全 文 ：低取代度籼米淀粉醋酸酯的制备、表征及性质研究＊
刘忠义＊，　包　浩，　彭　丽，　陈　婷，　乔丽娟
（湘潭大学 化工学院，湖南 湘潭４１１１０５）
［摘要］　以籼米淀粉为原料，醋酸酐为酯化剂，氢氧化钠为催化剂，制备低取代度籼米淀粉醋酸酯．通过正
交试验确定了醋酸酯淀粉的最佳工艺条件：反应温度４０℃，反应ｐＨ＝９，反应时间９０ｍｉｎ，醋酸酐用量
４ｇ．所得产物的取代度（ＤＳ）为０．１１６，反应效率（ＲＥ）为６４．４７％．通过红外光谱（ＦＴＩＲ），Ｘ射线衍射
（ＸＲＤ），扫描电镜（ＳＥＭ）和快速黏度分析仪（ＲＶＡ）研究了其理化性质．ＦＴＩＲ结果表明，相对于原淀粉，醋
酸酯淀粉在１　７５０，１　３７５和１　２５２ｃｍ－１处出现了新的特征峰．ＸＲＤ结果表明，籼米及醋酸酯淀粉的晶型结
构为Ａ型，但是醋酸酯淀粉的结晶度较小．ＳＥＭ和ＸＲＤ结果表明，乙酰化反应发生在淀粉颗粒表面，降低
了淀粉的结晶度．同时对淀粉的性质进行了研究，结果表明，相对于原淀粉，醋酸酯淀粉的黏度、溶解度、膨
胀度及冻融稳定性提高，糊化温度和老化性能则降低．
关　键　词：籼米淀粉；醋酸酯淀粉；表征；性质
中图分类号：ＴＳ２３５．１　　　　　　文献标识码：Ａ　　　　　　　文章编号：１０００－５９００（２０１５）０３－００４３－０８
Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ，Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｌｏｗ　Ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄ　Ａｃｅｔｙｌａｔｅｄ
Ｉｎｄｉｃａ　Ｒｉｃｅ　Ｓｔａｒｃｈ　ａｎｄ　Ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　Ｉｔｓ　Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ
ＬＩＵ　Ｚｈｏｎｇ－ｙｉ＊，　ＢＡＯ　Ｈａｏ，　ＰＥＮＧ　Ｌｉ，　ＣＨＥＮ　Ｔｉｎｇ，　ＱＩＡＯ　Ｌｉ－ｊｕａｎ
（Ｃｏｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉａｎｇｔａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉａｎｇｔａｎ　４１１１０５Ｃｈｉｎａ）
【Ａｂｓｔｒａｃｔ】　Ａｃｅｔｙｌａｔｅｄ　ｉｎｄｉｃａ　ｒｉｃｅ　ｓｔａｒｃｈ　ｗａｓ　ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｒｅａｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｉｎｄｉｃａ　ｒｉｃｅ　ｓｔａｒｃｈ　ｗｉｔｈ　ａｃｅｔｉｃ　ａｎ－
ｈｙｄｒｉｄｅ（ＡＡ）ｉｎ　ａｎ　ａｑｕｅｏｕｓ　ｍｅｄｉｕｍ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｐｒｅｓｅｎｃｅ　ｏｆ　ｓｏｄｉｕｍ　ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ　ａｓ　ａ　ｃａｔａｌｙｓｔ．Ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍｕｍ　ｐｒｅｐａ－
