干法生产羟丙基淀粉
羟丙基淀粉新材料
羟丙基淀粉新材料⼀、羟丙基淀粉的概述羟丙基淀粉，也被称为HPS，是⼀种由天然淀粉通过化学改性得到的淀粉衍⽣物。
其基本组成元素与淀粉相同，主要是由碳、氢、氧三种元素构成的，但结构上有所改变。
羟丙基淀粉的制造过程并不涉及任何基因⼯程的步骤，因此它被视为⼀种天然的、可降解的⽣物材料。
⼆、羟丙基淀粉的⽣产羟丙基淀粉的⽣产通常包括以下步骤：1.提取淀粉：通常从⽟⽶、⻢铃薯等农作物中提取淀粉。
2.湿磨：将淀粉悬浮液进⾏湿磨，以细化颗粒，增加表⾯积，有利于后续反应。
3.改性：在淀粉颗粒表⾯引⼊羟丙基基团，这⼀步是通过化学反应完成的，常⽤的化学试剂是环氧丙烷。
4.⼲燥：去除多余的⽔分，得到最终的产品。
三、羟丙基淀粉的性质与特点1.稳定性：羟丙基淀粉在热、酸、碱环境下均表现出良好的稳定性，使其在⻝品、医药等领域有⼴泛的应⽤。
2.可塑性：由于其独特的分⼦结构，羟丙基淀粉具有很好的可塑性，可以⽤于制作各种形状的制品。
3.⽣物相容性：由于其来源于天然淀粉，羟丙基淀粉具有良好的⽣物相容性，可以被⼈体⾃然降解，⽆毒⽆害。
4.增稠性：羟丙基淀粉具有较好的增稠性，因此常被⽤作⻝品添加剂，以提⾼⻝品的⼝感和质地。
5.功能性：羟丙基淀粉可以通过改性引⼊其他功能基团，如疏⽔基团，使其具有更好的防⽔、防油性能。
四、羟丙基淀粉的应⽤1.⻝品⼯业：由于其优良的增稠性和稳定性，羟丙基淀粉被⼴泛应⽤于⻝品⼯业中，如制作果酱、调味品、冰淇淋等。
此外，由于其良好的⽣物相容性和可降解性，羟丙基淀粉也被⽤于制作可⽣物降解的包装材料。
2.医药⾏业：由于羟丙基淀粉具有良好的⽣物相容性和稳定性，它在医药⾏业也有⼴泛的应⽤。
例如，可以⽤作药物载体，⽤于药物的缓释和控释；也可以⽤于制作医疗敷料和⼿术缝合线等。
3.化妆品⾏业：羟丙基淀粉可以有效地提⾼化妆品的粘稠度，使其更易于涂抹和延展。
同时，由于其天然来源和可降解性，羟丙基淀粉也被⼴泛应⽤于化妆品⾏业中。
4.农业领域：羟丙基淀粉也可⽤于农业领域，如制作农⽤薄膜和缓释肥料等。
羟丙基淀粉的制备工艺
羟丙基淀粉的制备工艺
以水媒法制备羟丙基淀粉，反应条件温和，设备要求不高，是一种最常用、最简单的制备羟丙基淀粉的方法。
首先以取代度为考察指标，进行了单因素实验，发现影响羟丙基淀粉取代度的主要因素是：无水硫酸钠与氢氧化钠用量、配比，环氧丙烷用量和反应时间。
无水硫酸钠用量过低，淀粉会过度膨胀糊化，导致搅拌和后续脱水困难，无水硫酸钠用量过多，淀粉不能充分活化，反应活性降低，取代度随之降低，实验表明其用量范围控制在15%~30%为宜；氢氧化钠用量过多，淀粉容易糊化，用量过低，淀粉在碱化过程中所形成的活性基团减少，反应效率低，取代度不高，实验表明其用量范围控制在0.5%~2%为宜；环氧丙烷用量提高，产品取代度会上升，但相应的成本增加，并且反应效率不升反降，实验表明其用量范围控制在20%~30%为宜；增加反应时间，会提高产品取代度，但能耗升高，且随着反应时间的延长，取代度增加幅度降低，实验表明其范围控制在12h左右为宜。
小麦淀粉经羟丙基化后，其透光率、抗凝沉性、抗老化性、耐酸性、耐盐性均比原淀粉有所提高，可以作为一种理想的食品添加剂应用于食品生产中。
羟丙基淀粉制备的影响因素及性能研究
测定羟丙基淀粉取代度的原理与测定丙二醇相
同，测定中用 1，2- 丙二醇作标准溶液。1，2- 丙二
醇、羟丙基淀粉在浓硫酸中均生成丙醛的烯醇式和
烯醛式脱水重排混合物，此混合物在浓硫酸介质中
与茚三酮生成紫色络合物，在波长 595 nm 处测其吸
光度，可推导出羟丙基含量。
准确称取试样 0.05～0.1 g，置于容量瓶中，加入
烧杯中，加入 10 mL 蒸馏水将其配成淀粉乳，放置
于水浴中，边搅拌边加热。当淀粉乳在逐渐升温过
程中由不透明变成透明糊液时，淀粉开始糊化，此
时的温度即为糊化温度。
1.3.4 冻融稳定性的测定
将样品加水配成质量分数 6%的淀粉乳，在沸水
浴 中 加 热 20 min， 然 后 冷 却 至 室 温 ， 置 于 －20 ～
图 5 环氧丙烷添加量对羟丙基淀粉反应效率的影响
由图 4 和图 5 可以看出，随着环氧丙烷添加量的 增加，羟丙基淀粉取代度是有所增加的。但当环氧丙 烷添加量超过 10%时，反应效率反而下降。综合考虑 取代度及反应效率，环氧丙烷添加量应为 10%。 2.5 反应时间对羟丙基取代度的影响
反应条件：淀粉乳质量分数 40%，无水硫酸钠 用 量 10% ， 氢 氧 化 钠 用 量 0.8% ， 环 氧 丙 烷 用 量 10%，反应温度 45 ℃。
反应条件：淀粉乳质量分数 40%，无水硫酸钠 用 量 10% ， 氢 氧 化 钠 用 量 0.8% ， 环 氧 丙 烷 用 量 10%，反应时间 16 h。
