合成氧化淀粉实验步骤

一、氧化淀粉制备1羧基氧化淀粉于三颈瓶中加入质量分数为30% 的玉米淀粉乳，用1% 的氢氧化钠和盐酸调节所需PH 值，边搅拌边升温至所需温度保持恒定。

缓慢滴加质量分数为玉米淀粉质量的30%的双氧水，滴加完毕后，反应到规定时间。

氧化过程中，生成的羧基会影响PH，应调节PH保持恒定。

反应完成后，将PH提高到10，双氧水停止氧化，反应中止。

所得产品经过离心、分离、洗涤、烘干即得带羧基的初氧化淀粉。

（反应时间、温度、PH值和双氧水用量按表所示）2氧化淀粉于三颈瓶中加入羧基氧化淀粉通过表3的正交试验，使用含羧基量最多的工艺进行试验），用1%的氢氧化钠和盐酸调节所需PH值，边搅拌边升温至所需温度保持恒定。

缓慢滴加质量分数为:7%的高碘酸钠溶液，滴加完毕后，反应到规定时间。

所得产品经离心、洗涤、烘干即得同时带羧基、醛基的氧化淀粉（反应时间、温度、PH和高碘酸钠用量按表所示）。

二、氧化淀粉理化性质表征1固含量测定称取3±0.001 g试样置于已恒重的表面皿内放入105±2℃烘箱中干燥2 h,取出后放入干燥器中冷却室温称量。

2pH值测定称取1±0.001 g试样加入98 ml蒸馏水,在温热条件下使试样全部溶解均匀,用酸度计测定溶液的pH值。

3淀粉黏度的测定称取3.0 g样品,用25 mL水溶解,用RV A快速粘度仪测定粘度。

搅拌速度为160 r/min,初始温度为50℃,升温至开始糊化,以开始糊化温度为最终温度,并且保温至测定结束。

4淀粉氧化度的测定准确称取已充分干燥的样品0.2 g于锥形瓶中,加0.25 mol/L的Na OH标准溶液10.00 mL,缓慢振荡使其溶解、得淡黄色溶液,置于沸水中,控制温热时间1 min,随即在流水下冷却1 min,溶液呈深黄色,然后加0.5 mol/L标准盐酸溶液10.00mL,用少许蒸馏水淋洗锥形瓶瓶壁,加半勺活性炭,充分摇荡,过滤得无色透明澄清溶液。

加入2滴酚酞试剂,用0.25 mol/L NaOH标准溶液进行滴定,至微红色保持0.5 min不褪色为止,读取所耗体积数(mL),以下式计算:氧化度(DAS)=(V1C1-V2C2)×100×162mC1———标准NaOH溶液浓度;V1———消耗NaOH溶液体积数,mL;C2———标准HCl溶液浓度;V2———消耗HCl溶液体积数,mL;m———样品称量,g。

5颗粒状冷水可溶淀粉的醇解法制备称取淀粉60 g(干基)置于反应罐中,加入适量水和乙醇调成一定浓度的淀粉乳,然后将反应罐放入水浴器中保温在设定的温度,保持不断搅拌;并将一定量 3 mol/L的NaOH以4 ml/min的速度匀速滴加到淀粉乳中,滴加完毕,预留20~50 min 使其充分反应。

反应完毕后将淀粉乳抽滤,再倒入适量体积分数95%乙醇,用体积分数3%的盐酸乙醇中和至pH7. 0。

抽滤,用95%乙醇洗涤2次,最后再用无水乙醇洗涤1次。

在80℃的温度下干燥、粉碎得产品(见图1)。

水、乙醇NaOH淀粉→淀粉乳→反应→抽滤→中和→洗涤→干燥→粉碎→过筛→成品6冷水溶解度的测定室温下,取100 ml蒸馏水与1. 000 g颗粒状冷水可溶淀粉(干基)混合,低速(约500 r/min)搅拌15 s后,高速(1 000 r/min)搅拌2min,将淀粉溶液移入250ml离心试管,于3 100 r/min转速下离心15 min,吸取上层清液25 ml于已称重的称量瓶中于110℃下干燥6 h后,称重,直至恒重。

其冷水溶解度计算公式如下:CWS溶解度=[ (25 ml液体中固体重×4)÷样品的总重]×100%。

通过调整反应条件可得溶解度分别为19. 7%、40. 1%、60. 9%、78. 6%和80. 9%的颗粒状冷水可溶玉米淀粉,溶解度分别为14. 4%、46. 8%、61. 9%、95. 3%和98. 1%的颗粒状冷水可溶玉米淀粉,以及溶解度分别为28. 4%、55. 6%、73.8%、97. 4%和100. 0%的颗粒状冷水可溶玉米淀粉。

7颗粒状冷水可溶淀粉糊表观粘度的测定将淀粉配成质量分数3%淀粉乳,原淀粉及冷水溶解度低的样品要在沸水浴中加热15 min,对于冷水溶解度最大的颗粒冷水可溶马铃薯淀粉则直接加入冷水中,搅拌使其充分糊化,即得到颗粒状冷水可溶淀粉糊。

在室温下,选择合适的转子,在转速3 r/min到60 r/min之间递增测量,待数值稳定后便可记录。

粘度的计算方法如下:μa=K×N式中,μa为表观粘度,mPa·s;N为仪表读数,mPa·s;K为系数,根据转子和转数而定。

8 颗粒状冷水可溶淀粉糊凝沉性的测定将质量分数1. 0%淀粉糊置于100 ml的带塞刻度管中,在4℃下每隔2 h对淀粉糊进行观察,记录上层清液的体积变化,绘成清液体积百分比对时间的变化曲线即为淀粉糊凝沉曲线。

