【正文】 淀粉和淀粉深加工 天然高分子改性與應(yīng)用 淀粉是自然界植物體內(nèi)存在的一種高分子化合物。 ?小麥是世界主要糧食作物之一，出粉率約 25%，但谷朊粉中含有 72％ 85％的蛋白質(zhì)。 項目 直鏈淀粉 支鏈淀粉 分子形狀 直鏈分子 支鏈分子 聚合度 1006000 10003000000 尾端基 分子的一端為非還原尾端基其另一端為還原端基 分子具有一個還原尾端基和許多非還原尾端基 碘著色反映 深藍色 紅紫色 吸附碘 量 /% 1920 1 凝沉性質(zhì) 溶液不穩(wěn)定，凝沉性強 易溶于水，溶液穩(wěn)定，凝沉性很弱 絡(luò)合結(jié)構(gòu) 能與酸性有機物和碘生成絡(luò)合結(jié)構(gòu) 不能與極性有機物和碘生成絡(luò)合結(jié)構(gòu) X光衍射分析 高度結(jié)晶 無定型 乙酰衍生物 能制成強度很高的纖維如薄膜 制成的薄膜很脆弱 表 25 直鏈淀粉和支鏈淀粉的比較 天然高分子改性與應(yīng)用 天然高分子改性與應(yīng)用 ? 2. 淀粉的顆粒結(jié)構(gòu)及物理性狀 圖 24 玉米淀粉顆粒 (光學(xué)顯微鏡 ) 圖 25 玉米淀粉顆粒 (掃描電子顯微鏡 ) 天然高分子改性與應(yīng)用 玉米淀粉顆粒經(jīng)過 α –淀粉酶水解后的電鏡照片： (a, c, e) 掃描電鏡 , (b, d, f) 透射電鏡。例如， 當(dāng)小麥淀粉的含水量在 13％一 18． 7％時，玻璃化溫度 (Tg)在 30一90℃ 的范圍內(nèi)； 同時推測當(dāng)含水量超過 20％時，淀粉的 Tg將低于室溫。 天然高分子改性與應(yīng)用 天然高分子改性與應(yīng)用 糊化是淀粉的基本特性之一 淀粉顆粒由吸水溶脹到完全糊化可分為三個階段： 加熱初期 （低于 50 176。常用的氧化劑有次氯酸鹽、高碘酸鹽、高錳酸鹽、過氧化氫、過硫酸鹽、重鉻酸鹽及硝酸等。 淀粉硫酸酯主要用于醫(yī)藥工業(yè) ， 如羥烷基硫磺酸酯可作為血液代用品 、 酶降解的淀粉硫酸酯適用于腸潰瘍的治療 。 該產(chǎn)品是淀粉分子鏈中葡萄糖結(jié)構(gòu)單元中的醇羥基羧甲基化的產(chǎn)物 ， 在堿性條件下 ， 與醚化劑一氯醋酸及其鈉鹽反應(yīng)而得 ， 其反應(yīng)式如下： ? 4. 淀粉醚 天然高分子改性與應(yīng)用 應(yīng)用 : 造紙工業(yè)的膠料、增強劑及助留劑 。使用電泳法 zeta電位儀測定 cs型陽離子淀粉懸浮液的電位，一般在 17—30mv之間，高者可達 40mv，而玉米天然淀粉的 Zeta電位值為負值。醛與淀粉反應(yīng)分為兩個階段，第一個階段生成半縮醛，第二個階段為交聯(lián)階段。環(huán)氧氯丙烷交聯(lián)淀粉常作瓦楞紙箱的膠粘劑。 化學(xué)法 ： 其中氧化還原引發(fā)至今仍為主。 天然高分子改性與應(yīng)用 吸水前 吸水后 圖 29 高吸水樹脂的吸水模式 天然高分子改性與應(yīng)用 高吸水性樹脂發(fā)展速度很快。還可作為播種和水護根植物的膠黏劑。一般，降解塑料可以分為四種類型： ； 2. 生物降解塑料； 3. 光 —生物降解塑料； 4. 水降解塑料。 天然高分子改性與應(yīng)用 國外從事這方面研究與開發(fā)的有加拿大圣勞倫斯公司和美國的 ADM公司。 天然高分子改性與應(yīng)用 降解機理： 第一，淀粉塑料中的淀粉易吸水溶脹。我國的比例是 8％左右。 β 環(huán)糊精可用于食品的脫臭，如海蟹、生魚片、羊肉片、豆粉、奶酪、咖啡等具有令人不愉快氣味的物質(zhì)與環(huán)糊精溶液浸漬混合時，不良氣味將被去除。普魯蘭易于化學(xué)改件，如?；⑼榛?