ｒａｔｉｏｎ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｗｅｒｅ　ｃｏｎｆｉｒｍｅｄ　ｔｏ　ｂｅ　ｔｈｅ　ｒｅａｃｔｉｏｎ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　４０℃，ｒｅａｃｔｉｏｎ　ｐＨ　９，ｒｅａｃｔｉｏｎ　ｔｉｍｅ　９０ｍｉｎ
ａｎｄ　ｔｈｅ　ａｍｏｕｎｔ　ｏｆ　ＡＡ　４ｇ　ｂｙ　ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ　ｔｅｓｔｓ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍａｌ　ｐｒｏｄｕｃｔ　ｗｔｉｈ　ｔｈｅ　ｄｅｇｒｅｅ　ｏｆ　ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏｎｓ
（ＤＳ）ｏｆ　０．１１６ａｎｄ　ｒｅａｃｔｉｏｎ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ（ＲＥ）ｏｆ　６４．４７％ ｗａｓ　ｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅ　ｐｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ
ｐｒｏｄｕｃｔｓ　ｗｅｒｅ　ｓｔｕｄｉｅｄ　ｂｙ　ｍｅａｎｓ　ｏｆ　Ｆｏｕｒｉｅｒ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍ　ｉｎｆｒａｒｅｄ（ＦＴＩＲ），Ｘ－ｒａｙ　ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ（ＸＲＤ），ｓｃａｎｎｉｎｇ　ｅ－
ｌｅｃｔｒｏｎ　ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ（ＳＥＭ）ａｎｄ　Ｒａｐｉｄ　ｖｉｓｃｏ　ａｎａｌｙｓｅｒ（ＲＶＡ）．ＦＴＩＲ　ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ　ｓｈｏｗｅｄ　ｎｅｗ　ｂａｎｄｓ　ａｔ
１　７５０，１　３７５，１　２５２ｃｍ－１．ＳＥＭ　ａｎｄ　ＸＲＤ　ｒｅｖｅａｌｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｃｒｙｓｔａｌｉｎｉｔｙ　ａｎｄ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｏｆ　ｓｔａｒｃｈ　ｇｒａｎｕｌａｒ　ｗｅｒｅ
ｄｅｓｔｒｏｙｅｄ　ｂｙ　ｅｓｔｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ．Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ａｃｅｔｙｌａｔｅｄ　ｒｉｃｅ　ｓｔａｒｃｈ　ｗｅｒｅ　ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｙ　ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ
ｓｈｏｗｅｄ　ａｎ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ，ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ，ｓｗｅｌｉｎｇ　ｄｅｇｒｅｅ　ａｎｄ　ｆｒｅｅｚｅ－ｔｈａｗ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ａｎｄ　ａ　ｄｅｃｒｅａｓｅ　ｏｆ
