论三偏磷酸钠制备木薯交联淀粉
关键词： 三偏磷酸钠；交联淀粉；制备；正交
前言
交联淀粉是一种重要的变性淀粉，是淀粉与交联剂通过交联反应使两个或两个以上淀粉分子之间“架桥”在一起所得淀粉衍生物。
淀粉经过交联之后，粘度比原淀粉高，具有更好的抗加工强度，耐热性和对酸碱的稳定性提高，不易糊化，口感更细腻，因此在食品加工行业中具有广阔应用前景。
可用于淀粉交联的交联剂有多种,但根据美国食品化学药典（FCC）规定,可用于食品级交联淀粉制备的交联剂主要有三偏磷酸钠、三氯氧磷和己二酸混酐[1] ,也有报道用环氧氯丙烷的[2], 环氧氯丙烷是一种交联效果极好的交联剂，但其有毒且反应速率慢，不宜用于食用变性淀粉的生产；三氯氧磷虽然FCC允许用于食用变性淀粉中,但其也有一定的毒性，在食品行业中使用亦存安全隐患，在我国食用变性淀粉卫生法规中, 三氯氧磷并未被列为规定使用化工原料；用已二酸醋酸混合酸酐的，则存在反应速度太快，不易控制的问题。而三偏磷酸钠是食品添加剂，用其制备的交联淀粉,只要结合磷量PB≤0.04%即可符合食品用变性淀粉的法规要求[3～4]，其为固体，使用方便，且反应速度适中，易于控制，有关三偏磷酸钠制备交联淀粉的研究已有报道[5～8],只是文献报道的研究多以玉米淀粉、甘薯、小麦淀粉为研究对象，很少涉及广西的优势资源——木薯淀粉,因此，本实验选用木薯淀粉为原料，三偏磷酸钠为交联剂,通过正交实验探讨食用木薯交联淀粉制备工艺条件。
1．材料、原理和方法
1.1实验材料
木薯淀粉(市售)；三偏磷酸钠(食品级)；磷酸二氢钾、钼酸铵、抗坏血酸、浓硫酸、浓硝酸、盐酸等均为分析纯。
D型电动搅拌机（杭州仪表电机厂）,DZK2-6电子恒温不锈钢水浴锅（上海宏兴机械仪器实业制造公司）,202-1电热烘干箱（上海市上海县第二五金厂）,SHB-Ⅲ循环水式多用真空泵（郑州长城科工贸有限公司）,722N可见分光光度计（上海精密科学仪器有限公司）,TG
1.2 交联机理：
淀粉是由含有多个羟基的葡萄糖单元（如图2-1），通过糖苷键连接起来的多糖高分子化合物，其中的直链分子(称为直链淀粉)是由脱水葡萄糖单元经由α-1,4糖苷键连接，支链分子(称为支链淀粉)的支叉位置由α-1,6糖苷键连接，其余由α-1,4糖苷键连接[9]。淀粉大分子结构中的糖苷和羟基决定着它的化学性质，也是各种变性可能的内在因素，在淀粉分子葡萄糖单元的环状结构中，C2、C3为仲碳原子，C6为伯碳原子，其上的羟基具有通常伯醇和仲醇基团的化学反应活性，交联反应可在这些羟基上发生。
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图1 葡萄糖单位
当某化合物分子含有两个或以上的能与羟基反应的官能团时，就可以在淀粉分子中或分子间发生交联。三偏磷酸钠与淀粉的反应产物主要是淀粉磷酸二酯。其化学反应在碱性条件下发生，通式[1]为：
1.3 实验方法和检测方法
将三偏磷酸钠溶解于水中，加入淀粉搅匀配成40%的淀粉乳液,并用5%的氢氧化钠溶液调pH值至规定值,然后置于恒温水浴锅中在不断的搅拌下水浴加热反应至规定时间, 将样品取出冷却后倒入布氏漏斗抽滤,洗样品多次,然后将样品置于烘干箱中烘干，研碎备用。
本实验在探索实验的基础上,选取反应温度A，交联剂用量B（对淀粉干基的百分比）,反应时间C和pH值D四个因素为反应因素,以结合磷含量（PB）为考察指标，用正交表L9（34）[10]进行正交试验,采用正交试验的方法来确定交联工艺条件。正交试验因素水平见表1。
表1 水平因素表
水平 | 反应温度 A/℃ | 交联剂量 B/％ | 反应时间 C/h | PH值 D |
1 2 3 | 30 40 50 | 0.2 0.5 0.8 | 1 2 3 | 8 9 10 |
结合磷量的测定可用磷钼蓝法[11], 其计算方法:
结合磷含量（PB）以样品中结合磷总重量对样品原重量百分比表示，按下式计算:
式中: PB一样品中结合磷的含量，%；
m0一样品的质量，g；
m1—从标准曲线上确定的样品液中磷的质量，mg；
V0—样品液的定量体积，100mL；
V1—用于测定的样品液的等分体积，5mL。
2 实验结果和分析讨论
2.1 正交试验方案及结果
依照表1的实验水平和正交表L9（34）设计正交实验方案并进行实验,表2为正交试验方案及结果。
表2 正交实验方案及结果
序 号 | 因 素 | 结 果 | |||
反应温度A/℃ | 交联剂用量 B/％ | 反应时间C/h | pH值 D | 结合磷 PB/% | |
1 2 3 4 5 6 7 8 9 K1(PB) K3(PB) R(PB) | 30 30 30 40 40 40 50 50 50 0.02428 0.02466 0.02464 0.00038 | 0.2<, o:p> 0.5 0.8 0.2 0.5 0.8 0.2 0.5 0.8 0.02030 0.02966 0.02364 0.00936 | 1 2 3 2 3 1 3 1 2 0.02512 0.02914 0.01932 0.00982 | 8 9 10 10 8 9 9 10 8 0.01708 0.02538 0.03112 0.01404 | 0.01321 0.03488 0.02478 0.03165 0.01711 0.02524 0.01605 热门文章：
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