高羧基含量玉米氧化淀粉的制备与表征【字数：13005】
本文首先介绍变性淀粉的发展情况，包含变性淀粉的概念、种类、特性及应用等方面，然后再介绍了玉米淀粉，包括玉米淀粉的概念、特性、发展以及相关应用，由此引出氧化淀粉近几年的发展，指出氧化淀粉是通过氧化改性的方法使淀粉内羧基含量提升，并对氧化淀粉的将来发展进行展望。本论文实验在原有普通玉米淀粉的基础上，以硫酸亚铁为催化剂，以30%过氧化氢为氧化剂，采用氧化改性的办法制备出高羧基含量玉米氧化淀粉，探究糊化温度、反应温度、反应时间、催化剂用量、氧化剂用量对玉米氧化淀粉羧基含量的影响规律。实验结果表明:制备高羧基含量玉米氧化淀粉的优化工艺条件为:当糊化温度为75℃、反应温度为55℃、反应时间为1.5h、硫酸亚铁用量为0.17g、30%过氧化氢用量为10g时，玉米氧化淀粉的羧基含量为2.72%。利用傅里叶红外(FT-IR)对制得的玉米氧化淀粉进行结构分析，结果表明，与玉米原淀粉相比，制得的玉米氧化淀粉出现了明显的羧基吸收峰，表明此实验成功合成了玉米氧化淀粉。
目录
1. 前言 1
1.1 变性淀粉的发展综述 1
1.1.1 变性淀粉的概念 1
1.1.2 变性淀粉的种类 1
1.1.3 变性淀粉的特性 1
1.1.4 变性淀粉的应用 2
1.2 玉米淀粉的发展综述 3
1.2.1 玉米淀粉的概念 3
1.2.2 玉米淀粉的特性 3
1.2.3 玉米淀粉的生产 3
1.2.4 玉米淀粉的发展进展 6
1.2.5 玉米淀粉的应用 6
1.3 氧化淀粉的发展综述 6
1.3.1 氧化淀粉的概念 6
1.3.2 氧化淀粉的特性 6
1.3.3 氧化淀粉的研究进展 7
1.3.4 氧化淀粉的应用 7
1.4 氧化淀粉今后的研究方向 8
1.5 课题研究目的、意义及主要研究内容 8
1.5.1 课题研究的目的和意义 8
1.5.2 主要研究内容 9
2. 实验部分 10
2.1 实验试剂及仪器 10
2.1.1 实验试剂 10
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2.1.2 实验仪器 10
2.2 实验方法 11
2.2.1 玉米氧化淀粉的制备 11
2.2.2 玉米氧化淀粉羧基含量的测定 11
2.2.3 红外谱图表征 12
3. 结果与讨论 13
3.1 玉米原淀粉与玉米氧化淀粉的红外表征 13
3.2 氧化剂用量的影响 13
3.3 反应时间的影响 14
3.4 糊化温度的影响 15
3.5 催化剂用量的影响 16
3.6 反应温度的影响 17
4.结论 19
参考文献 20
致 谢 22
1. 前言
1.1 变性淀粉的发展综述
1.1.1 变性淀粉的概念[12]
随着现代工业的飞速发展，变性淀粉成为需求量很大的一类淀粉，变性淀粉是依据淀粉的原始性质，通过照射射线、进行机械研磨、加热处理、降温处理、在淀粉中加入化学药品使其进行反应、运用生物淀粉改性酶等处理手段，淀粉的一些性质将发生根本性的变化，例如破坏淀粉分子的内部结构、引入一些新的特性等，使淀粉的应用范围增大，像这样经过一定的处理后淀粉本身性质发生一定程度变化的淀粉就称为改性淀粉，也可称为变性淀粉。
1.1.2 变性淀粉的种类[12]
变性淀粉由于品种、种类高达两千多种，所以有很多分类方式。一般来说，依照处理方法来分，变性淀粉能够分为四种，如图1所示：
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图1 变性淀粉的分类
物理变性淀粉是指通过向淀粉照射射线、对淀粉进行研磨等手段来处理淀粉，；化学变性淀粉则是指通过在反应体系中加入一些化学试剂使得淀粉的性质发生改变，化学变性淀粉主要包括两大类，一类可以降低淀粉的分子质量，例如本课题中所要制备的氧化淀粉等，另一类则是可以提高淀粉的分子质量；而酶法变性淀粉是指利用生物学酶处理的方法，通过让淀粉与各种酶进行一系列的反应，来使得淀粉的性质发生改变，例如直链淀粉等；复合变性淀粉是指联系运用多种知识来使淀粉改性，例如氧化交联淀粉等。此外，也可以依照变性淀粉的生产方法，也有很多种不同的分类，其中比较常用的有湿法和干法。
