CN114573722A - 一种改性羟丙基淀粉及其制备方法和应用、淀粉水凝胶及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及淀粉改性技术领域，具体涉及一种改性羟丙基淀粉及其制备方法和应用、淀粉水凝胶及其应用。本发明将羟丙基淀粉进行水分平衡处理，将得到的湿淀粉进行湿热处理，得到改性羟丙基淀粉。本发明提供的制备方法，湿热处理使淀粉分子淀粉内部双螺旋的解旋，淀粉分子发生重新排列，结晶被破坏，制备得到的改性羟丙基淀粉的焓变值低、结晶度低，热稳定性和机械性能优异。以该改性羟丙基淀粉制备的淀粉水凝胶的机械性能和热稳定性优异，能够应用于工业领域、农业领域以及食品领域。
Description
技术领域
本发明涉及淀粉改性技术领域，具体涉及一种改性羟丙基淀粉及其制备方法和应用、淀粉水凝胶及其应用。
背景技术
水凝胶是由天然或合成聚合物和一类软材料制成的大分子三维结构。它们可以在其网络中吸收大量的水而不溶解。水凝胶由于具有高含水率、柔韧性和相容性的特性，被广泛应用于组织工程、农业、药物传输系统、食品添加剂和医疗应用等方面。淀粉是自然界中最丰富的有机化合物，仅次于纤维素，并且以其低成本，可生物降解，可再现性和可及性而著称。淀粉分子链中有很多的羟基，具有很强的交联能力，是制备水凝胶的理想材料。但是，天然淀粉制成的淀粉水凝胶普遍存在脆且拉伸性差的缺点。与天然淀粉相比，改性羟丙基淀粉的物理和化学性质得到了改善，拓宽了其应用领域和前景。羟丙基淀粉是一种改性羟丙基淀粉，具有安全性高、透明度高、稳定性好等优点，羟丙基淀粉制备的水凝胶与普通淀粉相比具有更好的的拉伸性，但是羟丙基淀粉制成的淀粉水凝胶的机械性能仍然比较差。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种改性羟丙基淀粉及其制备方法和应用、淀粉水凝胶及其应用。本发明提供的制备方法得到的改性羟丙基淀粉的机械性能优异。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种改性羟丙基淀粉的制备方法，包括以下步骤：
将羟丙基淀粉进行水分平衡处理，将得到的湿淀粉进行湿热处理，得到改性羟丙基淀粉。
优选的，所述湿淀粉的含水率为15～25％。
优选的，所述水分平衡处理的温度为4～5℃，时间为24～48h。
优选的，所述湿热处理的温度为120～130℃，时间为3～6.5h。
优选的，所述湿热处理后还包括将所得湿热处理淀粉进行干燥后粉碎，得到改性羟丙基淀粉；
所述干燥的温度为45～50℃，时间为12～24h。
本发明提供了上述技术方案所述制备方法得到的改性羟丙基淀粉。
优选的，所述改性羟丙基淀粉的粒径≤150μm。
本发明提供了一种淀粉水凝胶，由改性羟丙基淀粉水溶液进行蒸片得到；
所述改性羟丙基淀粉水溶液中的改性羟丙基淀粉为上述技术方案所述的改性羟丙基淀粉。
优选的，所述改性羟丙基淀粉水溶液的浓度为400～600g/L；
所述蒸片的温度为95～110℃，时间为3.5～5min。
本发明还提供了上述技术方案所述的改性羟丙基淀粉或上述技术方案所述的淀粉水凝胶在工业领域、农业领域或食品领域的应用。
本发明提供了一种改性羟丙基淀粉的制备方法，包括以下步骤：将淀粉进行水分平衡处理，将得到的湿淀粉进行湿热处理，得到改性羟丙基淀粉。本发明提供的制备方法，湿热处理使淀粉分子淀粉内部双螺旋的解旋，淀粉分子发生重新排列，结晶被破坏，淀粉链和淀粉链之间的氢键相互作用，提高了改性羟丙基淀粉的机械性能，使得改性羟丙基淀粉在凝胶化后更加紧密，增加了淀粉水凝胶的机械性能。