ｔｈｅ　ｐａｓｔｉｎｇ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｒｅｔｒｏｇｒａｄａｔｉｏｎ．
Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：　ｉｎｄｉｃａ　ｒｉｃｅ　ｓｔａｒｃｈ；ａｃｅｔｙｌａｔｅｄ　ｓｔａｒｃｈ；ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ；ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ
籼米是东南亚地区最主要的谷物作物，而中国是世界上的籼米生产国和消费国［１］．我国是全球
籼米产量第一大国，由于籼米米质较脆，在加工过程中会产生大量碎米，这些碎米通常当做饲料使
第３７卷 第３期
２０１５年９月 　　　
湘　潭　大　学　自　然　科　学　学　报
Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｘｉａｎｇｔａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
　　　
Ｖｏｌ．３７Ｎｏ．３
Ｓｅｐ．２０１５
＊ 收稿日期：２０１５－０４－１９
　　　基金项目：国家农转资金项目（２０１３Ｄ２００２００７）；粮食发酵深加工工艺与技术国家工程实验室（江南大学）项目（ＫＨ０２０１０）
　　　通信作者：刘忠义（１９６４—　），男，湖南 涟源人，博士，教授．Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｚｙｌｙ０８＠１２６．ｃｏｍ
DOI:10.13715/j.cnki.nsjxu.2015.03.007
用，经济效益低．因此，研究开发碎籼米深加工产品及其应用有着重要的意义．由于碎米中淀粉的高
含量，可用于生产大米蛋白粉、糖浆、淀粉及变性淀粉．籼米淀粉具有颗粒小、色泽白、易消化、低过
敏性等独特的优良品质［８］，且有研究表明小颗粒淀粉具有更高的黏度稳定性［９］，基于这些特性，以
籼米淀粉为原料制备的低取代度醋酸酯有较好的经济前景．
近些年来变性淀粉发展迅速，已广泛应用于食品、纺织、农业、石油及可降解高分子材料等储多
领域［２～４］．低取代醋酸酯淀粉是变性淀粉的一个类型，其透明度、黏度、成膜性及稳定性均好于原淀
粉［５］，且糊化温度较低，在食品工业和纺织工业中作增稠稳定剂使用，市场需求量大［６］．现阶段有关
变性淀粉的研究以玉米为主［７］，以籼米淀粉为原料制备低取代醋酸酯未见文献报道．
本文以籼米淀粉为原料，对低取代度籼米淀粉醋酸酯的制备工艺进行了探索，为籼米淀粉的深
加工提供了依据．
１　材料与方法
１．１　材料与仪器
籼米淀粉，由云南普洱永吉生物技术有限责任公司提供；醋酸酐、氢氧化钠、盐酸均为分析纯．
恒温水浴锅，酸度计，ＦＴＩＲ（美国热电集团 Ｎｉｃｏｌｅｔ　３８０号傅立叶红外光谱仪），ＸＲＤ（日本理学
Ｄｍａｘ－３ｃ型ＸＲＤ仪），ＳＥＭ（日本电子公司ＪＳＭ－５９００型扫描电子显微镜），快速黏度分析仪（澳大
利亚 Ｎｅｗｐｏｒｔｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ公司ＲＶＡ－４型）．
１．２　实验方法
１．２．１　低取代籼米淀粉醋酸酯的制备　　称取３５ｇ籼米淀粉配成３５％的淀粉乳，控制醋酸酐的
用量、反应温度、反应时间，同时在反应过程中用３％的氢氧化钠控制反应体系的ｐＨ值．反应完毕
后，用０．５ｍｏｌ／Ｌ的盐酸将ｐＨ调到４．５．将产物用大量蒸馏水洗涤，过滤，并于５５℃下真空干燥．
