基本信息
- 项目名称：
- 辛烯基琥珀酸小麦淀粉酯制备工艺的优化
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本作品以小麦淀粉为原料，对湿法和酸水解辛烯基琥珀酸小麦淀粉酯的制备工艺进行了优化，建立了辛烯基琥珀酸小麦淀粉酯取代度预测模型以及辛烯基琥珀酸小麦淀粉酯工艺优化回归方程，确定了辛烯基琥珀酸小麦淀粉酯的加工工艺参数，得到了一种适合辛烯基琥珀酸小麦淀粉酯的加工的新方法。
- 详细介绍：
- 小麦淀粉在食品工业中有着重要的用途，但由于原淀粉有不耐剪切、易降解、易凝沉和脱水收缩的缺点，使其在食品中的应用受到了一定限制。 辛烯基琥珀酸淀粉酯是一种性能优良的乳化增稠剂，在食品中的应用已有30余年，但目前这类产品在我国主要依靠进口，价格昂贵。因此，开发辛烯基琥珀酸淀粉酯系列产品十分必要。 研究表明，辛烯基琥珀酸小麦淀粉酯最佳湿法制备工艺条件为反应时间4.6h、反应温度32.4℃、pH 值为8.5、淀粉乳液质量分数为37.0%、酸酐加入量为淀粉干基质量的3.0%，取代度为0.01977；小麦淀粉酸水解的最优工艺条件为反应时间15h、盐酸浓度6%、反应温度50℃，酸水解辛烯基琥珀酸小麦淀粉酯的最佳制备工艺为反应时间4h、反应温度34 ℃、pH 值 8.0、淀粉乳液质量分数为37%、酸酐加入量为淀粉干基质量的 3.0%，取代度为 0.0194。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 辛烯基琥珀酸淀粉酯由于具有较好的粘度、良好的乳化稳定作用，广泛应用于食品、制药、化学等工业生产中。但目前该类产品在国内的开发还处于起步阶段，尚未形成工业化生产，这类产品主要依靠进口，价格昂贵。因此，开发辛烯基琥珀酸淀粉酯系列产品，以满足国内市场需求十分必要。本研究以我国产量丰富的小麦淀粉为原料，对辛烯基琥珀酸小麦淀粉酯的制备工艺进行了优化，旨在为此类产品在食品工业中的应用提供理论依据。
科学性、先进性及独特之处
- 本研究运用科学的实验设计方法和现代加工技术对湿法和酸水解辛烯基琥珀酸小麦淀粉酯的制备工艺进行优化，建立了辛烯基琥珀酸小麦淀粉酯取代度预测模型以及辛烯基琥珀酸小麦淀粉酯工艺优化回归方程，研究了影响辛烯基琥珀酸小麦淀粉酯性质的因素，确定了辛烯基琥珀酸小麦淀粉酯的加工工艺参数，为提高辛烯基琥珀酸小麦淀粉酯加工利用程度、技术含量和商品价值提供了技术参数，为其工业化生产提供了理论依据。
应用价值和现实意义
- 小麦的主要用途是制作食品和加工淀粉，近年来，小麦淀粉工业在我国得到迅速的发展，小麦淀粉与其它谷物淀粉相比有诸多优越性能，如低热粘度，低糊化温度等。但由于小麦淀粉加工适应性差，并未得到很好的应用。以小麦淀粉作为原料制备辛烯基琥珀酸淀粉酯，不仅可以提高小麦的加工使用性能，而且为我国增添变性淀粉的新品种，具有良好的经济价值和社会意义，是提高小麦淀粉附加值的一条有效途径。
学术论文摘要
- 在反应温度、反应时间、体系pH值、淀粉乳质量分数4个单因素试验的基础上，应用响应面分析法确定了辛烯基琥珀酸小麦淀粉酯湿法制备的最佳工艺条件。结果表明，湿法制备辛烯基琥珀酸小麦淀粉酯的最佳工艺条件为：反应温度35.4℃，反应体系pH 值8.2，反应时间5.5h，淀粉乳质量分数30.6%，在该条件下辛烯基琥珀酸小麦淀粉酯的取代度为0.0198。采用正交实验研究了小麦淀粉的酸水解条件，在此基础上对酸水解小麦辛烯基琥珀酸淀粉酯的制备工艺进行了优化。结果表明，小麦淀粉酸水解反应温度为45℃、盐酸浓度为4%、反应时间18h；酸水解小麦辛烯基琥珀酸淀粉酯的最佳制备工艺为：反应时间4h，反应温度34 ℃，pH 值 8.0，淀粉乳液质量分数为 37%，酸酐加入量为淀粉干基质量的 3.0%。该工艺所制备酸水解小麦辛烯基琥珀酸淀粉酯的取代度为 0.0194。
