酸解马铃薯淀粉的制备及性能研究150315235【字数：13758】
摘 要本论文首先介绍了改性淀粉的发展和原淀粉的简要概述，包括改性淀粉的定义、类别、用途、发展前景，以及原淀粉的结构、种类和性质等，由此引出酸解马铃薯淀粉，并对其制备工艺进行探讨，通过一定的分析方法对酸解马铃薯淀粉的性能进行表征，并结合实际展望其发展前景。本课题是用马铃薯淀粉作为试验的原材料，盐酸作为酸催化剂，乙醇为淀粉分散剂，以此来制备酸解马铃薯淀粉。对比研究了盐酸的用量，反应的时间，温度以及乙醇用量对酸解马铃薯淀粉的流度造成的影响，实验结果表明，制备酸解马铃薯的优化工艺条件为当马铃薯淀粉质量乙醇质量盐酸质量=8.35:15.7:1，设置反应温度约为70℃，反应时间为8h，酸解马铃薯淀粉的流度值为88mL。通过对原淀粉和最佳反应条件下的酸解马铃薯淀粉进行IR光谱的结构表征，结果表明酸解后的马铃薯淀粉没有出现新的官能团，只存在某些特征峰的强弱发生变化。同时也研究了TG - DTA谱线以及X射线衍射对酸解马铃薯淀粉的结构表征，实验结果表明，酸解马铃薯淀粉的结构发生了相应的变化，其分子链变短，分子量变小，性质也发生了一定的变化。
目 录
1.前言 1
1.1 改性淀粉的进展概述 1
1.2 淀粉的性质与种类选择 2
1.2.1 淀粉的结构 2
1.2.2 淀粉的性质 3
1.2.3 淀粉的分类与选择 4
1.3 改性淀粉的类别及应用 4
1.3.1 改性淀粉的类别 4
1.3.2 改性淀粉的应用 5
1.4 课题研究的目的和意义 6
2.实验部分 8
2.1原试剂和器材 8
2.1.1原试剂 8
2.1.2实验器材 8
2.2实验方法 8
2.2.1酸解淀粉的定义 8
2.2.2 酸解淀粉的反应机理 9
2.2.3 酸解马铃薯淀粉的制备 9
2.2.4 流度及其测定方法 10
2.2.5 红外光谱测定 11
2.2.6 热重分析的测定 11
2.2.7 X射线衍射的测定 11
3.结果与讨论 12
3.1 酸用量的影响 12 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
3.2 反应温度的影响 13
3.3 反应时间的影响 13
3.4 乙醇用量的影响 14
3.5 IR测试与分析 15
3.6 TG DTA分析 16
3.7 XRD的测定与分析 17
4.结论 18
参考文献 19
致谢 21
1.前言
1.1 改性淀粉的进展概述
淀粉是自然界中非常丰富的一种绿色资源，归属于高分子多糖类，可由多种农作物加工纯化而得，其原料与产物均有较大的实用价值，淀粉是由葡萄糖单元聚合而成，其生产范围广阔，价格便宜，生产消耗对自然环境没有污染，是可再生的环保资源，其特别的使用价值和丰富的来源，使其成为国内外重视的重要自然资源[1]。淀粉分子结构中具有能够参加化学反应的活性基团，例如羟基，如果能够通过对淀粉的化学改性，便可以改善淀粉本身性质上的不足，从而扩大其在各领域的应用和发展。
为了提高天然淀粉的使用效益，开拓天然淀粉在各个领域的应用范围，我们可以通过化学合成的方法，如接枝、酯化、酸解等手段在淀粉分子链上插入新的活性基团，或者使其分子链发生断裂或接枝，从而改善天然淀粉固有性质上的缺陷。我们也可以通过物理方法，使天然淀粉分子的物理性质发生改变，如淀粉粒子表面积或体积改变，粒子表面粗糙度改变，或者使粒子之间的距离等发生变化。上述都是为了制备出性能优化的改性淀粉，亦称作变性淀粉。如今，随着越来越丰富的各种改性方法，变性淀粉的类别也变得多样，在各个行业的用途也纷繁复杂，并应用于各种领域中，例如制造日常生活用品，纺织作物，食品工程，医疗药物等热门的行业[2]。