1.1.3 变性淀粉的特性[12]
淀粉变性主要是指改变淀粉的某些天然特性，包括改变淀粉的糊化温度、稳定性、抗剪切力以及复合改性。众所周知，逐步链端降解作用可以降低淀粉的糊化温度，一般来说，可以在淀粉结构中引入亲水团，从而使淀粉分子与水之间的反应加强，来降低糊化温度；另一方面，交联作用则会升高糊化温度。一般来说淀粉通过嫁接或者派生出某些新的基团，其耐热性也会有所提高，在一定合理范围内改变淀粉的结构，也会相应使得淀粉在极酸性环境下更加稳定，并且一般在酸性环境下不易发生性质变化的淀粉其抗剪切力也很稳定。一般来说经过复合改性过的淀粉会同时拥有多种功能。
1.1.4 变性淀粉的应用
因为变性淀粉具有很多特殊的功能，所以在许多行业都有很广泛的应用，且与我们的日常生活息息相关，甚至可以说我们的生存离不开淀粉。
变性淀粉在纺织业中，可以作为纺织经纱上的浆料，占据了纺织浆料总用量的三分之二，进一步提高了经纱的可织性，其中，关于短纤维，变性淀粉会在纺纱外表构成一层保护膜以加强其抗磨性；而对于长纤维来说，变性淀粉可以使纤维与纤维之间联结得更加紧密，这样做的好处是纤维能够聚拢在一起，不容易被扯断或者变性，耐磨性也会随之增强；在生产过程中，遇到强度低或者明显不匀称的纺纱，可以利用变性淀粉来增强各个纤维之间的引力，从而提高纺纱的强度并且使得纺纱不匀称的问题有所改善。另外，变性淀粉在印花糊料中也有一定的应用。
其次，变性淀粉在造纸业中也有一定的运用，主要可以作为添加剂、喷漆、纸张皮相的胶水以及布料加工纸等，这一应用可以有效地提高纸张的质量，使得造纸工艺技术更上一层楼，优化使用者的书写体验。
变性淀粉通常充当水溶胶，粘接剂和稳定剂的角色，在制作食品的过程中加入一定量的变性淀粉的益处是，它可以有效地控制成本，帮助工厂获得更高的利润，例如制作烘焙食品时，变性淀粉可以替代增稠剂，以使食物的内部形成良好的结构，提供平滑，短纤维组织；制作饮料时，变性淀粉可以充当稳定剂，使饮料的口感更佳；制作糖果类食品时，变性淀粉可以充当胶凝剂，改善食品的口感和透明度；制作肉类食品时，变性淀粉充当了粘结剂的角色，使产品变得更加多汁可口。
目录
1. 前言 1
1.1 变性淀粉的发展综述 1
1.1.1 变性淀粉的概念 1
1.1.2 变性淀粉的种类 1
1.1.3 变性淀粉的特性 1
1.1.4 变性淀粉的应用 2
1.2 玉米淀粉的发展综述 3
1.2.1 玉米淀粉的概念 3
1.2.2 玉米淀粉的特性 3
1.2.3 玉米淀粉的生产 3
1.2.4 玉米淀粉的发展进展 6
1.2.5 玉米淀粉的应用 6
1.3 氧化淀粉的发展综述 6
1.3.1 氧化淀粉的概念 6
1.3.2 氧化淀粉的特性 6
1.3.3 氧化淀粉的研究进展 7
1.3.4 氧化淀粉的应用 7
1.4 氧化淀粉今后的研究方向 8
1.5 课题研究目的、意义及主要研究内容 8
1.5.1 课题研究的目的和意义 8
1.5.2 主要研究内容 9
2. 实验部分 10
2.1 实验试剂及仪器 10
2.1.1 实验试剂 10
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2.1.2 实验仪器 10
2.2 实验方法 11
2.2.1 玉米氧化淀粉的制备 11
2.2.2 玉米氧化淀粉羧基含量的测定 11
2.2.3 红外谱图表征 12
3. 结果与讨论 13
3.1 玉米原淀粉与玉米氧化淀粉的红外表征 13
3.2 氧化剂用量的影响 13
3.3 反应时间的影响 14
3.4 糊化温度的影响 15
3.5 催化剂用量的影响 16