反应温度对羟丙基淀粉取代度的影响见图 3。 由图 3 可以看到，温度对羟丙基淀粉取代度的 影响是显著的。随着温度的升高，产物的取代度也 有所提高。但高于 50 ℃以后，淀粉局部易糊化。因 此，羟丙基反应温度应控制在 50 ℃左右为宜。 2.4 环氧丙烷添加量对羟丙基取代度及反应效率的 影响 反应条件：淀粉乳质量分数 40%，无水硫酸钠用
一种羟丙基淀粉胶囊的制备方法
SooPAT一种羟丙基淀粉胶囊的制备方法申请号:201610163293.4申请日:2016-03-22申请(专利权人浙江中同科技有限公司地址 312500 浙江省绍兴市新昌县新昌省级高新技术产业园区兴梅大道60号发明(设计人姜应新竺亚庆陈小刚主分类号 C08L1/28(2006.01I分类号 C08L1/28(2006.01IC08L5/00(2006.01IC08L5/12(2006.01IC08L71/02(2006.01IC08K5/053(2006.01IA61K9/48(2006.01IA61K47/36(2006.01IC08B11/08(2006.01I公开(公告号 105778160A公开(公告日 2016-07-20专利代理机构绍兴市越兴专利事务所(普通合伙 33220代理人蒋卫东(19中华人民共和国国家知识产权局(12发明专利申请(10申请公布号 (43申请公布日 (21申请号 201610163293. 4 (22申请日 2016. 03. 22(71申请人浙江中同科技有限公司地址 312500 浙江省绍兴市新昌县新昌省级高新技术产业园区兴梅大道60号(72发明人姜应新竺亚庆陈小刚(74专利代理机构绍兴市越兴专利事务所(普通合伙 33220代理人蒋卫东(51Int.Cl.C08L 1/28(2006.01C08L 5/00(2006.01C08L 5/12(2006.01C08L 71/02(2006.01C08K 5/053(2006.01A61K 9/48(2006.01 A61K 47/36(2006.01 C08B 11/08(2006.01 (54发明名称一种羟丙基淀粉胶囊的制备方法(57摘要本发明涉及一种羟丙基淀粉胶囊的制备方法, 以环氧丙烷作溶剂制备羟丙基淀粉, 之后溶胶制备胶囊, 从原料淀粉到胶囊制备过程避免了大量醇溶剂和水的使用, 醚化后环氧丙烷可循环套用。
羟丙淀粉
环氧丙烷用量：一般为干淀粉质量的5～10％。 反应时间：上述反应条件下反应约24h，反应效率可
达62％。
羟丙基淀粉的生产工艺
1、含水介质中的反应 将浓度为35-45％的淀粉乳打入密闭的反应容器, 加入为干淀粉质量5-10％Na2SO4，然后在快速 搅拌下加入干淀粉质量1％的NaOH，再加入610％环氧丙烷，45℃反应24h，中和、过滤、洗 涤、干燥得成品。 在含水介质中反应，淀粉能保持颗粒状，反应 后易于过滤，水洗，但一般取代度小于0.1，而 且有副产物生成。
羟丙基淀粉的生产工艺
3、干法
干法反应是淀粉颗粒直接与环氧丙烷得气-固 反应，催化剂用碱、磷酸盐、硫酸盐、氯化钙、 氯化钠、羧酸盐与叔胺等。 常用的方法是将NaOH磨成粉末(大小为0.02～ 0.04mm)再与淀粉混匀，淀粉在含水7-10％， 将混合物置于密闭容器中，通入环氧丙烷，在 0.3MPa压力和85℃下反应。反应结束后用柠 檬酸调pH。
4、羟丙基淀粉在加热、蒸煮过程中，糊的成 膜性好，膜透明、柔韧、平滑、耐折性、糊化后不能在高温
度区停留，否则将产生分子裂解，粘度随之变稀。当冷至50℃以 下时，粘度稳定，羟丙基淀粉粘度因淀粉品种不同较大。
羟丙基淀粉的应用
1、食品工业：增稠剂、悬浮剂、涂料和包装薄
膜
2、造纸工业：用作纸张的内部施胶剂和表
羟丙基变性淀粉在食品工业中可作为增稠 剂、悬浮剂和涂料等，作为增稠剂特别适 用于冷冻食品和方便食品，使食品在低温 储存时具有良好的保水性。因而与其他物 料的相容性好，能与其他增稠剂共用，如 与果胶、卡拉胶共用于乳制品中，与黄原 胶共用于色拉油中。此外，因其对电解质 影响的稳定性高，更适合于含盐量高的食 品应用中。
羟丙基淀粉制备的影响因素及性能研究 (1)
羟丙基淀粉为无异味的白色粉末，糊化温度低、 速度快，凝胶稳定透明，对酸、碱和电解质均较为 稳定，可用于饮料、果酱、冰激凌、果冻等食品中 作为增稠剂和稳定剂，能代替或部分代替昂贵的天 然胶 （包括阿拉伯胶、琼脂、明胶、果胶等） [1]。羟 丙基淀粉属非离子型淀粉衍生物，具有亲水性、良 好的冻融稳定性，是国内外公认的一种安全的变性 淀粉[2]，它的用途广泛[3- 5]。目前在工业化生产方法为 碱性条件下，淀粉与环氧丙烷反应制得羟丙基淀粉。 在碱性条件下，淀粉的结晶区被破坏，使淀粉颗粒 充分溶胀，同时形成活性中心（starch- O- Na+） 发生 SN2 亲核取代反应，生成羟丙基淀粉。
