[0017] 以下结合实施例对本发明做进一步说明。
[0018] 实施例1
[0019] 本实施例包括以下步骤:
[0020] (1)淀粉纳米晶的制备:采用纳米超高压均质机将制备的大米淀粉浆液(所述大米淀粉浆液,大米淀粉与水的质量百分比为10%)在207 MPa均质压力下,按均质速率30 ml/min进行均质处理,将均质后的大米淀粉液在-40℃下冷冻干燥3天,得大米淀粉;再将大米淀粉加入到装有浓度为3.16 mol/L硫酸溶液的圆底烧瓶中,其中大米淀粉质量为硫酸溶液体积的14.7%(g/ml),将烧瓶放入40℃的恒温水浴锅里,保持100r/min的均匀搅拌速度;将大米淀粉与硫酸反应6天后,将反应产物用去离子水反复离心水洗至呈中性,在-40℃下冷冻干燥3天,得大米淀粉纳米晶;
[0021] (2)超声波对淀粉纳米晶在水相中的充分分散:将步骤(1)所得大米淀粉纳米晶和水按10%质量比混合,在30℃水浴条件下,用200W超声波振荡并搅拌30分钟,得到充分分散的大米淀粉纳米晶水相悬浮液;
[0022] (3)氧化淀粉纳米晶的制备:将步骤(2)所得充分分散的大米淀粉纳米晶水相悬浮液放入温度30℃的恒温水浴锅里,用2 mol/L的氢氧化钠溶液调悬浮液pH值为8.0,按每100g大米淀粉原料干基加入1克有效氯的比例,加入次氯酸钠溶液,保持反应1h,在反应过程中,pH值会增加,滴加浓度2 mol/L的稀盐酸溶液,使pH值保持稳定为8.0;再添加过量的质量浓度为20%的亚硫酸氢钠溶液除掉反应物中多余的氯,再用盐酸调pH值到7.0,将最终产品离心,洗涤,冷冻干燥,得氧化改性的大米淀粉纳米晶。
[0023] 本实施例中,通过碱滴定法测出氧化改性的大米淀粉纳米晶的羧基含量为0.47%。采用快速粘度法测定氧化改性淀粉纳米晶受热产生了解聚而不是膨胀融解,易溶于水。通过酶法测得氧化改性淀粉纳米晶酶水解率降低30%。通过分散性试验测得氧化改性处理降低了淀粉纳米晶的自团聚,氧化改性淀粉纳米晶能在水中均匀地分散。
[0024] 实施例2
[0025] 本实施例包括以下步骤:
[0026] (1)淀粉纳米晶的制备:采用纳米超高压均质机将制备的大米淀粉浆液(所述大米淀粉浆液,大米淀粉与水的质量百分比为10%)在207 MPa均质压力下,按均质速率30 ml/min进行均质处理,将均质后的大米淀粉液在-40℃下真空冷冻干燥3天,得大米淀粉;将大米淀粉加入到装有浓度为3.16 mol/L硫酸溶液的圆底烧瓶中,其中大米淀粉质量为硫酸溶液体积的14.7%(g/ml),将烧瓶放入40℃的恒温水浴锅里,保持100r/min的均匀搅拌速度;将大米淀粉与硫酸反应6天后,将反应产物用去离子水反复离心水洗至呈中性,-40℃下冷冻干燥3天,得大米淀粉纳米晶;
[0027] (2)超声波对淀粉纳米晶在水相中的充分分散:将步骤(1)所得大米淀粉纳米晶和水按15%质量比混合,在30℃水浴条件下,用400W超声波振荡并搅拌30分钟,得到充分分散的大米淀粉纳米晶水相悬浮液;
[0028] (3)氧化淀粉纳米晶的制备:将步骤(2)所得充分分散的大米淀粉纳米晶水相悬浮液放入温度30℃的恒温水浴锅里,用2 mol/L的氢氧化钠溶液调悬浮液pH值为8.5,按每100g大米淀粉原料干基加入2克有效氯的比例,加入次氯酸钠溶液,保持反应1h,在反应过程中,pH值会增加,滴加浓度2 mol/L的稀盐酸溶液,使pH值保持稳定为8.5;再添加过量的质量浓度为20%的亚硫酸氢钠溶液除掉反应物中多余的氯,再用盐酸调pH值到7.0,将最终产品离心,洗涤,冷冻干燥,得氧化改性的淀粉纳米晶。
