[其他]变性淀粉及其生产方法

说明书

本发明涉及变性淀粉及其生产方法。

现在已经知道，存在于植物制品中的、并含有确定量水的天然淀粉能在升温和密闭容器中在加压条件下进行处理，形成熔融物。这个工艺很容易在注塑机或挤塑机中实现。淀粉通过进料斗送至旋转的往复螺杆。喂入料沿该螺杆向其尖梢移动。在这个过程中，环绕机筒外部的外加热器和螺杆的剪切作用使淀粉的温度升高。粒状喂入料从进料段开始经过压缩段逐渐熔融。然后，通过计量段使熔融物均化，并将其输送到螺杆的末端。到达螺杆尖梢的这种熔融物接着可以用注塑成型或挤出成型，或者任何其它处理热塑性熔融物熟悉的方法进一步加工。

在欧洲专利申请84300940.8号中（公布号为118240）介绍的这种处理方法可得到变性淀粉。其原因在于淀粉被加热到其组分熔融和玻璃化温度以上，以致这些组分发生吸热转变。由于发生了淀粉小颗粒分子结构的熔融和无序化，因此得到了变性淀粉。

尽管这样的变性淀粉在各种成型技术和挤塑工艺中是可用的，但是已经发现这样的模塑制品具有相对较高程度的表面疵点，并且所加工的材料一般具有相对较低的伸长性。

现在已经发现，将含水量为10-25%的淀粉在断链催化剂的存在下于密闭容积中加热，直至天然淀粉的重均摩尔量减少到原先的二分之一至五千分之一，就可以克服上述缺点。

按照本发明得到的淀粉料也显示出尤其适用于生产薄壁制品的、改良的流动特性，所以，由于加工性能的改善，最大限度地减少了不合格制品，也减少了必需的后续控制。在加工中，如注塑成型加工中，也可以采用低压和低温。

所以，本发明涉及生产变性淀粉的方法，包括按组合物总重量计水含量约在10-25%的未经化学改性的淀粉料，在密闭的容积中，在存在断链催化剂情况下，升温到足够的温度，以形成热塑性熔融物，并且继续加热直至上述淀粉料的重均摩尔量，与其原始重均摩尔量相比较，减少至二分之一到五千分之一。

本发明也涉及用此方法得到变性的淀粉。

“淀粉组合物”指的是包含有下文所述的、任选的添加剂的淀粉/水组合物。

变性淀粉这个术语上面已经解释了。原始的未经化学改性的淀粉包括例如天然淀粉以及胶凝化或熬炼过的淀粉，一般说来还包括主要由直链淀粉和/或支链淀粉组成的天然的植物来源糖类。从各种植物中，例如马铃薯、稻谷、木薯淀粉、玉米、和诸如黑麦、燕麦、小麦等谷类中可以提取它。

不同淀粉的重均摩尔量的各种数值在文献中能够找到。术语-“其重均摩尔量与原始的重均摩尔量相比较减少到二分之一至五千分之一”可以理解为：淀粉与任何聚合性物质一样是由具有不同摩尔量的大分子组成的。单个大分子的摩尔量是无法测定的，能够测量的是所有分子的摩尔量的平均值。

用于测定平均摩尔量的各种绝对方法中，光散射是最可取的方法，并已经应用于几乎所有类型的大分子。光散射是按照各种分子的质量来测定样品中的各种分子，因此，可得到重均摩尔量。正因为如此，该方法不会在很高的分子量时失灵，而这正是优于其它方法之处。然而，光散射测量重均摩尔量需要将聚合物溶于溶剂中。

在诸如天然淀粉的情况下，没有一种溶剂可得到适用于测量的合适的溶液。因此，天然淀粉的平均摩尔量必须从溶于溶剂二甲基亚砜（DMSO）的低分子量淀粉的光散射重均摩尔量与上述淀粉在作为溶剂的DMSO/6水合尿素为9∶1的混合物和DMSO中特性粘度的相关曲线通过外推确定。溶剂DMSO/6水合尿素为9∶1的混合溶剂可以用来溶解天然淀粉并测量特性粘度，但是不能用于光散射。

因此，Log〔摩尔量〕（由可溶性低分子量淀粉通过光散射得到）与Log〔η〕（η＝特性粘度，它由相应的低摩尔量淀粉的特性粘度测量得到）的线性关系允许通过直线上部外推到天然淀粉特性粘度值，由其固有粘度的大小来求得天然淀粉的平均摩尔量。

当天然淀粉在本发明要求的条件下用催化剂处理时，淀粉大分子按统计规律降解，这不同于产生低摩尔量分子比例很低的酶催化降解。

降解是由于α-1，4配糖键的统计断裂造成的，这使得初始大分子的平均摩尔量相应减少。

所以，天然淀粉与催化改性淀粉的平均摩尔量值之比是催化改性程度的量度。

在本发明的情况下，根据特性粘度由实验测定的马铃薯淀粉重均摩尔量约为6×10⁸。减少到百分之一将达到大约6×10⁶的重均摩尔量。