一種制備高性能淀粉漿料的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種生物法制備高性能淀粉漿料的方法，特別是一種利用淀粉分支酶制備高性能淀粉漿料的方法，屬于紡織加工應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]淀粉作為來源非常廣泛的一種天然大分子，具有良好的生物相容性和環(huán)境友好性。在紡織行業(yè)，淀粉是一種非常重要的經(jīng)紗上漿材料，用于提高經(jīng)紗的可織性。天然淀粉由直鏈淀粉和支鏈淀粉兩種分子組成，前者由α -1, 4糖苷鍵連接成線性高聚物，后者在α-1，4線型聚合物主鏈上通過α-1，6糖苷鍵形成支鏈。淀粉的分子結(jié)構(gòu)不同造成淀粉分子內(nèi)、分子間作用甚至聚集態(tài)結(jié)構(gòu)不同，從而對所制備的漿料的應(yīng)用性能產(chǎn)生不同的影響。紡織漿料要求成膜性好，所形成的漿膜柔韌、耐磨、抗屈曲疲勞，強(qiáng)伸性和彈性好，而且要求漿液對被漿纖維有較好的粘附性能。
[0003]淀粉漿料中直鏈淀粉和支鏈淀粉的比例對其上漿性能有明顯影響。支鏈淀粉含量的增加有利于淀粉煮漿，降低淀粉漿液冷卻后的凝膠現(xiàn)象，提高漿液的穩(wěn)定性和流動性，同時可以增加漿膜韌性，提高漿液對紗線的粘附性能。原淀粉難以滿足這一要求，所以為了改善淀粉漿料的上漿性能，國內(nèi)外研究利用物理或化學(xué)方法對淀粉進(jìn)行接枝改性制備接枝變性淀粉作為紡織漿料，并一度成為研究的熱點(diǎn)。由于現(xiàn)有的各種化學(xué)接枝改性方法均存在接枝條件苛刻、接枝過程不易控制，易產(chǎn)生副產(chǎn)物等缺陷，特別是受到淀粉自身組成與結(jié)構(gòu)的限制，產(chǎn)品的成膜性能和對被漿纖維的粘附性能改善不顯著，嚴(yán)重影響了其漿紗應(yīng)用效果。目前的接枝淀粉漿料也無法完全或高比例取代難以生物降解的聚乙烯醇漿料。因此，尋找有效溫和的高性能淀粉漿料的制備方法具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
[0004]淀粉分支酶是糖基轉(zhuǎn)移酶的一種，是淀粉體內(nèi)合成支鏈淀粉的關(guān)鍵酶。它能切開α -1, 4葡聚糖直鏈供體(直鏈淀粉或支鏈淀粉的直鏈區(qū))中的α -1，4糖苷鍵并同時催化所切下的短鏈與受體鏈(原鏈或其他鏈)間形成α-1，6糖苷鍵，從而產(chǎn)生分支，提高原淀粉中的支鏈淀粉比例。隨著體系中支鏈淀粉含量的增加，淀粉漿料的應(yīng)用性能也隨之顯著改善。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是利用淀粉分支酶的糖基轉(zhuǎn)移反應(yīng)對原淀粉進(jìn)行處理，增加淀粉的支化度，改善淀粉漿料的漿液穩(wěn)定性、低溫流動性、對被漿纖維的粘附性和成膜性，制備一種高性能淀粉漿料。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，將原淀粉分散于水中，濃度為10% _40%，攪拌并升溫至40-60°C，然后加入一定量的淀粉分支酶，于40-60°C下恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)3_8小時，過濾、離心脫水，干燥后得到經(jīng)過改性的高支鏈度的高性能淀粉漿料。
[0007]具體技術(shù)方案為:將淀粉分散于水中，淀粉的質(zhì)量濃度為10% _40%，攪拌并升溫至40-60°C，加入30-150U/克淀粉的淀粉分支酶于40-60°C下恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)3_8小時，過濾、離心脫水，干燥后得到經(jīng)過改性的高支鏈度的高性能淀粉漿料。
[0008]本發(fā)明利用淀粉分支酶對淀粉進(jìn)行處理，提高淀粉的支化度，制備一種具有高上漿性能的淀粉漿料。該法具有制備條件溫和、操作方便、方法環(huán)保且容易控制等特點(diǎn)，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。本發(fā)明可顯著提高原淀粉的支化度，支化度一般可提高20%-30%。對制備所得的高支化度淀粉制備成淀粉漿液并對其性能進(jìn)行測試表明，與未經(jīng)改性處理的淀粉相比較，其糊化溫度有所降低，漿液在室溫下不凝凍，具有很好的流動性，對被漿紗線的粘附性能有較大程度的提高。