收稿日期：2011- 01- 27 基金项目：黑龙江省自然科学基金项目 （B200915） 作者简介：徐 忠 （1964- ），男，黑龙江人，教授，博士，研究方向：淀粉加工技术。E- mail：Xuzhong2009@
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农产品加工·学刊
2011 年第 5 期
1.3.2 羟丙基取代度的测定[6]
加入水配成质量分数 1%的淀粉乳。将 100 mL 烧杯
置于沸水浴中加热并搅拌 15 min 保持淀粉乳的体积
不变，冷却至 25 ℃；以蒸馏水为参照，用 1 cm 比
色皿在波长 620 nm 处测定淀粉糊的透光率。以透光
率表示淀粉糊的透明度，透光率越高，淀粉糊的透
明度越好。
2 结果与分析
2.1 无水硫酸钠用量对羟丙基取代度的影响 反应条件：淀粉乳质量分数 40%，氢氧化钠用
－15 ℃的冰箱中冷冻，24 h 后取出，自然解冻。观察糊
液是否有水析出，然后在转速 3 000 r/min 离心 20 min，
弃去上清液，称取沉淀物质量，计算析水率。
高取代度马铃薯羟丙基淀粉的制备
第26卷 第3期 西 安 工 业 学 院 学 报 Vol126 No13 2006年6月 J OU RNAL OF XIπAN INSTITU TE OF TECHNOLO GY J un.2006文章编号: 100025714(2006)032264204高取代度马铃薯羟丙基淀粉的制备3强涛1,2,石玉1,贺艳姿1(1.西安工业大学材料与化工学院,西安710032;2.西安交通大学理学院,西安71004)摘 要: 以马铃薯淀粉为原料,通过醚化反应制备具有较高取代度的羟丙基改性淀粉.采用正交试验设计的方法,探讨了醚化剂、催化剂、膨胀抑制剂的量、反应温度和反应时间等五个因素对羟丙基淀粉取代度的影响,确定出最佳的醚化工艺条件.结果表明:当淀粉量为25g时,采用如下配比:环氧丙烷6m1、硫酸钠6g、氢氧化钠0.3g,在反应温度为35℃、反应时间为12h的条件下制备出的羟丙基改性淀粉的取代度较高.所制备的羟丙基淀粉的取代度为0.364.该工艺反应条件温和,操作简单,极大地提高了马铃薯羟丙基淀粉的取代度.关键词: 马铃薯;改性淀粉;醚化反应;取代度中图号: O636.1+2 文献标识码: A 羟丙基淀粉(Hydroxypropyl Starch,简称H PS)属非离子型淀粉衍生物,具有亲水性、良好的粘度稳定性,是国内外公认的一种安全的食用变性淀粉.面粉中加入适量的羟丙基淀粉,可以有效地改善面团的品质[1].另外,羟丙基淀粉在纺织工业中用于纤维的经纱上浆,石油工业中用作钻井液添加剂[2],日用化工和化妆品中作为增稠剂、悬浮剂,建筑材料中用作粘结剂等[324].工业上生产羟丙基淀粉是利用淀粉与环氧丙烷在碱性条件下进行醚化反应来进行,醚化反应主要发生在淀粉中缩水葡萄糖单元上C2和C6的羟基上.羟丙基淀粉在工业生产中存在的主要问题是如何提高产品的取代度.原淀粉中羟基被羟烷基取代的程度越高,其糊化温度越低[5],取代度大于0.2的羟丙基淀粉才具有较大的应用价值.马铃薯淀粉因其糊化温度低、糊粘度高、凝沉性好等特性,以马铃薯淀粉为原料,环氧丙烷为醚化剂,氢氧化钠为催化剂制得的马铃薯淀粉的分子取代度只有0.1左右[6].因此,探索制备更高取代度马铃薯羟丙基淀粉的工艺条件具有重要的意义.1 实验过程湿法制备羟丙基淀粉,采用悬浮液进行反应,反应过程比较温和,实验设备要求不高,消耗醚化剂的量也不大,是一种较好的制备方法.采用正交试验方法,研究分析醚化剂、催化剂、膨胀抑制剂的量、反应温度和反应时间等5个因素对羟丙基淀粉取代度的影响.通过参阅文献[5]和实验探索,设计的正交试验因素水平见表1,其中,A为反应温度; B为反应时间;C为催化剂用量;D为醚化剂用量; E为膨胀控制剂用量.表1 L16(45)正交试验因素水平表Tab.1 Factor level of orthogonal experiment 水平因素A/℃B/h C/g D/g E/g 13580.144240100.255345120.366450140.4771.1 马铃薯羟丙基淀粉的制备碱性条件下,淀粉易与环氧丙烷发生醚化反应3收稿日期:2006202218作者简介:强涛(19792),男,西安工业大学助教,博士研究生,主要研究方向为高分子材料科学与工程教学.生成羟丙基淀粉,这一过程的实质是亲核取代反应.环氧丙烷具有不对称的环形结构,由于淀粉中C2原子处空间位阻小,醚化反应易发生在仲醇碳原子上,其反应方程式为常温(20℃)下,称取一定量的膨胀抑制剂置于三口烧瓶中,依次加适量的去离子水、马铃薯淀粉(25g)、催化剂,在氮气保护下(氧化烯烃与空气的混合物具有爆炸性),搅拌均匀后迅速加入醚化剂.