淀粉制備葡萄糖醛酸內(nèi)酯的工藝研究.pdf

1、葡萄糖醛酸內(nèi)酯，制劑名為肝泰樂，是一種具有廣闊前景和較高研究價值的肝臟解毒劑，同時也是功能食品、保健品的主要添加劑。在葡萄糖醛酸內(nèi)酯的眾多合成方法中，研究最為廣泛的是化學(xué)氧化法。
　　前期的研究主要是以濃硝酸來氧化淀粉制備葡萄糖醛酸內(nèi)酯，但此法存在氧化不徹底、氧化劑選擇性差、污染嚴(yán)重、實驗進(jìn)程難以控制、收率低等缺點，針對這些問題，本實驗探討出一條以綠色環(huán)保和清潔生產(chǎn)為主的葡萄糖醛酸內(nèi)酯制備工藝:以馬鈴薯淀粉為原料，先將淀粉超聲處理

2、使其顆粒的比表面積增加，結(jié)晶度減小，再糊化處理降解淀粉長分子鏈，達(dá)到提高氧化效率的目的，然后以芬頓試劑為氧化劑，將超聲糊化后的淀粉進(jìn)行選擇性的氧化，得到6位羥基被氧化成羧基的氧化淀粉，將氧化淀粉在適宜的條件下用α-淀粉酶和糖化酶降解，再經(jīng)過發(fā)酵除雜和真空濃縮得到含有葡萄糖醛酸的濃縮液，葡萄糖醛酸在冰醋酸和乙酸酐存在的條件下進(jìn)行內(nèi)酯化最終得到葡萄糖醛酸內(nèi)酯。
　　在超聲處理階段，討論了超聲對淀粉結(jié)構(gòu)的影響，以紅外光譜、掃描電鏡、X光

3、衍射等表征超聲前后淀粉顆粒結(jié)晶度的變化，以淀粉的糊化特性、糊化度、直鏈淀粉含量和粘度來表征超聲前后淀粉性能的變化。在氧化階段，以氧化淀粉中羧基含量為評價指標(biāo)，具體研究了H2O2和FeSO4的加量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間對氧化過程的影響。在液化和糖化階段，以液化液和糖化液中葡萄糖醛酸的含量為評價指標(biāo)，研究了α-淀粉酶和糖化酶的加量、兩種酶適宜的溫度和pH值、液化和糖化時間對降解過程的影響。在發(fā)酵階段以發(fā)酵液中的葡萄糖醛酸含量作為標(biāo)準(zhǔn)，研究酵母

4、粉加量、發(fā)酵溫度和發(fā)酵時間對除雜效果的影響。在內(nèi)酯化過程中，以葡萄糖醛酸內(nèi)酯結(jié)晶體的含量為評價指標(biāo)，研究內(nèi)酯化時需要加入冰醋酸和乙酸酐的量、適宜的溫度和時間、蒸出冰醋酸的量。其研究結(jié)果如下:
　　(1)超聲處理階段，掃描電鏡顯示出超聲處理后淀粉的表面粗糙度增加，比表面積增大。經(jīng)紅外光譜計算出超聲使淀粉的結(jié)晶度下降。X光衍射顯示超聲處理后淀粉的結(jié)晶區(qū)減小。利用對淀粉的糊化度、粘度、直鏈淀粉含量和糊化特性等性能的測定，得出超聲后的淀粉

5、糊化度增加，粘度下降，直鏈淀粉含量增加，糊化溫度升高，且得到超聲的最佳條件是在35 KHz的頻率下超聲50min。
　　(2)氧化階段，以芬頓試劑為選擇性氧化劑，氧化淀粉中羧基含量作為標(biāo)準(zhǔn)，研究得到最佳氧化工藝為:淀粉與水按1∶3的比例制成淀粉乳液，超聲后在溫度為56℃下糊化20min，加入H2O220mL，F(xiàn)eSO40.8g，反應(yīng)溫度50℃，反應(yīng)4h后得到氧化淀粉中羧基含量為4.64％，通過對比發(fā)現(xiàn)，在35KHz下超聲50min

6、后氧化淀粉的羧基含量比未超聲的提高了43.92％，糊化預(yù)處理的氧化淀粉羧基含量比未糊化的增加了9.04％。
　　(3)α-淀粉酶和糖化酶水解氧化淀粉的階段，利用液化液和糖化液中葡萄糖醛酸含量確定最佳的液化、糖化條件，最佳液化條件為:稱取氧化淀粉75g，在體系pH值為6.5、酶解溫度為85℃、加入12mLα-淀粉酶后水解60min時，液化液中葡萄糖醛酸含量最高，可達(dá)到9.89％。最佳糖化條件:在液化條件一定的情況下，75g氧化淀粉中

7、加入2mL糖化酶，在pH值為4.5，溫度為55℃時反應(yīng)12h，得到糖化液的葡萄糖醛酸含量為22.87％。
　　(4)發(fā)酵除雜糖階段，利用發(fā)酵液中葡萄糖醛酸的含量得出最佳的發(fā)酵條件:25mL糖化液中加2.0g酵母粉，在35℃的水浴中發(fā)酵4d，得到的發(fā)酵液中葡萄糖醛酸含量為28.03％。
　　(5)內(nèi)酯化階段，以葡萄糖醛酸內(nèi)酯結(jié)晶體的含量來確定內(nèi)酯化的最佳條件，得出最佳工藝為:48℃條件下，每10g濃縮液加入10mL醋酸酐，20