１．２．２　籼米淀粉醋酸酯的取代度（ＤＳ）及反应效率（ＲＥ）的测定　　精确称取２．０ｇ左右的醋酸酯
淀粉加于２５０ｍＬ锥形瓶，加入４０ｍＬ蒸馏水，摇均，加入３滴酚酞指示剂，混均后用０．０５ｍｏｌ／Ｌ
的ＮａＯＨ溶液滴定至微红色，再加入１０ｍＬ　０．５ｍｏｌ／Ｌ　ＮａＯＨ 标准溶液，在室温下剧烈振荡６０
ｍｉｎ，使样品完全皂化．用蒸馏水冲洗锥形瓶的塞子及瓶壁，再用０．５ｍｏｌ／Ｌ　ＨＣｌ标准溶液滴定过
量的碱至红色消失，记下所用盐酸溶液体积Ｖ１．以籼米淀粉为空白，测试步骤与上述相同，记录消
耗盐酸溶液体积为Ｖ２．ＤＳ和ＲＥ计算公式如下［１０］
乙酰基质量分数：Ａ／％ ＝
（Ｖ２－Ｖ２）×Ｃ×４３×１００
Ｗ
，
取代度：ＤＳ＝ １６２×Ａ４　３００－４２×Ａ
，
反应效率：ＲＥ／％ ＝ＤＳ×ｎ１ｎ２
，
式中，Ｗ 为样品质量，ｇ；Ｍ 为盐酸标准溶液的浓度，ｍｏｌ／Ｌ；ｎ１为加入淀粉的物质的量，ｍｏｌ；ｎ２为加
入醋酸酐物质的量，ｍｏｌ．
１．２．３　醋酸酯淀粉的表征及糊化特性研究　　ＦＴＩＲ测试采用 ＫＢｒ压片法，测试波数范围为
４　０００～４００ｃｍ－１；ＸＲＤ测试条件为ＣｕＫａ，４０ｍＡ管流，４０ｋＶ管压，１０°／ｍｉｎ扫描速率，１０°～９０°
扫描范围；ＳＥＭ测试电压为３０ｋＶ［１１］；溶解度、膨胀度、冻融稳定性和糊化特性的研究参见文献
［１２］．
２　结果与讨论
２．１　不同反应因素对取代度和反应效率的影响
研究了不同反应因素对取代率（ＤＳ）和反应效率（ＲＥ）的影响，包括反应温度（Ａ），反应ｐＨ
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（Ｂ），反应时间（Ｃ），醋酸酐用量（Ｄ）．由图１（ａ）可知，反应温度在２５～４０℃时，ＤＳ和ＲＥ随着温度
的升高而升高，但是当温度大于４０℃时，ＤＳ和ＲＥ却出现了略微下降，这是因为在较高的温度不
仅可以使淀粉结构变得疏松，还能加快醋酸酐的扩散［１３］，因此ＤＳ和ＲＥ升高．但是由于酯化反应
属于放热反应，温度过高会使反应向逆反应移动，造成了ＤＳ和ＲＥ的降低．从图１（ｂ）可知，ｐＨ对
ＤＳ和ＲＥ影响极为显著，ＤＳ和ＲＥ随着ｐＨ的增加，先增大后减小，在ｐＨ为９时达到最大值．淀
粉分子中羟基需经碱活化才能与醋酸酐反应，因此反应要控制在碱性条件下．同时在碱性条件下，
淀粉颗粒会膨胀［１４］，这不仅有利于醋酸酐在淀粉颗粒中的扩散与渗透，还增大了反应过程中两者
的接触面积，使ＤＳ和ＲＥ变大．但是，过高的ｐＨ会使醋酸酯淀粉水解，而且会使淀粉颗粒表面形
成糊化层［１５］，阻碍醋酸酐与淀粉的接触，使反应终止，造成ＤＳ和ＲＥ下降．图１（ｃ）的结果表明，随
着反应时间的延长，ＤＳ和ＲＥ逐渐升高，这是因为淀粉的活化以及醋酸酐的渗透需要一定的时间；
但是当反应时间继续延长时，醋酸酯淀粉会发生水解，ＤＳ和ＲＥ则会下降．醋酸酐用量对ＤＳ和
ＲＥ的影响如图１（ｄ）所示，ＤＳ随着醋酸酐用量的增大而升高，而ＲＥ不断减小．主要原因是，醋酸
酐用量越大，淀粉分子与醋酸酐分子间的碰撞频率越高，因此ＤＳ升高；但是由于醋酸酐的易水解
性，在以水为介质的反应体系中，醋酐的浓度越高，反应效率必定越低，而且副反应也会随之增大，
增加了洗涤工序的负担，综合考虑，醋酸酐用量应控制在３～４ｇ．
将上述结论与 Ｈａｎ［１６］等人以玉米淀粉为原料制备低取代醋酸酯的研究进行了对比，结果发
现制备籼米淀粉醋酸酯，需要更高的温度及ｐＨ，这是因为籼米淀粉直链含量高，结晶度大且淀粉
颗粒结构紧密［１７］，活化籼米淀粉需要更高的温度及碱用量．