搅拌均匀后升温至反应温度使其充分醚化,反应完毕后调节p H值至7.0.静置,干燥至恒重,即得马铃薯羟丙基淀粉.1.2 羟丙基淀粉取代度的测定羟丙基淀粉的取代度以分子取代度衡量.羟丙基淀粉的取代度越高,即在淀粉上引入的羟烷基越多,羟丙基淀粉的糊化温度越低[5].取代度测定原理是:羟丙基淀粉的羟丙基可水解成丙二醇,丙二醇再与水合茚三酮反应生成紫色络合物的性质,用分光光度法定量测定羟丙基淀粉取代度[728].2 实验结果分析正交试验表明,不同条件下得到的羟丙基淀粉的取代度不同,见表2.计算各因素在不同水平时的平均值和极差R,见表3.表中均值1代表各因素在水平1时的平均值,其余依此类推. 各个因素在不同的水平上对应的取代度的均值不同,反映出其对取代度具有不同的影响.均值的极差大小反映的是各个因素影响取代度的主次顺序,极差越大则该因素越重要.由表3直观分析结果可知,5个因素在其各自不同水平上均使取代度先增大后减小.因此,制备羟丙基淀粉的最佳工艺条件为A2 B3C3D3E3,即反应温度为40℃;反应时间为12h;催化剂0.3g;醚化剂6g;膨胀抑制剂为6g;影响取代度的主次顺序为A(反应温度,R=0.079)>C (催化剂用量,R=0.056)>B(反应时间,R=0.05) >D(醚化剂用量,R=0.047)=E(膨胀抑制剂用量,R=0.047).表2 正交试验结果Tab.2 Results of orthogonal experiment 序号A/℃B/h C/g D/g E/g取代度13580.1440.180235100.2550.245335120.3660.364435140.4770.19654080.2670.341640100.1760.322740120.4450.321840140.3540.31694580.3750.3151045100.4640.3031145120.1570.2971245140.2460.287135080.4560.2791450100.3470.2781550120.2740.2671650140.1650.249表3 正交试验结果直观分析Tab.3 Results of directive analysis on basis ofsubstitute degreeA/℃B/h C/g D/g E/g 均值10.2460.2790.2620.2670.266均值20.3250.2870.2850.2840.282均值30.3000.3120.3180.3140.313均值40.2680.2620.2750.2750.278 R0.0790.0500.0560.0470.0472.1 反应温度的影响当升高温度时,羟丙基淀粉的取代度提高.因为提高反应温度,淀粉颗粒的水和程度增大,环氧丙烷分子在淀粉乳中的运动速度加快,增大了Na+向颗粒内部的扩散速率和St-ONa与环氧丙烷的有效碰撞几率.但反应温度过高易使淀粉糊562 第3期 强涛等:高取代度马铃薯羟丙基淀粉的制备 化,不利于反应的均匀进行,而且会导致淀粉的降解,使产品分子量降低,进而使产品的取代度降低.反应温度最好低于淀粉的溶胀温度,一般不超过50℃[5].当温度为50℃进行反应时,产品出现部分糊化现象.反应温度对取代度的影响见图1(图中各温度点的取代度取该水平的平均值).因此,反应温度选择在40℃左右较合适.图1 反应温度对取代度的影响Fig.1 Effect of reaction temperature onsubstitute degree2.2 催化剂的影响氢氧化钠作为催化剂和颗粒润胀剂对反应有很大的影响.图2中,当氢氧化钠用量为0.1g 时,不足以润胀淀粉颗粒,淀粉与环氧丙烷接触面积较小,反应程度不高,产品的透明度不好;氢氧化钠用量增至0.3g 时,产品取代度有较大提高,作为催化剂的O H -充当淀粉的自由羟基,并生成较多的具有反应活性的St -ONa 的中间产物.该中间产物与环氧丙烷的反应速度很快,从而提高淀粉的醚化程度,同时,产品的透明度最高.当氢氧化钠用量加大到0.4g 时,由于淀粉颗粒的过度膨胀,加之羟丙基化反应的进行,淀粉发生糊化,反应无法均匀进行,产品取代度反而有所降低,产品的透明度降低.综合考虑,氢氧化钠用量为0.3g 较合适.2.3 反应时间的影响反应时间增加,产品的取代度先增加后减小,反应时间对产物取代度的影响见图3.因为反应时间增加到一定程度后,体系的反应效率不再增加,宏观上使得羟丙基淀粉取代度下降.而且,随着反应时间的延长,产品的透明度降低.因此,反应时间为12h 时比较合适.2.4 醚化剂的影响在一定范围内增加醚化剂环氧丙烷的量,可以提高反应的醚化程度.