本发明提供了上述技术方案所述制备方法得到的改性羟丙基淀粉。本发明提供的改性羟丙基淀粉的焓变值低、结晶度低，热稳定性和机械性能优异，能够应用于工业领域、农业领域以及食品领域。如实施例结果所示，本发明提供的改性羟丙基淀粉的焓值12.55J/g降低到6.58J/g，结晶度从30.4％降低到19.6％；改性羟丙基淀粉制成的淀粉水凝胶的硬度从223.51g增加到463.50g；淀粉水凝胶的G′和G″随频率的增加而增加，且在整个测量频率范围内G′均高于G″，没有交叉，这表明所有淀粉水凝胶样品都表现为固体凝胶。湿热处理之后，淀粉水凝胶的G′明显高于未进行湿热处理的羟丙基淀粉制备的淀粉水凝胶，说明，与羟丙基淀粉制备的淀粉水凝胶相比，本发明制备的淀粉水凝胶的机械性能得到了提高。
本发明提供了一种淀粉水凝胶，由改性羟丙基淀粉水溶液进行蒸片得到；所述改性羟丙基淀粉水溶液中的改性羟丙基淀粉为上述技术方案所述的改性羟丙基淀粉。本发明提供的淀粉水凝胶的机械性能和热稳定性优异，能够应用于工业领域、农业领域以及食品领域。
附图说明
图1为对比例1中未进行湿热处理的羟丙基淀粉、实施例1～6制备的改性羟丙基淀粉的透射偏光显微镜图，其中，A为对比例1，B为实施例1，C为实施例2，D为实施例3，E为实施例4，F为实施例5，G为实施例6；
图2为对比例1中未进行湿热处理的羟丙基淀粉和实施例1～6制备的改性羟丙基淀粉的SEM图，其中，A为对比例1，B为实施例1，C为实施例2，D为实施例3，E为实施例4，F为实施例5，G为实施例6；
图3为对比例1中未进行湿热处理的羟丙基淀粉和实施例1～3制备的改性羟丙基淀粉的XRD图谱；
图4为对比例1中未进行湿热处理的羟丙基淀粉和实施例4～6制备的改性羟丙基淀粉的XRD图谱；
图5为为对比例1中未进行湿热处理的羟丙基淀粉和实施例1～3制备的改性羟丙基淀粉的糊化性能测试结果；
图6为对比例1中未进行湿热处理的羟丙基淀粉和实施例4～6制备的改性羟丙基淀粉的糊化性能测试结果；
图7为对比例1中未进行湿热处理的羟丙基淀粉和实施例1～3制备的改性羟丙基淀粉的FTIR谱图；图8为对比例1中未进行湿热处理的羟丙基淀粉和实施例4～6制备的改性羟丙基淀粉的FTIR谱图；
图9为对比例1中未进行湿热处理的羟丙基淀粉和实施例1～3制备的淀粉水凝胶的流变性能图；
图10为对比例1中未进行湿热处理的羟丙基淀粉和实施例4～6制备的淀粉水凝胶的流变性能图。
具体实施方式
本发明提供了一种改性羟丙基淀粉的制备方法，包括以下步骤：
将羟丙基淀粉进行水分平衡处理，将得到的湿淀粉进行湿热处理，得到改性羟丙基淀粉。
在本发明中，若无特殊说明，所有的原料组分均为本领域技术人员熟知的市售商品。
本发明对于所述改性羟丙基淀粉的来源没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的制备方法制备得到或采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。在本发明中，所述羟丙基淀粉(HPS)的取代度(DS)优选为0～3，更优选为1～2；本发明对于所述淀粉的来源没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可；在本发明的实施例中，所述羟丙基淀粉优选购买于杭州普罗星淀粉有限公司。在本发明的实施例中，优选先将淀粉的含水率调整至15～25％后再进行水水分平衡处理；所述水分平衡处理的温度优选为4～5℃，更优选为4.5℃，所述水分平衡处理的时间优选为24～48h，更优选为36～42h。在本发明中，所述湿淀粉的含水率为15～25％。
