[发明专利]一种改性木薯淀粉的生产方法

说明书

本发明公开利用超高压爆破技术生产高粘度、高取代度羧甲基木薯淀粉的方法，包括碱化处理，醚化反应，纯化等步骤，其目的是首先利用氢氧化钠破坏木薯淀粉颗粒的结晶区域，在高压均质机的超高压下，淀粉分子充分溶胀碱化，疏松淀粉颗粒，淀粉的羟基变成了负氧离子，亲核能力增强，同时生成St‑O^‑‑Na⁺活性中心，接着，由淀粉碱化后的淀粉钠与氯乙酸在氢氧化钠碱性条件下发生双分子亲核取代反应制得高粘度、高取代度羧甲基木薯淀粉。本发明利用超高压爆破技术对木薯淀粉结晶结构的高度破坏作用，解决高粘度、高取代度羧甲基木薯淀粉生产过程中淀粉分子发生降解等技术难题。

技术领域

本发明属于生物化工领域，涉及淀粉改性技术，尤其涉及利用一种改性木薯淀粉的生产方法。

背景技术

羧甲基淀粉 (Carboxymethyl starch sodium，简称 CMS )是变性淀粉的代表产品。淀粉经过羧甲基化后，在葡萄糖的羟基上因引入羧甲基而形成羧甲基淀粉醚结构，是一种水溶性阴离子高分子型化合物，其物理、化学性质与羧甲基纤维素 ( CMC )相似，又称变性羧甲基淀粉钠或淀粉乙酸钠。CMS一般为无毒无嗅的白色或淡黄色粉末，无臭、无味、无毒、热易吸潮。溶于水形成胶体状溶液，对光、热稳定。不溶于乙醇、乙醚、氯仿等有机溶剂，具有亲水性强、易糊化、透明度好、冻融稳定性好、糊黏度稳定性高、在冷水中能充分融胀、凝沉性弱等优点，可用作增稠剂、稳定剂、食品添加剂、药用崩解剂和保水剂等，广泛应用于各行业和部门中。CMS在食品工业中作为品质改良剂，可改善食品的色泽、味道、加工和保存性能等；在造纸工业中用作粘合剂，可使涂料具有良好的均涂性和黏度稳定性；在石油工业中用作保水剂，以保护油层；在医药工业中是优良的药物崩解剂，可促进有效成分的溶出；在环保中可吸附重金属离子而改良水质：另外，它还可以作为建筑黏合剂，具有无毒无害、环保等优点。

现有的羧甲基淀粉钠的制备工艺是将碱一次性完全投入到溶剂中，再将淀粉投入已配置的碱溶液中先经碱化过程，然后再加入醚化剂 -氯乙酸，升温至 70～ 75℃，进行醚化反应，并保持若干小时 ；再经洗涤、干燥处理后得到产品。 这种制备羧甲基淀粉钠的方法存在很多缺点，具体而言主要表现在以下几个方面：

一是所获得的产品，颗粒偏大，且不均匀，其中的取代度、粘度等性能指标不高且不稳定，碱化过程不彻底、不完善，严重影响了产品的使用效果。

二是传统工艺将碱一次性完全投入到溶剂中，结果导致，溶解速度很慢，分布也不均匀，严重影响了淀粉的碱化效果，继而影响醚化效果，最终得不到高取代度的产品，而且产品的耐盐性、耐酸性也达不到应用性能指标的要求。

三是传统的制备淀粉羧甲基淀粉钠的方法极易发生局部反应，造成醚化不彻底，转化率低，副反应增加，导致产品的取代度不均匀，取代度不高，生产效率低下。

羧甲基淀粉在国内已是较为成熟的技术，检索到以下关于羧甲基淀粉的制备技术（中国专利文献）：

申请人：中国科学院广州化学研究所；公开号：CN 1191222A；发明名称：一种高粘度、高取代度羧甲基淀粉醚制备方法；摘要：本发明属于淀粉化学改性方法。现有技术中，制造羧甲基淀粉醚的方法有干法和湿法两类，但前者反应不均匀而取代度低，后者又存在大浴比，消耗大量有机溶剂，致使产品成本过高。本发明提供的是一种低浴比下，使淀粉处于碱糊化的均相反应方法。该法可在较高温度下，缩短反应时间。本发明提供的制造羧甲基淀粉醚的方法可使有机溶剂消耗量减少80-90%，氯乙酸减少30-40%，而产品粘度提高2-3倍，取代度提高1-2倍。