[0029] 本实施例中,通过碱滴定法测出氧化改性大米淀粉纳米晶的羧基含量为0.68%。采用快速粘度法测定氧化改性淀粉纳米晶受热产生了解聚而不是膨胀融解,易溶于水。通过酶法测得氧化改性淀粉纳米晶酶水解率降低32%。通过分散性试验测得氧化改性处理能降低淀粉纳米晶的自团聚,氧化改性淀粉纳米晶能在水中均匀地分散。
[0030] 实施例3
[0031] 本实施例包括以下步骤:
[0032] (1)淀粉纳米晶的制备:采用纳米超高压均质机将制备的大米淀粉浆液(所述大米淀粉浆液,大米淀粉与水的质量百分比为10%)在207 MPa均质压力下,按均质速率30 ml/min进行均质处理,将均质后的大米淀粉液在-40℃下真空冷冻干燥3天,得大米淀粉;将大米淀粉加入到装有浓度为3.16 mol/L硫酸溶液的圆底烧瓶中,其中大米淀粉质量为硫酸溶液体积的14.7%(g/ml),将烧瓶放入40℃的恒温水浴锅里,保持100r/min的均匀搅拌速度;将大米淀粉与硫酸反应6天后,将反应产物用去离子水反复离心水洗至呈中性,-40℃下冷冻干燥3天,得大米淀粉纳米晶;
[0033] (2)超声波对淀粉纳米晶在水相中的充分分散:将步骤(1)所得大米淀粉纳米晶和水按15%质量比混合,在30℃水浴条件下,用400W超声波振荡并搅拌30分钟,得到充分分散的大米淀粉纳米晶水相悬浮液;
[0034] (3)氧化淀粉纳米晶的制备:将步骤(2)所得充分分散的大米淀粉纳米晶水相悬浮液放入温度30℃的恒温水浴锅里,用2 mol/L的氢氧化钠溶液调悬浮液pH值为8.5,按每100g大米淀粉原料干基加入2.5克有效氯的比例,加入次氯酸钠溶液,保持反应1h,在反应过程中,pH值会增加,滴加浓度2 mol/L的稀盐酸溶液,使pH值保持稳定为8.5;再添加过量的质量浓度为20%的亚硫酸氢钠溶液除掉反应物中多余的氯,再用盐酸调pH值到7.0,将最终产品离心,洗涤,冷冻干燥,得氧化改性的淀粉纳米晶。
[0035] 本实施例中,通过碱滴定法测出氧化改性大米淀粉纳米晶的羧基含量为0.68%。采用快速粘度法测定氧化改性淀粉纳米晶受热产生了解聚而不是膨胀融解,易溶于水。通过酶法测得氧化改性淀粉纳米晶酶水解率降低32%。通过分散性试验测得氧化改性处理能降低淀粉纳米晶的自团聚,氧化改性淀粉纳米晶能在水中均匀地分散。
[0036] 分别将未经过处理的淀粉纳米晶、实施例1所得氧化改性的淀粉纳米晶、实施例2所得氧化改性的淀粉纳米晶、实施例3所得氧化改性的淀粉纳米晶以4 mg/mL在室温下分散于去离子水中,搅拌后在水中的分散情况见图1,由图1可知,搅拌后氧化改性前后的淀粉纳米晶都均匀地分散在水中,次氯酸钠浓度越高,淀粉纳米晶的水溶液越显澄清。然而,在几分钟后,未改性淀粉纳米晶由于自团聚开始沉淀,短短的20 min内完全沉淀到容器底部(参见图2中A),而实施例1所得氧化改性的淀粉纳米晶、实施例2所得氧化改性的淀粉纳米晶、实施例3所得氧化改性的淀粉纳米晶在8 h后仍均匀分散于水中(参见图2中B、C、D),由图2显示的分散性现象表明,次氯酸钠氧化淀粉纳米晶,能降低其在水中的团聚性,提高其稳定性。这是由于在碱性条件下,次氯酸钠主要离解为OCl-[161],淀粉纳米晶形成了带负电荷的淀粉盐离子(淀粉-O-),带负电荷的离子团相互排斥降低了淀粉纳米晶的自团聚。