淀粉磷酸酯

磷酸酯淀粉是一種陰離子高分子電解質(zhì)，帶負(fù)電荷。白色至淡黃色粉末，幾乎無臭，溶于熱水，不溶于乙醇、丙酮、苯等有機(jī)溶劑。由淀粉與各種無機(jī)磷酸鹽或有機(jī)含磷試劑反應(yīng)制得。不同的工藝條件，可制成不同取代度的淀粉磷酸酯。經(jīng)磷酸酯化的淀粉在外形上類似天然淀粉，但有良好的冷水分散性，糊化溫度50～60℃，其糊液的透明性、穩(wěn)定性較淀粉有明顯提高，陰離子性明顯增加。4%糊液pH值為6，25℃時(shí)黏度值為0.05Pa·S。不同取代度的磷酸酯淀粉其性能也不同。 

磷酸酯化反應(yīng)通常在液相中進(jìn)行，在反應(yīng)過程中溶劑與水形成共沸物，將水分離出體系。由于在液相中淀粉吸水膨脹能力強(qiáng)，不利于脫水，使酯化反應(yīng)難以向正方向進(jìn)行，不能實(shí)現(xiàn)深度酯化。濕法生產(chǎn)工藝比較成熟，現(xiàn)在國內(nèi)外大部分工廠都是用濕法工藝生產(chǎn)。但必須消耗大量的水，而且需要對產(chǎn)生的廢水進(jìn)行處理。濕法工藝的優(yōu)點(diǎn)是試劑與淀粉混合均勻度好，產(chǎn)品質(zhì)量好，缺點(diǎn)是收率低，生產(chǎn)流程長，生產(chǎn)過程廢水多，設(shè)備投資大等 。干法比較適合工業(yè)化生產(chǎn)，反應(yīng)效率高、速度快、不產(chǎn)生廢水、周期短。但目前國內(nèi)干法生產(chǎn)工藝落后，特別是反應(yīng)器不過關(guān)，淀粉和磷酸鹽溶液很難混合均勻，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。但由于投資少、能耗低、生產(chǎn)周期短等優(yōu)點(diǎn)，因此具有一定的市場競爭力。干法生產(chǎn)是指將磷酸酯化試劑和催化劑的混合液與干淀粉充分混合后，將其水分降低至15%左右，再在100～150℃下反應(yīng)1～3 h。在干法制備淀粉磷酸酯過程中，一般分為兩個(gè)階段：首先，淀粉在較低溫度下干燥以除去過多水分；然后在較高溫度下熱反應(yīng)進(jìn)行磷酸酯化。

一般是用正磷酸鹽(NaH2PO4/Na2HPO4)、焦磷酸鹽(Na3HP2O7)、偏磷酸鹽(Na4P2O7)、三聚磷酸鈉(Na5P3O10，STP)、三氯氧磷(POCl3，)或有機(jī)含磷試劑等與淀粉制備而成。

傳統(tǒng)的淀粉磷酸酯的合成方法是從磷礦石開始，轉(zhuǎn)化成磷酸，再通過磷酸變成磷酸鹽，最后通過磷酸鹽合成淀粉磷酸酯。這種工藝煩瑣，步驟復(fù)雜，造成環(huán)境污染。新的合成路線可以通過磷酸直接跟淀粉反應(yīng)生成淀粉磷酸酯，省去合成磷酸鹽等中問步驟，減少成本，并大大保護(hù)環(huán)境，建立綠色化工的模式。

淀粉磷酸酯有以下幾點(diǎn)特性 ：

(1)淀粉磷酸酯是陰離子衍生物，是一種良好的乳化劑和增稠劑。分散液可與動(dòng)物膠、植物膠、聚乙烯醇及聚丙烯酸酯相混。一般取代度為0.02~0.1的淀粉磷酸酯表現(xiàn)出極好的分散穩(wěn)定性。顆粒狀淀粉磷酸酯不溶于水或微溶于水，取代度約0.07時(shí)遇水膨脹程度與水的硬度有關(guān)，黏度受pH影響。鹽的加入會(huì)引起黏滯狀漿液變稀。鋁、鈦和鋯鹽可使這類衍生物沉淀。

(2)淀粉磷酸酯可用帶陽離子如亞甲基的染料著色。在顯微鏡下鑒別著色的均勻性來表明變性作用的均勻性。著色強(qiáng)度能表明陰離子化程度。

(3)淀粉磷酸酯的糊液具有較高的透明度和黏度，及較強(qiáng)的膠黏性。糊的穩(wěn)定性高，凝沉性弱，淀粉磷酸酯分散液具有長的內(nèi)聚組織及冷凍凍融穩(wěn)定性。老化穩(wěn)定性高，具有強(qiáng)抗回生性。提高取代作用會(huì)使糊化溫度降低。

(4)淀粉磷酸單酯用堿滴定時(shí)有兩個(gè)等量點(diǎn)。第一個(gè)為pH=4～5，Pk1=1～2；第二個(gè)在pH=7.5～9，pK2=6~7。

(5)淀粉磷酸酯用于表面活性劑中，懸浮污物的能力超過羧甲基纖維素。

(6)用含1%～5%磷的淀粉磷酸酯分散液制成的薄膜具有透明、易彎曲維及水溶性的優(yōu)良品質(zhì)。

(7)淀粉磷酸單酯隨含磷量即取代度增加糊化溫度降低，流度下降，高峰黏度增加且出現(xiàn)時(shí)間提前。

(8)淀粉磷酸酯對細(xì)菌的降解穩(wěn)定。

淀粉磷酸酯糊的冷凍和穩(wěn)定性較高，在低溫長期儲(chǔ)存或重復(fù)冷凍融化食物組織結(jié)構(gòu)中保持不變，也無水分析出，特別適用于冷凍食品中應(yīng)用。

淀粉磷酸酯是良好的乳化穩(wěn)定劑。制成的布丁具有平滑結(jié)構(gòu)及良好的營養(yǎng)價(jià)值，并且能改善味道。淀粉磷酸酯是水包植物油乳液良好的乳化劑。淀粉磷酸酯是瓜爾豆膠與阿二醇混合制得酯與植物油的乳化穩(wěn)定劑。淀粉磷酸酯能與微量存在的鐵、銅、鎳、鈷等形成復(fù)合體，從而可防止這些金屬離子促進(jìn)油的氧化，有助于棉籽油和大豆油的穩(wěn)定，適于做油的乳化劑。玉米淀粉磷酸酯是蛋黃醬的有效乳化劑。淀粉磷酸酯肉汁及谷氨酸單鈉的混合物是用來制取一種肉汁鹵的基礎(chǔ)。在橙濁(生產(chǎn)橙汁飲料的色素添加劑)生產(chǎn)中作為乳化劑使用代替價(jià)高的阿拉伯膠。

淀粉磷酸酯透明性好，凝沉性好，能代替明膠作為穩(wěn)定劑用于冰激凌生產(chǎn)，不僅能提高質(zhì)量，而且能降低成本。

8%～10%正磷酸鹽酯化產(chǎn)品能溶于冷水制成薄膜，透明、柔軟且有水溶性。這種產(chǎn)品能代替阿拉伯樹膠類植物膠用于許多種食品中做增稠劑。