、接枝共聚等，可制成疏水、光敏、熱敏、溫敏的導(dǎo)電或半導(dǎo)體材料，也可在鏈狀分子之間進行化學(xué)交聯(lián)，形成水不溶的高親水件網(wǎng)狀的凝膠材料。 ? 特點： 遇碘呈紅色。其合成與分解取決于血糖水平。 天然高分子改性與應(yīng)用 在醫(yī)藥方面， 可作代血漿，由它在人體內(nèi)降解緩慢，粘度低．其性能優(yōu)于右旋糖苷，可作為藥物制劑的輔料，如粘結(jié)劑、成形劑、被覆劑、抗氧劑；可作制備微膠囊和脂質(zhì)體的材料，其酯化或烷基化衍生物可作為藥物的緩釋材料；可作為制造人工臟器的材料和導(dǎo)彈藥物的載體以及特殊用途衛(wèi)生材料，如無需拆線的手術(shù)縫合線，水溶性藥棉、藥布、藥膜等。 在其他工業(yè)中的應(yīng)用有： 添加到墨水 中，著色鮮明，墨跡不擴浸；加入紡織纖維中可 提高染色堅牢度 ，還用作 上漿劑 ，作 金屬防銹劑 、 金屬礦浮選劑 ；用環(huán)糊精 包合固體燃料 ，不改變其燃燒性能，便于安全貯運；在采油工業(yè)中能促進油砂中油和砂的分離，還可用于廢水、廢氣 污染治理 ……近年來，環(huán)糊精產(chǎn)品不斷得以開發(fā)，在世界尤其是發(fā)達國家正形成一個新興產(chǎn)業(yè)。因其本身不發(fā)生變化、因此也稱為生物催化劑。 淀粉塑料經(jīng)生物降解后的產(chǎn)生如 CO2 , H2O ，均為微生物正常代謝所產(chǎn)生的物質(zhì)，對環(huán)境無害。勞倫斯公司在 PE 或 PP 中加入經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理過的疏水淀粉并加入不飽和酯起自協(xié)氧化作用共混造粒，制備出牌號為“ Ecostar”的塑料母粒。 前一種降解塑料又有人稱填充型淀粉塑料或崩潰型塑料，是以顆粒狀淀粉為原料，以非偶聯(lián)方式與聚烯烴結(jié)合，添加量不超過 30％，此類淀粉塑料存在的主要問題是： ①淀粉是碳水化合物，而聚烯烴是碳氫化合物，二者之間相溶性、粘附性鉸差，影響產(chǎn)品的力學(xué)性能； （ 2）淀粉大分子在配料中不易分散均勻； ③淀粉的親水性不利于成品的尺寸穩(wěn)定性， （ 4）淀粉的熱穩(wěn)定性差，限制了加工溫度，難丁加工成膜。 天然高分子改性與應(yīng)用 ? 除上述應(yīng)用外，高吸水性樹脂還可用于土木建筑堵水劑、日用化產(chǎn)品的留香劑、液相色譜固定劑、紫外線吸收劑、鑄造膠黏劑、船艙吸濕劑、電池陽極膠化劑、造紙施膠劑、纖維吸濕劑、酶固定劑、消防凝膠材料、遇水膨脹玩具、預(yù)板材料、農(nóng)藥載體等。 ? 在 醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域 ，高吸水性樹脂可用做衛(wèi)生紙、嬰幼兒或成人紙尿布、餐巾及一次性布面的添加材料，可用做醫(yī)院用墊料、瘺管及尿袋、粉質(zhì)配方中汗水吸水劑，可制成易于吸收血液、膿液的繃帶制品。 天然高分子改性與應(yīng)用 天然高分子改性與應(yīng)用 ? (1) 高吸水性接枝淀粉 淀粉接枝丙烯腈共聚物 是世界上第一個高分子吸水 (液 )材料 ， 屬于新型的功能性淀粉基高分子材料 ， 也有人稱之為 高吸水樹脂或超強吸水劑 。 天然高分子改性與應(yīng)用 在醫(yī)藥業(yè)中，可制成淀粉微球，普遍用于藥物載體。 天然高分子改性與應(yīng)用 （ 2） 環(huán)氧氯丙烷交聯(lián) 反應(yīng)式為： 天然高分子改性與應(yīng)用 (3) 混合酸酐交聯(lián) 在堿性條件下，淀粉與有機羧酸的混合酸酐反應(yīng)．如與己二酸與醋酸 的混合酸酐反應(yīng)，可生成雙淀粉己二酯產(chǎn)物。顯然，陽離子物質(zhì)對這些物質(zhì)的吸附能力比陰