在本发明中，所述湿热处理的温度优选为120～130℃，更优选为121～129℃，具体优选为122℃、123℃、124℃、125℃、126℃、127℃或128℃；所述湿热处理的时间优选为3～6.5h，更优选为3.5～6h，具体优选为4h、4.5h、5h或5.5h；所述湿热处理的容器优选为耐高温的锥形瓶，所述耐高温的锥形瓶优选利用凡士林进行密封；所述湿热处理优选在恒温鼓风干燥箱中进行。在本发明中，所述湿热处理过程中，淀粉分子淀粉内部双螺旋的解旋，淀粉分子发生重新排列，结晶被破坏，淀粉链和淀粉链之间发生了一定的相互作用，提高了改性羟丙基淀粉的机械性能。
所述湿热处理后，本发明优选还包括将所得湿热处理淀粉进行干燥后粉碎，得到改性羟丙基淀粉。在本发明中，所述干燥前优选还包括冷却至室温，本发明对于所述冷却的方式没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的冷却方式即可；所述干燥的温度优选为45～50℃，更优选为46～49℃，进一步优选为47～48℃；所述干燥的时间优选为12～24h，更优选为15～21h，进一步优选为18～20h。本发明对于所述粉碎的方式没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的粉碎方式粉碎至粒径≤150μm即可。所述粉碎后，本发明优选还包括过筛，所述过筛的筛孔优选为100目。
本发明提供了上述技术方案所述制备方法得到的改性羟丙基淀粉。在本发明中，所述改性羟丙基淀粉的粒径优选≤150μm，更优选为6～18μm，进一步优选为10～15μm。
本发明提供了一种淀粉水凝胶，由改性羟丙基淀粉水溶液进行蒸片得到；所述改性羟丙基淀粉水溶液中的改性羟丙基淀粉为上述技术方案所述的改性羟丙基淀粉。在本发明中，所述改性羟丙基淀粉水溶液的浓度优选为400～600g/L，更优选为400g～500/L。在本发明中，所述蒸片的温度为95～110℃，更优选为100～105℃；所述蒸片的时间优选为3.5～5min，更优选为4～5min；所述蒸片优选在模具中进行，本发明对于所述模具没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的模具即可。
本发明还提供了上述技术方案所述的改性羟丙基淀粉或上述技术方案所述的淀粉水凝胶在工业领域、农业领域或食品领域的应用，更优选包括在造纸、纺织、日化、陶瓷、油田、保温膜、增稠剂、悬浮剂、食品涂料或包装薄膜中的应用。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
将羟丙基淀粉(HPS，DS＝2.0)调节至含水率为15％后在4℃条件下水分平衡24h，得到湿淀粉；将所述湿淀粉转移至耐高温的锥形瓶中，用凡士林对瓶口处进行密封后将锥形瓶置于120℃的恒温鼓风干燥箱中湿热处理3h，冷却至室温，在45℃的烘箱中干燥12h，粉碎后过100目筛，得到改性羟丙基淀粉。
实施例2～6
按照实施例1的方法制备改性羟丙基淀粉，实施例2～6的条件如表1所示。
对比例1～7
按照实施例1的方法制备改性羟丙基淀粉，对比例1～7的条件如表1所示。
表1实施例2～6和对比例1～7的制备条件
| 含水率/wt％ | 湿热处理 | |
| 实施例1 | 15 | 120℃，3h |
| 实施例2 | 20 | 120℃，3h |
| 实施例3 | 25 | 120℃，3h |
| 实施例4 | 15 | 120℃，6h |
| 实施例5 | 20 | 120℃，6h |
| 实施例6 | 25 | 120℃，6h |
| 对比例1 | 0 | 未进行湿热处理 |
| 对比例2 | 15 | 115℃，3h |
| 对比例3 | 15 | 135℃，3h |
| 对比例4 | 10 | 120℃，3h |
| 对比例5 | 30 | 120℃，3h |
| 对比例6 | 15 | 120℃，2.5h |
| 对比例7 | 15 | 120℃，7h |
实施例7
