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本研究采用松香酸为原料,在Novozym 435固定化脂肪酶的催化作用下分别与原木薯淀粉(NCS)和预处理木薯淀粉(PNCS)在二甲亚砜(DMSO)溶剂中制备了DS为0.031~0.106的松香酸淀粉酯(RAS),并以取代度(DS)为评价指标,通过研究预处理对酯化反应DS的影响来探讨预处理对淀粉化学反应活性的影响。主要研究内容和结论如下:1、通过湿热法、超声法、预糊化法、微波法和碱处理法对木薯淀粉进行预处理使其活化,以提高酯化反应活性。结果表明:通过不同方法对木薯淀粉预处理合成RAS的DS大小依次为:碱预处理RAS(DS=0.048)>微波预处理RAS(DS=0.0174)>预糊化处理RAS(DS=0.0153)>超声预处理RAS(DS=0.0099)>湿热预处理RAS(DS=0.0073)>未预处理RAS(DS=0.0053)。说明,通过对淀粉预处理,可以提高淀粉反应活性,从而使酯化反应效率提高,DS得到增大。2、考察了松香酸与淀粉的物料比、松香酸转化率、反应时间、反应温度和脂肪酶用量对DS的影响,并在单因素的实验的基础上,采用Design Expert8.0软件进行响应面优化分析试验,建立了RAS合成工艺中反应温度、反应时间和酶用量对DS影响的数学模型。并通过方差分析和验证实验,表明模型拟合度较好,可信度较高。确定了最佳反应条件为:反应时间4.2 h,反应温度48.5℃,固定化脂肪酶用量为3:20,得到产物的理论DS为0.106。3、将不同DS的RAS(DS=0.031,DS=0.057,DS=0.075和DS=0.106)通过紫外(UV)、红外(FT-IR)、核磁(1H NMR)、扫描电镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)、差示热扫描(DSC)、和热重差分析(TGA)等表征方法对不同DS的RAS的结构进行表征分析。UV分析表明:经酯化反应后的RAS的最大吸收波长发生偏移;FT-IR分析表明:RAS在1728 cm-1处产生一个“C=O”的特征吸收峰;通过1H NMR分析表明:松香酸与淀粉在固定化脂肪酶的催化作用下成功的发生了酯化反应;通过TG和DTG分析表明:酯化后的产物的热稳定性降低,且随着DS的升高,其热稳定性能越低;通过DSC分析表明,酯化后的产物的热分解温度提前,且随着DS的升高,其热分解温度越低;通过SEM分析表明:RAS的内部结构出现不同程度的凹陷、裂纹和破裂,不再保持原来的圆球形椭圆型,且其露出内部层状结构,表明酯化过程破坏了淀粉的晶体结构。通过淀粉和不同DS的RAS的XRD分析表明:其晶体结构遭到破坏,结晶度降低,同时晶体构型发生了改变,由原来的A型转变为V型。4、预处理木薯淀粉经酯化改性后,由于松香酸疏水性基团的引入,赋予了淀粉分子一定的疏水性和亲油性,使RAS较预处理淀粉相比,乳化性和乳化稳定性得到明显的改善。同时,松香酸疏水基团的引入有效地抑制了淀粉分子之间的缔合,阻碍了与水结合的能力,从而淀粉溶液的相对粘度、特性粘度、凝沉稳定性以及冻融稳定性得到改善,并且这些性质的变化随着RAS的DS的增加而增加。、5、研究了DMSO溶剂体系中酶促酯化制备RAS的合成反应动力学及其水解反应动力学,考察了该均相体系中反应温度对木薯淀粉酯化反应速率的影响,并确定了该反应为表观一级反应,得到酯化反应的表观活化能为Ea11=33380 J/mol,Ea12=30802 J/mol,Ea13=22669 J/mol,Ea14=19418 J/mol酯化反应的动力学方程为:r11=k11·CA·CAGU=265.33·e-33380/RT·CA·CAGUr12=k12·CA·CAGU=265.3·e-30802/RT·CA·CAGUr13=k13·CA·CAGU=26.42·e-22669/RT·CA·CAGUr14=k14·CA·CAGU=11.36·e-19418/RT·CA·CAGU由于酯化反应为可逆反应,因此研究了在DMSO溶剂中RAS的水解动力学,得到RAS的水解反应的表观活化能为1006 J/mol,RAS水解反应动力学方程为:r2=k2·CA·CAGU=1.52·e-1006/RT·CA·CAGU酶促合成RAS的总反应速率为r=r1-r2,且r2<<r1,因此,RAS的总生成速率方程为:m松:m淀=6:1时总生成速率方程为:r=k21·CA·CAGU=2252·e-33380/RT·CA·CAGUm松:m淀=7.2:1时总生成速率方程为:=k22·CA·CAGU=265.3·e-30802/RT·CA·CAGUm松:m淀=9:1时总生成速率方程为:r=k23·CA·CAGU=26.42·e-22669/RT·CA·CAGUm松:m淀=12:1时总生成速率方程为:=k24·CA·CAGU=11.36·e-19418/RT·CA·CAGU