由于改性淀粉可以满足很多工业领域新技术的需求，因此，改性淀粉越来越受到人们的重视和研究，国内外近几十年来对淀粉的改性和技术加工都有着十分活跃的研究，各个领域对改性淀粉开发和利用都有了快速的进展，各种改性淀粉的研究技术都已成熟，同时生产效率也得到了改善[35]。研究各种改性淀粉的生产制备方法不仅在国内有着很热门的发展，在国外也受到了同样的重视，虽然天然的淀粉在本身性质上存在着一定的缺陷，但是通过物理和化学的方法对其进行改性等方法，可以使得天然淀粉的应用领域更加宽广，加之其改性方法和手段在现代科技和化学研究所掌握的范围之类，这样的优势，使得改性淀粉在今后会有更加飞速的发展。目前，全世界开发研究变性淀粉的种类有数千种，年产量非常丰富，多达几千万吨，占淀粉总量的三分之一左右，目前已广泛应用于制造日常生活用品，纺织作物，食品工程，医疗药物等热门的行业[6]。
改性淀粉的发展历史已经非常悠久，早在古代就有人开始研制不同的变性淀粉以满足生活的需要，到如今已经有一百多年的发展，当今国外对变性淀粉的研究和制备有着比较全面的进展，开发了几千种的淀粉产品。在美国，改性淀粉主要是用于工业生产，两百多万吨的改性淀粉会被用来满足各个工业的生产领域。生产原淀粉较多的国家是日本，日本每年需要制备约一百万吨，而又一小部分是用于研制性能优化的变性淀粉以扩大其使用范围[711]。国外还有很多生产原淀粉和研究改性淀粉的国家以及企业，其中生产的改性淀粉有很大一部分用于食品制造业，改进原淀粉在生产食品方面的缺点，增加产量的同时也改善了食品的质地。从历史到当下，改性淀粉在诸多国家和企业都有着广阔的发展前景，不仅在日常的生活中及医药行业，尤其是食品这一发展领域。从改革开放之前，我国对原淀粉的生产才有了较为稳定的发展，对于改性淀粉的研究技术还不成熟，所应用到的领域也很狭隘，只有较为简单的制备手艺，生产制造人员也不稳定，没有娴熟的劳动力扩充，使得生产的总量也不能满足生活和生产的需要，并且研究生产的行业也很单一，大多数用于造纸，纺织等行业，食品领域涉及还是很少，对于我国未来的科研人员，在这方面的研究也有着较为宽松的发展领地[1214]。
1.2 淀粉的性质与种类选择
1.2.1 淀粉的结构
淀粉的分布较为广阔，价格廉价，且容易获取，在很多行业都有着十分广泛的应用。淀粉是自然界中的一种绿色资源，属于高分子多糖类，可由多种农作物加工纯化而得，其原料与产物均有较大的实用价值，淀粉是由葡萄糖单元聚合而成，分子式为（C6H10O5）n，分子结构如下图1和图2：
目 录
1.前言 1
1.1 改性淀粉的进展概述 1
1.2 淀粉的性质与种类选择 2
1.2.1 淀粉的结构 2
1.2.2 淀粉的性质 3
1.2.3 淀粉的分类与选择 4
1.3 改性淀粉的类别及应用 4
1.3.1 改性淀粉的类别 4
1.3.2 改性淀粉的应用 5
1.4 课题研究的目的和意义 6
2.实验部分 8
2.1原试剂和器材 8
2.1.1原试剂 8
2.1.2实验器材 8
2.2实验方法 8
2.2.1酸解淀粉的定义 8
2.2.2 酸解淀粉的反应机理 9
2.2.3 酸解马铃薯淀粉的制备 9
2.2.4 流度及其测定方法 10
2.2.5 红外光谱测定 11
2.2.6 热重分析的测定 11
2.2.7 X射线衍射的测定 11
3.结果与讨论 12
3.1 酸用量的影响 12 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
3.2 反应温度的影响 13
3.3 反应时间的影响 13
3.4 乙醇用量的影响 14
3.5 IR测试与分析 15
3.6 TG DTA分析 16
3.7 XRD的测定与分析 17
4.结论 18
参考文献 19
致谢 21
1.前言
1.1 改性淀粉的进展概述