因为随着环氧丙烷用量的增图2 催化剂用量对取代度的影响Fig.2 Effect of dosage of catalyst on substitute degree图3 反应时间对取代度的影响Fig.3 Effect of reaction time on substitute degree加,淀粉乳液中环氧基的浓度增大,与溶胀淀粉自由基发生反应的几率增加,提高了淀粉的醚化程度.环氧丙烷加入量为4～6mL 时,产品取代度逐渐增大;环氧丙烷为7mL 时,会出现部分糊化现象,导致搅拌困难,反应效率下降,取代度反而下降,因此环氧丙烷的加入量也不宜过大,见图4.实验中,环氧丙烷用量控制在6mL 左右为宜.图4 醚化剂用量对取代度的影响Fig.4 Effect of epoxypropane dosage onsubstitute degree2.5 膨胀抑制剂用量的影响硫酸钠可以抑制淀粉的膨胀,从而影响淀粉的羟丙基化反应.当硫酸钠加入量较少时,淀粉颗粒662 西 安 工 业 学 院 学 报 第26卷在氢氧化钠的作用下会过度膨胀,反应体系粘度增大,取代度不高.随着硫酸钠用量的增加,羟丙基淀粉的取代度增加.当硫酸钠加入量过大时,淀粉颗粒不能充分溶胀,反应效率降低,进而取代度降低.硫酸钠用量对取代度的影响见图5.因此,膨胀抑制剂硫酸钠的适宜用量为6g.图5 硫酸钠用量对取代度的影响Fig.5 Effect of sodium sulfate dosage onsubstitute degree3 结论1)马铃薯羟丙基改性淀粉的最佳工艺条件为:当淀粉量为25g 时,氢氧化钠为0.3g ,环氧丙烷6mL ,无水硫酸钠6g ,反应温度为35℃,反应时间为12h ,此时产品的取代度可以达到0.364,且该工艺反应条件温和,操作简单,具有较大的潜在工业应用价值. 2)采用正交试验设计的方法,探讨了醚化剂、催化剂、膨胀抑制剂的量、反应温度和反应时间等五个因素对羟丙基淀粉取代度的影响.结果表明,影响取代度的五个因素的主次顺序为反应温度大于催化剂用量大于反应时间等于醚化剂用量大于膨胀抑制剂用量.参考文献:[1] 吴田瑞,杨林.食用变性淀粉的性质及用途[J ].西部粮油科技,1995,20(4):16.[2] 刘祥,李谦定,于洪江.羟丙基淀粉的合成及其在钻井液中的应用[J ].钻井液,2000,17(6):5.[3] 黄世强,孙争光,李盛彪.环保胶粘剂[M ].北京:化学工业出版社,2003.[4] 叶楚平,李陵岚,王念贵.天然胶粘剂[M ].北京:化学工业出版社,2004.[5] 邓宇.淀粉化学品及其应用[M ].北京:化学工业出版社,2002.[6] 唐洪波,马冰洁.羟丙基马铃薯淀粉合成工艺及性能研究[J ].食品科学,2005,26(4):167.[7] 李学红,杨京,徐贵华,等.羟丙基淀粉取代度测定方法初探[J ].粮食与油脂,2000(8):36.[8] 胡礼勇,张健,郑波,等.牛膝多糖衍生物的几种取代度测定方法的探讨[J ].天然产物研究与开发,2004,16(6):491.Preparation of H ydroxypropyl Modif ied Starch withHigh Substitute DegreeQ I A N G T ao1,2,S H I Yu 1,H E Yan 2z i1(1.School of Materials and Chemical Engineering ,Xi ’an Technological University ,Xi ’an 710032,China ;2.Xi ’an Jiaotong University )Abstract : Et herification of potato starch and p ropylene oxide in aqueous medium for p roducing hydroxyp ropyl potato starch wit h high substit ute degree have been st udied.Five factors influencing t he startch ’s substit ute degree have been analysed by ort hogonal experiment s to obtain t he optimal reaction condition.Result s indicate t hat granular potato hydroxyp ropyl starch wit h substit ute degree 0.364can be p repared under t he following cont rol conditions :potato starch 