【具體實(shí)施方式】
[0009]利用RVA粘度法測定淀粉糊化性能，利用粗紗法測定粗紗上漿后的斷裂強(qiáng)力評價(jià)淀粉漿料對被漿紗線的粘附性能，利用分光光度法測定淀粉的支化度。
[0010]實(shí)施例1利用淀粉支化酶制備高支化度高性能的玉米淀粉漿料
[0011]將玉米淀粉分散于水中，質(zhì)量濃度為30%，攪拌并升溫至50°C，加入100U/克玉米淀粉的淀粉分支酶，于50°C下恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)7小時，過濾、離心脫水，干燥后得到經(jīng)過改性的高支化玉米淀粉楽料。
[0012]經(jīng)測試，玉米淀粉的支化度由改性前的72%提高到91 % ;完全糊化溫度由原淀粉的71°C降低到62°C，粘度由45mPa.s提高到55mPa.s，5_10°C條件下放置24h不凝凍，不析水，95°C下的漿液穩(wěn)定性由85%提高至96% ;對13tex純棉粗紗的粘附力由52.5N提高到68N，提高29.5%,對14.5tex滌棉粗紗的粘附力由85.3N提高到105.6N，提高23.8%0
[0013]實(shí)施例2利用淀粉支化酶制備高支化度高性能的玉米淀粉漿料
[0014]將玉米淀粉分散于水中，質(zhì)量濃度為10%，攪拌并升溫至40°C，加入30U/克玉米淀粉的淀粉分支酶，于60°C下恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)8小時，過濾、離心脫水，干燥后得到經(jīng)過改性的高支化玉米淀粉楽料。
[0015]經(jīng)測試，玉米淀粉的支化度由改性前的70%提高到89% ;糊化溫度由原淀粉的710C降低到61°C，粘度由46mPa.s提高到54mPa.s，5_10°C條件下放置24h不凝凍，不析水，95°C下的漿液穩(wěn)定性由84%提高至93% ;對13tex純棉粗紗的粘附力由53N提高到67N，對14.5tex滌棉粗紗的粘附力由87提高到105N。
[0016]實(shí)施例3
[0017]將玉米淀粉分散于水中，質(zhì)量濃度為40%，攪拌并升溫至60°C，加入150U/克玉米淀粉的淀粉分支酶，于60°C下恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)8小時，過濾、離心脫水，干燥后得到經(jīng)過改性的高支化玉米淀粉楽料。
[0018]經(jīng)測試，玉米淀粉的支化度由改性前的73%提高到89% ;糊化溫度由原淀粉的710C降低到600C，粘度由46mPa.s提高到55mPa.s，5_10°C條件下放置24h不凝凍，不析水，95°C下的漿液穩(wěn)定性由86%提高至94% ;對13tex純棉粗紗的粘附力由54N提高到68N，對14.5tex滌棉粗紗的粘附力由89提高到108N。
[0019]實(shí)施例4利用淀粉支化酶制備高支化度高性能木薯淀粉漿料
[0020]將木薯淀粉分散于水中，濃度40 %，攪拌并升溫至45 °C，加入80U/克木薯淀粉的淀粉分支酶，于45°C下恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)8小時，過濾、離心脫水，干燥后得到高支化度的改性木薯淀粉。支化度由改性前的65.7%提高到84.3%，提高28.3%。
[0021]改性前后木薯淀粉的糊化溫度和粘度差異較小，5-10°C條件下放置12h不凝凍，不析水，95°C下的漿液穩(wěn)定性由78%提高至82% ;對13tex純棉粗紗的粘附力由56N提高到63N，提高12.5%，對14.5tex滌棉粗紗的粘附力由85.3N提高到95.6N，提高12%。
[0022]木薯淀粉經(jīng)高支化改性后糊化溫度變化不大，但漿液的峰值粘度、終值粘度較未改性淀粉有所降低，回升值略有下降，表明支化度提高后的木薯淀粉有利于煮漿，漿液穩(wěn)定性提尚°
[0023]實(shí)施例5利用淀粉支化酶制備高支化度高性能的魔芋淀粉漿料
