_淀粉氧化技术的研究进展及其应用

□基金项目：国家自然科学基金（31470602）、山东省重点研发计划重大科技专项（2016CYJS07A01）、泰山学者工程资助项目。通讯作者：杨桂花女士，教授，博士生导师，研究方向：制浆造纸与生物质精炼绿色化学技术。邮箱：ygh@qlu.edu.cn。摘要：简要介绍了近五年淀粉氧化技术的改进及其在造纸中的应用，具体阐述了不同氧化体系制备氧化淀粉技术的发展，以及在各个领域中的应用情况，并对氧化淀粉的应用前景进行了展望。关键词：淀粉；氧化；应用Abstract:Theimprovementinstarchoxidationtechnologyanditsapplicationinpaperindustryinthepastfiveyearswerebrieflyintroducedinthispaper.Inaddition,italsoclarifiedthetechnologydevelopmentfordifferentoxidationsystemsofoxidizedstarchpreparation,explaineditsapplicationinvariousfields,andmadetheprospectforthefurtherapplicationofoxidizedstarch.Keywords:starch;oxidization;application中图分类号：TS727+.5文献标志码：A文章编号：1007-9211(2018)16-0012-07淀粉氧化技术的研究进展及其应用⊙夏媛媛杨桂花＊林兆云陈嘉川[齐鲁工业大学（山东省科学院）生物基材料与绿色造纸国家重点实验室/制浆造纸科学与技术教育部重点实验室，济南250353]Progressonstarchoxidationtechnologyanditsapplicationinpaperindustry⊙XIAYuan-yuan,YANGGui-hua*,LINZhao-yun,CHENJia-chuan(StateKeyLaboratoryofBio-basedMaterialsandGreenPapermaking/KeyLaboratoryofPulp&PaperScienceandTechnologyofEducationMinistryofChina,QiluUniversityofTechnology/ShandongAcademyofSciences,Jinan250353,China)夏媛媛女士，在读硕士研究生；研究方向为制浆造纸与生物质精炼绿色化学技术。技术进步Technology淀粉是植物经过光合作用形成的纯天然可再生、可生物降解的碳水化合物[1]，来源丰富，价格低廉。但原淀粉存在不溶于水、抗剪切性差、耐水性差、熔融流动性差等缺陷，因而限制了其应用范围的进一步扩大。淀粉中的羟基结构为淀粉提供了易进行接枝反应的活性基团，可以通过氧化、酯化、醚化等改性技术改善淀粉的性能，且已广泛应用于造纸、纺织、制药、生物乙醇、建筑材料等行业中[2～4]。氧化作为淀粉改性的一种重要方法，将淀粉分子中的C-2、C-3和C-6位上的羟基氧化成为羰基和羧基，同时破坏淀粉分子中部分糖苷键，使分子发生一定的降解[5]，淀粉的白度提高，糊化温度降低，透明度增高，黏结力提高，糊黏度降低，成膜性好，其氧化原理如图1所示。氧化反应主要发生在淀粉颗粒的非结晶区，氧化程度主要取决于淀粉的结晶度和聚合度，而淀粉颗粒的大小和形状会影响氧化淀粉的附着力[6]。氧化剂的类型及氧化条件也在一定程度上影响氧化淀粉的使用性能；常用的淀粉氧化剂有过氧化氢、次氯酸钠、臭氧、二氧化氯、高锰酸钾、高碘酸盐、重铬酸盐等；氧化剂的丰富以及氧化改性方法的多元化赋予氧化淀粉性能12第39卷第16期2018年8月的多样化，使氧化淀粉的应用具有更广阔的前景。1淀粉氧化体系1.1次氯酸钠氧化体系次氯酸钠（NaClO）为强氧化剂，氧化反应易渗透到淀粉颗粒内部，使分子链断裂而发生降解。目前国内生产以次氯酸钠氧化法居多，研究内容主要围绕氧化体系的改进以及新型氧化助剂的使用。次氯酸钠氧化体系主要有NaClO，Tempo-NaClO，Tempo-NaBr-NaClO，NaClO-NaBr-NH2OH.HCl[7，8]等。在氧化过程中添加催化剂可以提高淀粉的氧化程度且易控制，如Tempo，Tempo-NaBr，具有较好的氧化催化效果，缩短氧化时间。Tempo-NaBr-NaClO是目前研究最广泛的氧化体系，优化条件后羧基质量分数可达10%以上[9，10]。Tempo是一种有毒且对环境有污染的催化剂，因此对于新型环保催化剂的探索具有重要意义。以NaClO为氧化剂氧化马铃薯淀粉时，添加酸水解纳米纤维素（NCC）在淀粉