25g ,propylene oxide 6mL ,sodium sulfate 6g ,sodium hydroxide 0.3g ,reaction temperat ure 40℃and reaction time 12hours.This process has two good qualities :easy operation and higher substit ute degree.K ey Words : potato ,modified starch ,et herification ,substit ute degree(责任编辑、校对 张立新)762 第3期 强涛等:高取代度马铃薯羟丙基淀粉的制备 。
羟丙基淀粉 e1440
羟丙基淀粉 e1440羟丙基淀粉（E1440）是一种食品添加剂，常用于增加食品的黏度、稳定性和质地。
它是由淀粉经过化学处理得到的，具有多种应用领域。
本文将介绍羟丙基淀粉的性质、制备方法、应用领域以及对人体的影响。
一、性质羟丙基淀粉是由淀粉经过羟丙化反应得到的产物。
它的结构中含有羟丙酯基，这使得淀粉分子变得更加稳定，并且在水中溶解度较高。
羟丙基淀粉具有良好的黏度和增稠性能，能够有效改善食品的质地和稳定性。
二、制备方法羟丙基淀粉的制备方法主要分为物理法和化学法两种。
物理法是利用高温、高压、高碱环境，通过乙烯基淀粉在水溶液中自由基引发剂的作用下与羟丙酮发生缩合反应，生成羟丙酯化淀粉。
化学法是在一定条件下，利用碱催化剂催化淀粉与乙烯醇反应，生成羟丙基化淀粉。
三、应用领域羟丙基淀粉在食品工业中广泛应用。
它常用作增稠剂、胶凝剂和乳化稳定剂，能够增加食品的黏度和稠度。
在酱料、调味品和汤品中，羟丙基淀粉能够使食物的口感更加丰富和浓稠。
此外，羟丙基淀粉还常用于冰激凌、果冻、果酱等甜点制品中，提高产品的质地和保持稳定性。
在医药行业中，羟丙基淀粉也有一定的应用，用作药片和胶囊的包衣剂和调控释放剂。
四、对人体的影响羟丙基淀粉在推荐用量下对人体无明显副作用。
它不会被人体吸收，通过消化系统排出体外。
作为食品添加剂，羟丙基淀粉经过严格的安全性评估，符合相关法规和标准。
然而，对于个别阳性反应的人群，如乙醇不耐受者或脂肪代谢障碍者，过量摄入羟丙基淀粉可能会导致胃肠不适。
综上所述，羟丙基淀粉是一种常用的食品添加剂，具有良好的黏度和增稠性能。
它在食品工业中广泛应用，并且对人体的影响较小。
然而，对于个别不适应羟丙基淀粉的人群，应适量摄入以避免不适。
在未来的研究中，我们需要进一步了解羟丙基淀粉的安全性和应用领域，以更好地利用它的特性。
羟丙基淀粉标准-概述说明以及解释
羟丙基淀粉标准-概述说明以及解释1.引言1.1 概述羟丙基淀粉是一种具有多种功能和广泛应用领域的化学物质，它在医药、食品、化妆品等行业都有重要的作用。
羟丙基淀粉的制备方法和质量标准对其应用和效果起着至关重要的作用。
本文主要介绍羟丙基淀粉的定义、特点和应用，并重点关注羟丙基淀粉的质量标准。
了解和掌握羟丙基淀粉的标准对于生产制造商和消费者来说都至关重要，这有助于确保产品的品质和安全性。
通过深入了解羟丙基淀粉标准，可以更好地应用和选择合适的产品，提高生产效率和产品质量。
在接下来的章节中，我们将详细介绍羟丙基淀粉的定义、特点和应用领域，以及羟丙基淀粉标准的重要性和展望。
希望通过本文的介绍，读者能够对羟丙基淀粉有更深入的了解，并在实际应用中获得更大的收益。
1.2 文章结构文章结构部分将会介绍整篇文章的框架和组织方式。
首先会介绍引言部分，包括概述、文章结构和目的。
接下来将深入探讨正文部分，分别介绍羟丙基淀粉的定义、特点和应用。
最后，结论部分将对整篇文章进行总结，重点强调羟丙基淀粉标准的重要性，并展望未来可能的发展方向。
整篇文章将会按照这样的结构逐步展开，旨在为读者提供系统全面的了解羟丙基淀粉标准的知识。
1.3 目的本文的目的在于介绍羟丙基淀粉标准的重要性和必要性。
羟丙基淀粉作为一种重要的功能性食品添加剂，在食品、医药、化妆品等领域有着广泛的应用。
制定和执行羟丙基淀粉标准可以确保产品质量的稳定性和可靠性，保障消费者的健康和权益。
因此，本文将探讨羟丙基淀粉标准的意义和作用，为相关行业和企业提供参考和指导。
2.正文2.1 羟丙基淀粉的定义羟丙基淀粉（Hydroxypropyl starch，HPS）是一种在淀粉分子结构中引入羟丙基（hydroxypropyl）官能团的化学修饰淀粉。
羟丙基淀粉通常是通过将淀粉与羟丙基化合物（如氧化丙烯）反应而制备得到的。
这种化学修饰改变了淀粉分子的一些特性，使其具有更好的水溶性和稳定性。
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热源,并继续通入氮气.