[0024]將魔芋淀粉分散于水中，濃度為35%，攪拌并升溫至50°C，加入100U/克魔芋淀粉的淀粉分支酶，于50°C下恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)8小時，過濾、離心脫水，干燥后得到經(jīng)過改性的高支化玉米淀粉漿料。
[0025]經(jīng)測試，魔芋淀粉的支化度由改性前的63.5%提高到78.1%，提高23% ;改性前后魔芋淀粉的糊化溫度和粘度差異較小，5-10°C條件下放置16h不凝凍，不析水，95°C下的漿液穩(wěn)定性由79%提高至85% ;對13tex純棉粗紗的粘附力由52N提高到62N，提高19.2%，對14.5tex滌棉粗紗的粘附力由80.3N提高到92.6N，提高15.3%。
[0026]雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例公開如上，但其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技術(shù)的人，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可做各種的改動與修飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書所界定的為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種制備高性能淀粉楽料的方法，其特征在于，以淀粉為原料，添加淀粉分支酶，提高淀粉的支化度，獲得易于糊化，漿液性質(zhì)穩(wěn)定，對棉和滌棉紗粘附性能優(yōu)良的紡織經(jīng)紗上漿用漿料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，具體步驟為: 將淀粉分散于水中，淀粉的質(zhì)量濃度為1 % -4O %，攪拌并升溫至4O -6 O °C，加入30-150U/克淀粉的淀粉分支酶于40-60°C下恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)3_8小時，過濾、離心脫水，干燥后得到經(jīng)過改性的高支鏈度的高性能淀粉漿料。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述淀粉濃度優(yōu)選30%-40%。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述攪拌升溫的最佳溫度為40-55°C。5.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述淀粉可以是谷類淀粉、薯類淀粉，也可以是這些淀粉的變性淀粉；谷物淀粉包括玉米淀粉、小麥淀粉等；薯類淀粉包括木薯淀粉、甘薯淀粉、魔芋淀粉、蕉芋淀粉等；這些淀粉的變性淀粉如酸化淀粉、氧化淀粉、醋酸酯淀粉、羥丙基淀粉等。6.權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述淀粉優(yōu)選玉米淀粉。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種制備高性能淀粉漿料的方法，將淀粉分散于水中，淀粉的質(zhì)量濃度為10％-40％，攪拌并升溫至40-60℃，加入30-150U/克淀粉的淀粉分支酶于40-60℃下恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)3-8小時，過濾、離心脫水，干燥后得到經(jīng)過改性的高支鏈度的高性能淀粉漿料。與未經(jīng)改性處理的淀粉相比較，其糊化溫度有所降低，漿液在室溫下不凝凍，具有很好的流動性，對被漿紗線的粘附性能有較大程度的提高。
【IPC分類】C08B30/20
【公開號】CN105199005
【申請?zhí)枴緾N201510767223
【發(fā)明人】范雪榮, 崔莉, 王強(qiáng), 徐進(jìn), 袁久剛, 余圓圓, 王平, 張穎
【申請人】江南大學(xué)
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年11月11日