５４第３期　　　　　　　　　刘忠义，等　低取代度籼米淀粉醋酸酯的制备、表征及性质研究　　　
２．２　反应条件的正交试验优化
根据单因素试验的结果，通过正交实验对醋酸酯淀粉的制备工艺进行优化，各因素水平见表
１，试验结果见表２．由表２可知，最佳工艺条件为：反应温度为３５℃，ｐＨ为９，反应时间为９０ｍｉｎ，
醋酸酐用量为４ｇ．最佳工艺条件不在表２的试验点内，因此进行验证实验，做３组重复试验，得到
的产物ＤＳ为０．１１６，ＲＥ为６４．４７％．
表１　因素水平表
Ｔａｂ．１　Ｆａｃｔｏｒｓ　ａｎｄ　ｌｅｖｅｌｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ　ｔｅｓｔ
水平
因素
Ａ　 Ｂ　 Ｃ　 Ｄ
温度／℃ ｐＨ 时间／ｍｉｎ 醋酸酐／ｇ
１　 ３０　 ８　 ６０　 ２
２　 ３５　 ９　 ９０　 ３
３　 ４０　 １０　 １２０　 ４
表２　正交试验结果
Ｔａｂ．２　Ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ　ｔｅｓｔ
序号 Ａ　 Ｂ　 Ｃ　 Ｄ　 ＤＳ
１　 ３５　 ８　 ６０　 ２　 ０．０１０　１
２　 ３５　 ９　 ９０　 ３　 ０．０４９　１
３　 ３５　 １０　 １２０　 ４　 ０．０７５　２
４　 ４０　 ８　 ９０　 ４　 ０．０７７　３
５　 ４０　 ９　 １２０　 ２　 ０．０４０　３
６　 ４０　 １０　 ６０　 ３　 ０．０４１　５
７　 ４５　 ８　 １２０　 ３　 ０．０４４　７
８　 ４５　 ９　 ６０　 ４　 ０．０７９　４
９　 ４５　 １０　 ９０　 ２　 ０．０３４　６
Ｋ１　 ０．０４４　８　 ０．０４４　０　 ０．０４３　７　 ０．０２８　３
Ｋ２　 ０．０５３　０　 ０．０５６　３　 ０．０５３　７　 ０．０４５　１
Ｋ３　 ０．０５２　９　 ０．０５０　４　 ０．０５３　４　 ０．０７７　３
极差 ０．００８　２　 ０．０１２　２　 ０．０１０　０　 ０．０４９　０
因素主次 Ｄ＞Ｂ＞Ｃ＞ Ａ
最佳工艺 Ａ２Ｂ２Ｃ２Ｄ３
２．３　醋酸酯淀粉的红外光谱
图２是籼米淀粉和籼米淀粉醋酸酯的ＦＴＩＲ谱图．
３　４００ｃｍ－１处对应的宽峰属于－ＯＨ 的伸缩振动，
２　９２７ｃｍ－１出现的峰则是Ｃ－Ｈ 的非对称伸缩振动吸
收峰，１　１５８ｃｍ－１对应的是Ｃ－Ｏ－Ｃ的非伸缩振动峰．
１　０１３ｃｍ－１峰是由Ｃ－Ｏ（Ｈ）对称振动引起的．最后，
９２９、８５７、７６３、５７６ｃｍ－１处是由葡萄糖六元环伸缩振动
造成的［１８］．与籼米淀粉相比，醋酸酯淀粉图谱中，－ＯＨ
的特征峰明显减弱，并在１　７５０、１　３７５、１　２５２ｃｍ－１出现
了新的吸收峰，分别对应的是 Ｃ＝Ｏ 的伸缩振动，
－ＣＨ３的变性振动以及Ｃ－Ｏ的伸缩振动［１９］，说明确实
引入了乙酰基基团，通过比较图２（ｂ）和（ｃ），我们还可
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以发现，随着醋酸酯淀粉取代度从０．０７５升至０．１１６，－ＯＨ的特征峰减弱越明显，而乙酰基的特征
峰越显著，这说明了淀粉中的羟基逐渐被乙酰基所
取代．
２．４　醋酸酯淀粉的结晶结构
对籼米淀粉及籼米淀粉醋酸酯进行了Ｘ射线
衍射分析，如图３所示．籼米淀粉在２θ为１５°、１８°、
２０°和２３°时有较强的衍射峰，说明籼米淀粉的结晶
结构为Ａ型［２０］．从图３可以看出，籼米淀粉醋酸酯
的衍射峰较原淀粉有较明显的减弱，结晶度下
降［２１］，且当取代增加时，衍射峰下降得越明显，尤
其是２０°处的衍射峰，这可能是由于乙酰化反应破
坏了籼米淀粉的分子结构，减弱了籼米淀粉分子链