取下D管及E管,将E管中碘化钾溶液放入51:)0毫升锥形瓶中,洗净,另外将D
管中溶液放入同一锥形瓶中,用5毫升硝酸洗涤D管两侧,用蒸馏水再洗涤两次,放
置5分钟,加5毫升硫酸,用硫代硫酸钠溶液滴定,以淀粉作指标剂.
多,但物料和气相的醚化剂的接触也不够充分,局部还存在死角,所以一般的反应釜不
适宜此醚化反应.反应釜的构造是反应成败的关键,最好是滚动卧式反应釜,因为反应
釜能滚动,所以物料在釜内能滚动,并且在搅动耙桨的翻动下,物料无死角,物料与醚
化剂的接触更充分.搅拌轴是空心并有许多小孔,能在反应过程中进行抽真空,充N
干法生产羟丙ห้องสมุดไป่ตู้淀粉
第l0卷第4期纤维素醚工业
2002年l2月CELLULOSEETHERSINDUSTRY
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e$
产品应用
,
干法生产羟丙基淀粉
顾立基(无锡化工研究设计院)
羟丙基淀粉是性能较好的变性淀粉之一,它有优良性能和非离子化的特性.根据
羟丙基淀粉取代度的不同广泛应用于医药,食品,日用化工,纺织,印染以及石油开采
渍的时间也有一定的影响,温度高浸泡时间可以短一点,温度低浸泡时间长一点,一般
浸渍液控制在20-25~C左右,时间在6O一8O分钟左右为宜
2,环氧丙烷加入速度
淀粉分子上有了一定量的催化剂后,在反应釜中遇到环氧丙烷,在一定的条件下
就能进行反应,环氧丙烷加入量越多反应愈迅速,反应时间也愈短,同时剧烈的反应放
Br2+2KI一——一2KBr+I2
I2+2Na2S20厂2NaI+Na
2.分析议器
AE
3.操作
如图在B管中放入约0.1克红磷及硫酸
镉溶液(50Y/Y+)数毫升,C管中准确放入lO
毫升硝酸银的乙醇溶液,(将33克硝酸银溶
解在不含氮的11O毫升蒸馏水中,加数滴硝
酸酸化,用无水乙醇稀释至1000毫升),D管
淀粉有二种结构.
一
种在大分子中葡萄糖基环间只有1—4甙键联结,大分子呈线型,称为直链淀粉,
一
19—
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纤维素醚工业
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其结构式为:
H
CH20HCH20H
OH
O
另一种除了1—4甙键外还有1-6甙键以及少量的1-3甙键联结,大分子呈分支状
烷,釜内的物料温度升高至88—90~C,釜内的压力开高至O.25mpa左右,用环氧丙烷的
加入量来控制和维持釜内的温度和压力,直至要加的环氧丙烷全部加完,一般反应需
要4—5小时,待釜内的压力回到原先的压力,反应结束放空降温后出料.
c.干燥:
醚化后的物料进入气流干燥器,在干燥时加入一定量的硼砂进行干燥.
好,可降低织造过程中所产生的静电集聚,退浆容易,减少环境污染;在油田钻井中作
泥浆降滤失剂,既能应用于淡水泥浆又能用于盐水泥浆,而同类的羧甲基淀粉钠
CMS—Na抗盐能力较差,只适用于淡水泥浆.随着人们对羟丙基淀粉在应用方面认识
的提高和开发,使用量也迅速地大幅度的提高,我国淀粉资源丰富,价格便宜,变性的
等各行业领域中.在医药行业中用作药片的崩解剂,增稠剂;在食品工业中作食品的增
稠剂,低温稳定剂,防冻剂,乳化剂,还可用于生产食品的包装薄膜;在造纸工业上主要
用作表面施胶和涂布;在印染中作印花糊料和匀染剂,其性能优于传统的助剂如海藻
酸纳,合成龙胶和多种匀染剂;羟丙基淀粉与PVA复配生产的变性淀粉混合浆适用于
卧式滚动反应釜
真空泵
分碎机
3,工艺流程示意图
玉米淀粉
HAC
HaOH—
NaC1
H,O,f离心液回用
一
2l一
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4,工艺过程:
a.淀粉的预处理:.
向搪瓷反应釜内依次加入醋酸溶液和淀粉,酸用量为淀粉的2-5%,搅拌均匀后将
酸溶液反应,生成黄色的碘化银沉淀.
CH3-C.
H—CH3+AgNO厂———AgIAgNO3———’AgI
I
I
用硫氰酸铵标准溶液标定剩余的硝酸银以测定碘丙烷含量,并换算成环氧丙烷%
反应生成的丙烯,由定量的溴的冰醋酸饱和溴化物溶液吸收,然后用硫代硫酸钠标准
溶液标定剩余的溴,反应方程式为:
CH2=CHCH3+Br2_———一CH2BCHBrCH3
中准确加入2O毫升0.12N的溴——溴化钠
的醋酸溶液(将12毫升液体溴和6O克溴化
钠溶解在3600毫升冰醋酸中约为0.12N,贮
藏在棕色瓶中),E管中放入3O毫升碘化钾溶
液(100Y/Y+).