将40g实施例1制备的改性羟丙基淀粉溶解于100mL去离子水中，得到浓度为400g/L的淀粉水溶液，将所述淀粉水溶液置于模具中，在100℃条件下蒸片5min，得到淀粉水凝胶。
实施例8～12
按照实施例7的方法制备淀粉水凝胶，实施例8～12中的改性羟丙基淀粉依次来源于实施例2～6。
对比例8～14
按照实施例7的方法制备淀粉水凝胶，对比例8～14中的改性羟丙基淀粉依次来源于对比例1～7。
测试例1
改性羟丙基淀粉的微观形貌
(1)透射偏光显微镜
淀粉是一种半结晶的生物大分子，其分子结构可分为无定形区和结晶区。在淀粉颗粒中淀粉分子链排列没有一定顺序的是无定形区，淀粉分子链排列很有规则的则是结晶区，因此，在偏光显微镜下淀粉产生十字。分别将对比例1中未进行湿热处理的羟丙基淀粉和实施例1～6制备的改性羟丙基淀粉溶解于水中，得到浓度为50g/L的淀粉溶液，用玻璃棒取少量样品，滴加到载玻片上，盖上盖玻片，用透射偏光显微镜(BK-POL，重庆奥特光学仪器有限责任公司)样品的偏光十字结构，放大倍数为20倍。
图1为对比例1中未进行湿热处理的羟丙基淀粉、实施例1～6制备的改性羟丙基淀粉的透射偏光显微镜图，其中，A为对比例1，B为实施例1，C为实施例2，D为实施例3，E为实施例4，F为实施例5，G为实施例6。由图1可知，所有的样品均在偏光环境下表现出“偏光十字”，经过湿热处理之后，在光学显微镜下羟丙基淀粉颗粒并没有发生很大的变化，但是随水分含量和处理时间的延长，部分淀粉颗粒的“十字”向外扩展，清晰程度减弱。说明，湿热处理使羟丙基淀粉颗粒的结晶区遭到了部分的破坏。
(2)扫描电子显微镜
在样品台上粘贴导电胶带，分别将对比例1中未进行湿热处理的羟丙基淀粉和实施例1～6制备的改性羟丙基淀粉粘在电胶带表面后对样品台进行喷金，利用扫描电子显微镜(S-4800，日本日立仪器有限公司)观察不同湿热条件下处理淀粉样品的表面形貌的变化。
图2为对比例1中未进行湿热处理的羟丙基淀粉和实施例1～6制备的改性羟丙基淀粉的SEM图，其中，A为对比例1，B为实施例1，C为实施例2，D为实施例3，E为实施例4，F为实施例5，G为实施例6。由图2可知，与羟丙基淀粉相比，经过湿热处理后的改性羟丙基淀粉颗粒的颗粒结构仍然是保持完整的，淀粉颗粒大小和形态并没有受到很大的影响，但是经湿热处理之后的淀粉颗粒表面有些小凸起，光滑度下降，这些小凸起可能是由于湿热条件下淀粉颗粒表面发生部分凝胶化或组织结构弱化导致中心分子结构重新排列导致的。
(3)X-射线多晶衍射图谱
利用X-射线多晶衍射仪(AxSD8Advance，德国布鲁克AXS有限公司)测试对比例1中未进行湿热处理的羟丙基淀粉和实施例1～6制备的改性羟丙基淀粉的X-射线多晶衍射图谱。
图3为对比例1中未进行湿热处理的羟丙基淀粉和实施例1～3制备的改性羟丙基淀粉的XRD图谱，图4为对比例1中未进行湿热处理的羟丙基淀粉和实施例4～6制备的改性羟丙基淀粉的XRD图谱。由图3～4可知，未经湿热处理的羟丙基淀粉在17～18°处呈现双峰，在22～24°处呈现明显的单峰，这是典型的A型结构。经过湿热处理后的改性羟丙基淀粉也均在17～18°和22～24°处呈现明显的特征峰，这说明湿热处理并没有改变羟丙基淀粉的结晶类型，但是衍射峰强度略有降低。湿热处理前后淀粉样品的相对结晶度是通过衍射图分析得到的。从图中可以看出，随着淀粉样品的水分含量从15％增加到25％，处理时间从3h增加到6h，改性羟丙基淀粉的相对结晶度由湿热处理前的30.4％降低到19.6％，这可能是由于淀粉颗粒内水分子的迁移作用，导致了分子链之间氢键的断裂，双螺旋解旋，部分结晶结构被破坏，进而导致淀粉相对结晶度的降低。
测试例2
改性羟丙基淀粉的热特性分析(DSC)