间氢键作用，破坏了淀粉的结晶区，但并没有改变
其晶型结构．
２．５　醋酸酯淀粉的形貌观察
采用扫描电子显微镜（ＳＥＭ）观察了乙酰化前后淀粉颗粒的变化．图４（ａ）和（ｂ）是籼米淀粉的
ＳＥＭ图，可以看出籼米淀粉的颗粒呈多角形，虽有轻微破损，表面大都平滑．ＤＳ为０．０７５的籼米淀粉
醋酸酯的ＳＥＭ图如图４（ｃ）及（ｄ）所示，淀粉颗粒保持了原有形貌，部分淀粉颗粒表面出现了裂痕和凹
７４第３期　　　　　　　　　刘忠义，等　低取代度籼米淀粉醋酸酯的制备、表征及性质研究　　　
槽，颗粒表面变得粗糙．由图４（ｅ）和（ｆ）可以看出，随着取代度的增加（ＤＳ＝０．１１６），淀粉颗粒边缘变得
模糊不清，出现了粘连现象，表面裂痕和凹槽数明显增加，但大部分淀粉颗粒完整度较好．
综上所述，对于制备低取代度籼米淀粉醋酸酯，乙酰化反应只发生在淀粉颗粒表面，并没有对
淀粉颗粒的内部结构造成明显破坏，此结论与２．３的分析相一致．
２．６　糊化特性
从图５和表３可以看出，经改性后，淀粉
的糊化特性发生了明显的变化．首先是糊化温
度的降低，这是由于乙酰的作用使淀粉的结构
变得疏松，使其更易糊化．其次黏度也有较明
显的提高，这是由于引入的乙酰基是大分子基
团，使淀粉支链增多，空间结构变得复杂［２２］，
而且引入的乙酰基是疏水性基团，疏水性基团
在水相中可发生非选择吸附，形成网状结构，
即发生了缔合作用，形成稳定的网状结构，起
到了增稠的作用［２３］．有研究表明，淀粉直链含
量越高，淀粉越易老化［２４］，由于改性对淀粉的
结构造成了破坏，使直链淀粉含量降低，因此，
醋酸酯粉不易老化，回复值较低．
表３　籼米淀粉和醋酸酯淀粉（ＤＳ＝０．１１６）的糊化特性
Ｔａｂ．３　Ｐａｓｔｅ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｉｎｄｉｃａ　ｒｉｃｅ　ｓｔａｒｃｈ　ａｎｄ　ａｃｅｔｙｌａｔｅｄ　ｉｎｄｉｃａ　ｒｉｃｅ　ｓｔａｒｃｈ（ＤＳ＝０．１１６）
样品 最高黏度／ｃＰ 最低黏度／ｃＰ 最终黏度／ｃＰ 回升值／ｃＰ 糊化温度／℃
原淀粉 １　５７９±９．７１　 ７０１±７．４３　 １　８３２±９．８６　 １　１３１±８．４５　 ７９．２５±０．７７
醋酸酯淀粉 ２　２６１±１５．３４　 １　５６６±９．６７　 ２　４６５±１６．１９　 ８９９±８．５７　 ７４．８３±０．７０
２．７　溶解度和膨胀度
由表４和表５可知，磷酸酯淀粉的溶解度与膨胀度都大于原淀粉，并随着温度的升高而增加，
原因是反应破坏了原淀粉较为紧密的结构，使水分子更易渗透至淀粉内部，同时引入的基团空间位
阻较大，使一部分不溶性的大分子降解成可溶性小分子．
表４　籼米淀粉和醋酸酯淀粉（ＤＳ＝０．１１６）的溶解度
Ｔａｂ．４　Ｓｏｌｖａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｉｎｄｉｃａ　ｒｉｃｅ　ｓｔａｒｃｈ　ａｎｄ　ａｃｅｔｙｌａｔｅｄ　ｉｎｄｉｃａ　ｒｉｃｅ　ｓｔａｒｃｈ（ＤＳ＝０．１１６）
样品
溶解度／％
５０℃ ６０℃ ７０℃ ８０℃ ９０℃ １００℃
原淀粉 ０．６２±０．０２　 ２．４６±０．１３　 ５．６５±０．０７　 ７．３９±０．０２　 ９．７５±０．４６　 １３．７０±０．５１
醋酸酯淀粉 ４．４３±０．２５　 ５．０７±０．２０　 ８．４０±０．２６　 １２．３３±０．４２　 １５．００±０．２３　 ２０．７０±０．３０
表５　籼米淀粉和醋酸酯淀粉（ＤＳ＝０．１１６）的膨胀度