获奖情况
- 本项目为河南科技大学大学生研究训练计划（SRTP）资助项目（编号：2009146）。 2011年5月与商丘市丰华粉业有限公司签订技术入股协议。
鉴定结果
- 本项目选题新颖，实验设计科学、合理，具有较高的适用和推广价值。
参考文献
- 1.2010-2013中国小麦淀粉产业发展和规划研究报告. 2.2010-2013年中国变性淀粉市场发展趋势预测及投资前景分析报告. 3.2010-2015年中国变性淀粉产业深度调研及未来发展现状趋势预测报告. 4.张维，刘伟伟.变性淀粉在印花糊料上的应用.染整技术,2009,31(12)：28-30. 5.王亚君,张琳琳.变性淀粉在造纸工业中的应用.广西纺织科技,2009，38（5）:41-44. 6.陶锦鸿,郑铁松.变性淀粉在面制品中的应用.食品工业科技，2009，30（10）：345-347. 7.彭雅丽,吴卫国.国内外变性淀粉发展概况及国内研究趋势分析.粮食科技与经济，2010，(3). 8.林敏刚.变性淀粉对速冻水饺品质的影响.粮食与饲料工业，2010，(5). 9.王九菊,廖晓惠.变性淀粉的生产工艺及其在食品工业中的应用.食品科技.2008,（3）:38-41. 10.李素云，鲍彤华等.变性淀粉在肉制品中的应用及发展，肉类研究，2008,（5）:22-24.
同类课题研究水平概述
- 辛烯基琥珀酸淀粉酯，又称辛烯基琥珀酸淀粉钠、纯胶等。它是由淀粉或其衍生物与辛烯基琥珀酸在碱性或弱碱性条件下生成的酯化产品。辛烯基琥珀酸淀粉酯是一种安全性高的乳化增稠剂，已被美国、欧洲和亚太地区的主要国家批准使用。美国食品药物管理局(FDA)将辛烯基琥珀酸淀粉酯归为一般公认安全(GRAS)产品。联合国粮农组织和世界卫生组织(FAO/WHO)评价:日许量无需特殊规定可用于食品，使用范围没有限制。我国于1997年批准该变性淀粉作为食品添加剂，2001年又批准扩大了该产品在食品中的使用范围，用量可以根据需求添加，无需控制。 辛烯基琥珀酸淀粉酯由于具有较好的粘度、良好的乳化稳定作用，广泛应用于食品、制药、化学等工业生产中。辛烯基琥珀酸淀粉酯在国内的开发还处于起步阶段，这类淀粉酯在我国尚未形成工业化的生产。目前使用的主要还是依靠进口，国内只有杭州的瑞林化工公司有这类系列产品的生产。 近年来国内外对辛烯基琥珀酸淀粉酯进行了诸多研究，郑茂强等（2002）制备辛烯基琥珀酸木薯淀粉酯，陈均志等（2003、2004）制备辛烯基琥珀酸玉米淀粉酯，柳志强等（2002）制备辛烯基琥珀酸蜡质玉米淀粉酯，David Betancur-Ancona等(2002)制备了辛烯基琥珀酸剑形刀豆淀粉酯，Xiao yan song等（2006）制备早籼米辛烯基琥珀酸淀粉酯，Bao（2003）等研究了辛烯基琥珀酸马铃薯淀粉酯的性质，Alummoottil N等人（2005）辛烯基琥珀酸木薯淀粉酯，宋晓燕等人（2006）辛烯基琥珀酸糯玉米淀粉酯，王骏涛等人(2006)研究了辛烯基琥珀酸玉米淀粉酯。但未见选用国产小麦淀粉为原料制备的报道。 小麦是我国种植面积最广的谷物之一，2008年小麦产量达11250万吨，河南省又是我国小麦主产区，小麦产量占全国的四分之一。小麦的主要用途是制作食品和加工淀粉，近年来，小麦淀粉工业在我国得到迅速的发展，小麦淀粉与其它谷物淀粉相比也有诸多优越性能，如低热粘度，低糊化温度等。但由于小麦淀粉加工适应性差，并未得到很好应用。以小麦淀粉作为原料制备辛烯基琥珀酸淀粉酯，并对其性能进行研究，不仅可以提高小麦的加工使用性能，而且增添变性淀粉的新品种，具有良好的经济价值和社会意义，是提高小麦淀粉附加值的一条有效途径，可为小麦深加工提供一条转化途径。