沉降24 h后,下层糊液的体积即为沉降积。

9 颗粒状冷水可溶淀粉糊冻融稳定性的测定称取样品6. 000g(干基),调配成质量分数6%的淀粉乳。

量取其中50 ml置于100 ml烧杯中,放入沸水浴中加热,搅拌,并保持原有体积。

15 min后取出,冷却到室温,倒入塑料杯并加盖,置于-18℃的冰箱冷冻室中,冷却24 h,并于室温下自然解冻6 h,观察糊液变化的情况。

重复多次,直到糊液不稳定,有水析出。

记录析出的水量。

10 颗粒状冷水可溶淀粉糊透明度的测定称取1. 000 g干基试样,配成质量分数1%淀粉糊。

用分光光度计,在650 nm 波长,用1 cm比色皿,以蒸馏水为空白试样,测定其透光率。

三、二次氧化淀粉结构分析1氧化淀粉羧基含量的测定淀粉羧基含量的测定方法很多,有醋酸钙法、改进醋酸钙法、淀粉糊滴定法、分光光度法。

实验中采用淀粉糊滴定法,其原理是将含羧基的淀粉用无机酸将其转变为酸的形式,过滤,用水洗去阳离子和多余的酸,洗涤后的试样在水中糊化并用已知浓度的碱液滴定。

称取5.000 g样品于150 mL烧杯中,加25 mL0.1 mol/L HCl溶液,化合物在30 min内不断摇动搅拌,然后用玻璃砂芯漏斗过滤,用无氨蒸馏水洗至无氯离子为止(用硝酸银溶液检验)。

将脱灰后的淀粉转移到600 mL烧杯中,加300 mL蒸馏水,加热煮沸,保温5~7 min,趁热以酚酞作指示剂,用0.1mol/L NaOH标准溶液滴定到终点,消耗的体积为V1。

空白溶液:原淀粉于600 mL烧杯中加300 ml蒸馏水糊化,NaOH标准溶液趁热滴定至酚酞变色,消耗的体积为V2,按下式计算结果:X =V1m1-V2m2C×0.045×100X———羧基含量,%;m1———氧化淀粉称样量,g;m2———原淀粉称样量,g2.羰基含量的测定测定氧化淀粉中羰基含量用羟胺法,其原理为羰基与羟胺反应生成氨,用已知浓度的酸溶液滴定即可求得羰基含量。

羟胺试剂的制备:将25.00 g分析纯盐酸羟胺溶于蒸馏水中,加入100 ml 0.5 mol/L的NaOH溶液,加蒸馏水稀释到500 ml。

此溶液不稳定,过两天应重新配制。

称取过40目筛的二次氧化淀粉样品0.5 000g,放入250 ml烧杯里,加100 ml蒸馏水,搅匀,在沸水中使淀粉完全糊化。

冷却至40℃,调pH值到3.2,移入500 ml的带玻璃塞三角瓶中,精确加入60ml羟胺试剂,加塞,在40℃保持4 h。

用0.1 000mol/LHCl标准溶液快速滴定到pH值3.2,记录消耗的体积(ml)数,称取同样质量的原淀粉进行空白滴定,以下式计算Y =(V1-V2)×0.1000×0.028mY-羰基含量,%;V1—空白滴定消耗的标准盐酸的体积,ml;V2—样品滴定消耗的标准盐酸的体积,ml;m—样品的质量,g3活性醛基含量的测定二次氧化淀粉中的许多醛基官能团,具有优良的特性,如碱溶性、易糊化、不易发霉、低毒性和生物可降解性等。

普通双醛淀粉测定活性醛基含量需要已知单元分子质量,该合成二次氧化淀粉既含羧基又含醛基,因此单元分子量无法表征。

于是选择一种无需单元分子量的测定方法,紫外分光光度法测定该二次氧化淀粉中活性醛基的含量。

利用醛基与羟胺的加成产物肟对紫外光的特征吸收,不经分离,可直接根据已知的乙二醛所得的标准曲线得到二次氧化淀粉中活性醛基含量的测定。

试剂的准备:乙二醛经标准方法测定[8],浓度为39.22%;4.22×10-4mol/L的乙二醛溶液;称取0.0577 g二次氧化淀粉利用超声波溶解于水中;0.2%的盐酸羟胺溶液;1.5%的乙酸钠溶液。

乙二醛标准曲线的确定:分别取0.00、1.00、2.50、4.00、5.50、7.00ml配制好的乙二醛溶液于50ml容量瓶中,加入盐酸羟胺和乙酸钠溶液各1ml,在50±1℃恒温水浴锅上加热20 min,冷却定容。

以空白溶液为参比,在233 nm处测量吸光度,利用分光光度计确定乙二醛标准曲线的回归方程。

醛基含量的测定:称取配制好的二次氧化淀粉溶液25 ml于50 ml容量瓶中,加入盐酸羟胺和乙酸钠溶液各1 ml,在50±1℃恒温水浴锅上加热20min,冷却定容。

以空白溶液为参比,在233 nm处测量吸光度,利用分光光度计测定生成肟的吸收光度。

根据所得的标准乙二醛曲线得到活性醛基的含量。

四、分子结构的测定红外谱图将固体产品用红外光谱仪测定样品的红外吸收谱图(FT-IR图)。

取1.5 mg样品用玛瑙乳钵研细后,加入150 mg干燥KBr粉末,继续研细,在10T/cm2压力下抽真空5 min,压成透明薄片进行测试。