Ｔａｂ．５　Ｄｉｌａｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｉｎｄｉｃａ　ｒｉｃｅ　ｓｔａｒｃｈ　ａｎｄ　ａｃｅｔｙｌａｔｅｄ　ｉｎｄｉｃａ　ｒｉｃｅ　ｓｔａｒｃｈ（ＤＳ＝０．１１６）
样品
膨胀度／（ｇ·ｇ－１）
５０℃ ６０℃ ７０℃ ８０℃ ９０℃ １００℃
原淀粉 ２．３５±０．０５　 ４．２５±０．１３　 ６．２９±０．１０　 ７．９７±０．１２　 ９．１４±０．２１　 １３．６４±０．０６
醋酸酯淀粉 １４．３７±０．１３　 １５．２５±０．１３　 １７．２８±０．１６　 １９．４８±０．１７　 ２１．４５±０．１５　 ２９．４２±０．２３
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２．８　冻融稳定性
由表６可看出，原淀粉冻融稳定性较差，经过一次冻融后就成海绵状．与原淀粉相比，醋酸酯淀
粉呈现出较好的冻融稳定性．乙酰化能提高淀粉的冻融稳定性，原因主要在于乙酰基是疏水性基
团，会产生疏水缔合作用，使链状的淀粉分子形成稳定的网状结构，维持良好的淀粉糊状态，阻止水
分的流失；此外，由于引入乙酰基团的空间位阻较大，减弱了淀粉分子间氢键作用，使淀粉的凝聚性
降低．
表６　籼米淀粉和醋酸酯淀粉（ＤＳ＝０．１１６）的冻融稳定性
Ｔａｂ．６　Ｆｒｅｅｚｅ－ｔｈａｗ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｉｎｄｉｃａ　ｒｉｃｅ　ｓｔａｒｃｈ　ａｎｄ　ａｃｅｔｙｌａｔｅｄ　ｉｎｄｉｃａ　ｒｉｃｅ　ｓｔａｒｃｈ（ＤＳ＝０．１１６）
样品
析水率／％
１次 ２次 ３次 ４次 ５次
冻融
总次数
原淀粉１） ５７．１３±１．９４ — — — — １
醋酸酸酯淀粉 １１．４３±０．０９　 １５．５５±０．８２　 ２７．２３±０．６４　 ２８．３５±０．８７　 ３３．４９±０．７１　 ５
　　１）“—”表示淀粉成海绵状，没有水析出．
３　结　论
（１）以籼米淀粉为原料，醋酸酐为酯化剂，研究了不同反应因素对取代度（ＤＳ）和反应效率
（ＲＥ）的影响，并通过正交试验得到了最佳工艺：反应温度为４０℃，反应ｐＨ 为９，反应时间为９０
ｍｉｎ，醋酸酐用量为４ｇ，所得产物的ＤＳ为０．１１６，ＲＥ为６４．４７％．
（２）经乙酰化反应后，ＦＴＩＲ光谱出现了乙酰基的特征峰，表明确实发生了酯化反应．
（３）ＸＲＤ结果表明淀粉的结晶度下降，说明反应破坏了淀粉的结晶区．
（４）ＳＥＭ图显示淀粉的形貌发生了明显的变化，颗粒表面凹凸不平，变得粗糙，颗粒破碎严
重，且出现粘连现象．
（５）经改性后，籼米淀粉的溶解度、膨胀度及冻融稳定性都有了明显的提高，ＲＶＡ测试结果表
明，改性后，淀粉的黏度升高，糊化温度降低，抗老化能力增强．
参　考　文　献
［１］　王芳．我国籼米生产、消费和贸易的研究 ［Ｄ］．北京：中国农业科学院，２００４．
［２］　ＰＡＳＳＡＵＥＲ　Ｌ，ＢＥＮＤＥＲ　Ｈ，ＦＩＳＣＨＥＲ　Ｓ．Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　ａｎｄ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｔａｒｃｈ　ｐｈｏｓｐｈａｔｅ［Ｊ］．Ｃａｒｂｏｈｙ－
ｄｒａｔｅ　Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，２０１０，８２（３）：８０９－８１４．
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责任编辑：朱美香
０５ 　　湘　潭　大　学　自　然　科　学　学　报　　　　　　　　　　　　　２０１５年