3.6 反应温度的影响 17
4.结论 19
参考文献 20
致 谢 22
1. 前言
1.1 变性淀粉的发展综述
1.1.1 变性淀粉的概念[12]
随着现代工业的飞速发展，变性淀粉成为需求量很大的一类淀粉，变性淀粉是依据淀粉的原始性质，通过照射射线、进行机械研磨、加热处理、降温处理、在淀粉中加入化学药品使其进行反应、运用生物淀粉改性酶等处理手段，淀粉的一些性质将发生根本性的变化，例如破坏淀粉分子的内部结构、引入一些新的特性等，使淀粉的应用范围增大，像这样经过一定的处理后淀粉本身性质发生一定程度变化的淀粉就称为改性淀粉，也可称为变性淀粉。
1.1.2 变性淀粉的种类[12]
变性淀粉由于品种、种类高达两千多种，所以有很多分类方式。一般来说，依照处理方法来分，变性淀粉能够分为四种，如图1所示：
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图1 变性淀粉的分类
物理变性淀粉是指通过向淀粉照射射线、对淀粉进行研磨等手段来处理淀粉，；化学变性淀粉则是指通过在反应体系中加入一些化学试剂使得淀粉的性质发生改变，化学变性淀粉主要包括两大类，一类可以降低淀粉的分子质量，例如本课题中所要制备的氧化淀粉等，另一类则是可以提高淀粉的分子质量；而酶法变性淀粉是指利用生物学酶处理的方法，通过让淀粉与各种酶进行一系列的反应，来使得淀粉的性质发生改变，例如直链淀粉等；复合变性淀粉是指联系运用多种知识来使淀粉改性，例如氧化交联淀粉等。此外，也可以依照变性淀粉的生产方法，也有很多种不同的分类，其中比较常用的有湿法和干法。
1.1.3 变性淀粉的特性[12]
淀粉变性主要是指改变淀粉的某些天然特性，包括改变淀粉的糊化温度、稳定性、抗剪切力以及复合改性。众所周知，逐步链端降解作用可以降低淀粉的糊化温度，一般来说，可以在淀粉结构中引入亲水团，从而使淀粉分子与水之间的反应加强，来降低糊化温度；另一方面，交联作用则会升高糊化温度。一般来说淀粉通过嫁接或者派生出某些新的基团，其耐热性也会有所提高，在一定合理范围内改变淀粉的结构，也会相应使得淀粉在极酸性环境下更加稳定，并且一般在酸性环境下不易发生性质变化的淀粉其抗剪切力也很稳定。一般来说经过复合改性过的淀粉会同时拥有多种功能。
1.1.4 变性淀粉的应用
因为变性淀粉具有很多特殊的功能，所以在许多行业都有很广泛的应用，且与我们的日常生活息息相关，甚至可以说我们的生存离不开淀粉。
变性淀粉在纺织业中，可以作为纺织经纱上的浆料，占据了纺织浆料总用量的三分之二，进一步提高了经纱的可织性，其中，关于短纤维，变性淀粉会在纺纱外表构成一层保护膜以加强其抗磨性；而对于长纤维来说，变性淀粉可以使纤维与纤维之间联结得更加紧密，这样做的好处是纤维能够聚拢在一起，不容易被扯断或者变性，耐磨性也会随之增强；在生产过程中，遇到强度低或者明显不匀称的纺纱，可以利用变性淀粉来增强各个纤维之间的引力，从而提高纺纱的强度并且使得纺纱不匀称的问题有所改善。另外，变性淀粉在印花糊料中也有一定的应用。
其次，变性淀粉在造纸业中也有一定的运用，主要可以作为添加剂、喷漆、纸张皮相的胶水以及布料加工纸等，这一应用可以有效地提高纸张的质量，使得造纸工艺技术更上一层楼，优化使用者的书写体验。
变性淀粉通常充当水溶胶，粘接剂和稳定剂的角色，在制作食品的过程中加入一定量的变性淀粉的益处是，它可以有效地控制成本，帮助工厂获得更高的利润，例如制作烘焙食品时，变性淀粉可以替代增稠剂，以使食物的内部形成良好的结构，提供平滑，短纤维组织；制作饮料时，变性淀粉可以充当稳定剂，使饮料的口感更佳；制作糖果类食品时，变性淀粉可以充当胶凝剂，改善食品的口感和透明度；制作肉类食品时，变性淀粉充当了粘结剂的角色，使产品变得更加多汁可口。
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