粉的吸附速率最快;红外谱图显示:交联酯化多孔大米淀粉分子中形成了新的P-O-C交联键,并接入了辛烯基琥珀酸链;X-衍射图谱表明:淀粉经复合变性后晶体结构未发生变化;SEM扫描电镜照片显示:淀粉经交联处理后提高了成孔效果。最后用交联酯化多孔大米淀粉吸附辣椒红色素,制备粉末辣椒红色素,并对吸附过程进行了三种动力学模拟,同时研究了温度和光照对粉末辣椒红色素稳定性的影响,结果表明:交联酯化多孔大米淀粉吸附辣椒红色素的二级吸附动力学模型与实验值的相关性最好;辣椒红色素被交联酯化多孔大米淀粉吸附后提高了对高温和光的稳定性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 大米淀粉概述
• 1.1.1 大米淀粉的结构及性质
• 1.1.2 大米淀粉的应用
• 1.2 多孔淀粉研究进展
• 1.2.1 多孔淀粉的制备
• 1.2.2 多孔淀粉的性质
• 1.2.3 多孔淀粉在吸附方面的应用
• 1.2.4 多孔淀粉吸附能力评价的研究进展
• 1.2.5 多孔淀粉的改性
• 1.3 本课题研究的目的及意义
• 1.4 研究内容
• 2 实验材料与方法
• 2.1 主要原料与试剂
• 2.2 仪器与设备
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 多孔淀粉吸附能力评价指标的确定
• 2.3.2 交联酯化多孔大米淀粉制备工艺流程及条件的确定
• 2.3.3 淀粉样品性能的测定
• 2.3.4 淀粉样品的结构分析
• 2.3.5 交联酯化多孔大米淀粉在粉末辣椒红色素中的应用
• 3 结果与讨论
• 3.1 多孔淀粉吸附能力评价指标的确定
• 3.1.1 酶解时间对多孔大米淀粉水解率及吸附性能的影响
• 3.1.2 酯化时间对酯化多孔大米淀粉的取代度及吸附性能的影响
• 3.1.3 交联剂用量对交联多孔淀粉的沉降体积及吸附性能的影响
• 3.1.4 淀粉样品吸附性能重复性实验
• 3.2 交联酯化多孔大米淀粉制备工艺条件的确定
• 3.2.1 复合酶水解制备大米多孔淀粉工艺条件的确定
• 3.2.2 用三氯氧磷制备交联淀粉工艺条件的确定
• 3.2.3 复合变性（酶解和交联）制备交联多孔大米淀粉的正交优化
• 3.2.4 交联多孔大米淀粉酯化工艺条件的确定
• 3.3 淀粉吸附性能的比较
• 3.3.1 淀粉品种对次甲基蓝吸附量的影响
• 3.3.2 吸附时间对次甲基蓝吸附量的影响
• 3.4 淀粉样品结构分析
• 3.4.1 红外光谱分析
• 3.4.2 X-射线衍射分析
• 3.4.3 淀粉的SEM 观察
• 3.5 交联酯化多孔大米淀粉在粉未辣椒红色素中的应用
• 3.5.1 辣椒红色素的标准曲线
• 3.5.2 辣椒红色素的初始浓度对吸附量和吸附率的影响
• 3.5.3 吸附时间和吸附温度对辣椒红色素吸附量的影响
• 3.5.4 交联酯化多孔大米淀粉对辣椒红色素吸附的动力学研究
• 3.5.5 粉末辣椒红色素的稳定性研究
• 主要结论
• 展望和不足
• 致谢
• 参考文献
• 作者在攻读硕士学位期间发表的论文