称量干燥过的羟丙基淀粉0.2克左右(可
视样品中取代度的高低增减称量)放入烧瓶
中,调整N气每秒O.6-0.7个气泡,将烧瓶A
淀粉称为支链淀粉,淀粉主要来自小麦,大米,高梁,马铃薯和玉米等中.
普通淀粉的线型多糖具有线型分子的通性,它能够形成结合区,部分结晶形成薄
膜,甚至形成高强度和柔性的纤维,在许多重要用途中直链淀粉具有近似纤维素的性
能,玉米淀粉和马铃薯淀粉具有较多的直链淀粉和高直链淀粉.
淀粉的分子及结构
淀粉在化学结构上是由一葡萄糖缩聚而成的,由于一葡萄糖缩聚方式不同使.
d.粉碎:
干燥后的羟丙基淀粉HPS有一部分呈不规则的块状,用粉碎机进行粉碎成一定
规格目数的微细粉粒.
五,产品质量:
此工艺生产出的羟丙基淀粉为低取代度的HPS,一般DS在0.5-0.65之间已能在
上述各应用领域中应用,在纺织上浆中的HIS,DS控制得更低,0.08-0.1就可以.
成品的质量
水份(%)≤9—12%
\/l’
0CH3
副反应:
1,淀粉-0-CHz-C
J
H—OH+nH2C\-/CH—cH3
CH30
淀粉一0七CH2_-CH一0-kCH2_.CH—OH
CHCH
一
2O一
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2,H2C—CH—CH3+NaCI+H2o——CH3一~H-CH2CI+CH3一H—cH2OH+NaOH
粉易结块,影响产品质量,同时在反应釜壁上会产生挂壁现象影响热量的传递,并且反
应釜的清洗也较麻烦.
5,产品在干燥过程中可加入一些添加剂如硼砂(四硼酸钠),硼酸,阿拉伯树胶,硫
酸盐或磷酸盐改善产品的分散性.
6,干法生产羟丙基淀粉HPS的工艺为较新颖的工艺,与传统制羟丙基淀粉的工
艺比较,节省了大量的有机溶剂甲醇或乙醇,省略了有机溶剂的回收工艺和设备,极大
\0/6Hl
用环氧丙烷与含水8—12%已活化的淀粉即能完成羟丙基醚化反应.淀粉首先在碱
和盐(NaC1)溶液中浸渍,经离心机甩干后水份达到8—12%,与气体环氧丙烷可进行”干
性”反应,并且在淀粉颗粒内达到高取代度而不发生溶胀问题,制造不糊化,冷水溶性
(cws)~羟丙基淀粉HPS.在反应中用磷酸盐或羟酸盐作为催化剂,把强碱性的浓溶液
应,所以控制环氧丙烷的加入量来控制反应釜内的压力,同时也控制了反应的温度和
反应的速度.设备能否在大量放热时带走大量热量也是决定产品好块的因素,反应温
度一般控制在85—9O℃为宜.
3,反应釜的选择
因为是气固相反应,淀粉是固态,环氧丙烷加入量也不能太多,又没有稀释剂的加
入,所以用普通反应釜来反应,则搅拌的阻力太大了,用卧式反应釜阻力虽然降了很
态称为支链淀粉,其结构式为:
CH2OH1CH2OH
O
O
2
OH
O
淀粉在水中的变化大致为吸收,膨胀,糊化三个阶段,淀粉分子具有屏闭效应,不
会和其他物质直接进行各种反应,一定要使淀粉上的羟基具有活性后再在一定的条件
下才能进行反应.
淀粉与环氧丙烷的羟烷基化反应
正反应:
淀粉一OH+HzC—CH—CH淀粉一0一CH厂CH—OH
应,有机溶剂可以用低级脂肪醇或者酮,工艺过程及设备则有较大的更改,在此不作
详述.
产品取代度DS的测定
醚化度是淀粉-9环氧丙烷的醚化程度,也就是淀粉中每个失水葡萄糖单体与环氧
丙烷结合的平均分子数.
1.测定原理:
-
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(例如50%NaOH溶液)喷淋在淀粉表面,或者与碱干混合后进行喷水,这样可使淀粉
充分活化,即能与醚化剂环氧丙烷反应生成未糊化的CWS的羟丙基淀粉HPS.
生产工艺
1,原材料(工业级)
玉米淀粉一
环氧丙烷>/98%
磷酸钠或硫酸钠
醋酸≥95%
烧碱≥95%
食盐
硼砂
2,主要设备
搪瓷反应釜
三足离心机
气流干燥机
地降低了成本,也避免了甲醇在工艺过程中泄漏,给操作工人身体健康带来危害,同时
还降低了工业废液的排放,减少环境污染.
本工艺生产的羟丙基淀粉HPS的取代度在0.5—0.65之间已能满足上述许多应用
领域的需要,而传统制造法制造的羟丙基淀粉的取代度最高只有O.35.若要制取更高