淀粉是自然界中非常丰富的一种绿色资源，归属于高分子多糖类，可由多种农作物加工纯化而得，其原料与产物均有较大的实用价值，淀粉是由葡萄糖单元聚合而成，其生产范围广阔，价格便宜，生产消耗对自然环境没有污染，是可再生的环保资源，其特别的使用价值和丰富的来源，使其成为国内外重视的重要自然资源[1]。淀粉分子结构中具有能够参加化学反应的活性基团，例如羟基，如果能够通过对淀粉的化学改性，便可以改善淀粉本身性质上的不足，从而扩大其在各领域的应用和发展。
为了提高天然淀粉的使用效益，开拓天然淀粉在各个领域的应用范围，我们可以通过化学合成的方法，如接枝、酯化、酸解等手段在淀粉分子链上插入新的活性基团，或者使其分子链发生断裂或接枝，从而改善天然淀粉固有性质上的缺陷。我们也可以通过物理方法，使天然淀粉分子的物理性质发生改变，如淀粉粒子表面积或体积改变，粒子表面粗糙度改变，或者使粒子之间的距离等发生变化。上述都是为了制备出性能优化的改性淀粉，亦称作变性淀粉。如今，随着越来越丰富的各种改性方法，变性淀粉的类别也变得多样，在各个行业的用途也纷繁复杂，并应用于各种领域中，例如制造日常生活用品，纺织作物，食品工程，医疗药物等热门的行业[2]。
由于改性淀粉可以满足很多工业领域新技术的需求，因此，改性淀粉越来越受到人们的重视和研究，国内外近几十年来对淀粉的改性和技术加工都有着十分活跃的研究，各个领域对改性淀粉开发和利用都有了快速的进展，各种改性淀粉的研究技术都已成熟，同时生产效率也得到了改善[35]。研究各种改性淀粉的生产制备方法不仅在国内有着很热门的发展，在国外也受到了同样的重视，虽然天然的淀粉在本身性质上存在着一定的缺陷，但是通过物理和化学的方法对其进行改性等方法，可以使得天然淀粉的应用领域更加宽广，加之其改性方法和手段在现代科技和化学研究所掌握的范围之类，这样的优势，使得改性淀粉在今后会有更加飞速的发展。目前，全世界开发研究变性淀粉的种类有数千种，年产量非常丰富，多达几千万吨，占淀粉总量的三分之一左右，目前已广泛应用于制造日常生活用品，纺织作物，食品工程，医疗药物等热门的行业[6]。
改性淀粉的发展历史已经非常悠久，早在古代就有人开始研制不同的变性淀粉以满足生活的需要，到如今已经有一百多年的发展，当今国外对变性淀粉的研究和制备有着比较全面的进展，开发了几千种的淀粉产品。在美国，改性淀粉主要是用于工业生产，两百多万吨的改性淀粉会被用来满足各个工业的生产领域。生产原淀粉较多的国家是日本，日本每年需要制备约一百万吨，而又一小部分是用于研制性能优化的变性淀粉以扩大其使用范围[711]。国外还有很多生产原淀粉和研究改性淀粉的国家以及企业，其中生产的改性淀粉有很大一部分用于食品制造业，改进原淀粉在生产食品方面的缺点，增加产量的同时也改善了食品的质地。从历史到当下，改性淀粉在诸多国家和企业都有着广阔的发展前景，不仅在日常的生活中及医药行业，尤其是食品这一发展领域。从改革开放之前，我国对原淀粉的生产才有了较为稳定的发展，对于改性淀粉的研究技术还不成熟，所应用到的领域也很狭隘，只有较为简单的制备手艺，生产制造人员也不稳定，没有娴熟的劳动力扩充，使得生产的总量也不能满足生活和生产的需要，并且研究生产的行业也很单一，大多数用于造纸，纺织等行业，食品领域涉及还是很少，对于我国未来的科研人员，在这方面的研究也有着较为宽松的发展领地[1214]。
1.2 淀粉的性质与种类选择
1.2.1 淀粉的结构
淀粉的分布较为广阔，价格廉价，且容易获取，在很多行业都有着十分广泛的应用。淀粉是自然界中的一种绿色资源，属于高分子多糖类，可由多种农作物加工纯化而得，其原料与产物均有较大的实用价值，淀粉是由葡萄糖单元聚合而成，分子式为（C6H10O5）n，分子结构如下图1和图2：
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