分别将3mg对比例1中未进行湿热处理的羟丙基淀粉、实施例1～6和对比例2～7制备的改性羟丙基淀粉添加到6μL超纯水中，密封在铝锅中，并在室温下平衡8h后，在氮气条件下以10℃/min的升温速率从25℃加热至125℃。用糊化的开始温度(To)、峰温度(Tp)，最终温度(Tc)和焓变(ΔH)表征样品的热稳定性，测试结果如表2所示：
表2对比例1中未进行湿热处理的羟丙基淀粉、实施例1～6和对比例2～7制备的改性羟丙基淀粉的热特性
表2中数据表示为平均值±标准偏差(n＝3)，同一列中小写英文字母表示样品间显著性差异(p<0.05)。
由表2可知，湿热处理对羟丙基淀粉的起始温度并没有很大的影响，但是改性羟丙基淀粉的峰值温度和结束温度均高于羟丙基淀粉的。表明，湿热处理提高了羟丙基淀粉的热稳定性。直链淀粉和支链淀粉在湿热处理过程中发生了一定的相互作用，从而形成了较高热稳定性的有序淀粉分子结构(支链淀粉微晶和双螺旋)，这提高了样品对热的稳定性。另外，羟丙基淀粉的焓值从12.55J/g降低到6.58J/g，说明，经过湿热处理之后，淀粉颗粒内部的结晶结构被部分破坏，同时，水分促进了淀粉分子链之间发生了一定的相互作用，从而使无定形区的移动受到了限制，淀粉焓值的降低是由于以上原因造成的。热特性测试结果与XRD图谱结果一致。而对比例5制备的改性羟丙基淀粉中大部分的淀粉都糊化了，在冷却的过程中回生就会结成硬块。
测试例3
改性羟丙基淀粉的糊化性能测试
糊化是指淀粉颗粒在过量的水条件下持续加热，剪切和高温导致粘性的增加(膨胀的颗粒和颗粒的渗出)。如直链淀粉浸出程度、膨胀颗粒之间的摩擦等次要因素也对糊化特性起到影响。快速粘度分析仪是分析淀粉糊化特性的重要手段之一。
根据RVA标准程序，使用快速粘度分析仪(RVA)分析糊化性能。将3g对比例1中未进行湿热处理的羟丙基淀粉、实施例1～6和对比例2～7制备的改性羟丙基淀粉分别放入一个小的铝罐中，加入25g蒸馏水混合均匀，将得到的淀粉浆料在50℃下保持1min，然后在3min内加热至95℃，在95℃下保持3min，然后在4min内冷却至50℃，并保持2min。所有样品均遵循相同的糊料加热和冷却过程。所有参数均由仪器软件自动计算。RVA用于测量加热和冷却过程中淀粉的粘度变化，其中，在pH＝7条件下天然豌豆淀粉和改性豌豆淀粉的糊化性能测试结果如图5～6所示。
图5为为对比例1中未进行湿热处理的羟丙基淀粉和实施例1～3制备的改性羟丙基淀粉的糊化性能测试结果，图6为对比例1中未进行湿热处理的羟丙基淀粉和实施例4～6制备的改性羟丙基淀粉的糊化性能测试结果。由图5～6可知，在pH＝7条件下，湿热处理对羟丙基淀粉的糊化特性产生了显著的影响，未湿热处理的羟丙基淀粉峰值粘度约为4700cP，当湿热处理时间为3h，水分含量为15％时，改性羟丙基淀粉的峰值粘度为5000cP左右，膨胀力的增加是粘度增加的部分原因，湿热处理期间大量的直链淀粉溢出造成粘度的增加。但是，当水分含量为25％的羟丙基淀粉湿热处理3h的峰值粘度约为3000cP，这与羟丙基淀粉相比粘度降低，湿热处理6h也有相同的结果。这可能是由于羟丙基淀粉螺旋内键的结构增强，限制了羟丙基淀粉颗粒的溶胀和直链羟丙基淀粉的溢出，从而导致粘度下降。而对比例5制备的改性羟丙基淀粉中大部分的淀粉都糊化了，在冷却的过程中回生就会结成硬块。
测试例4
改性羟丙基淀粉的红外光谱分析
利用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR-8400，日本岛津制作所)测试对比例1中未进行湿热处理的羟丙基淀粉和实施例1～6制备的改性羟丙基淀粉的红外光谱，测试结果如图7～8和表3所示。
图7为对比例1中未进行湿热处理的羟丙基淀粉和实施例1～3制备的改性羟丙基淀粉的FTIR谱图，图8为对比例1中未进行湿热处理的羟丙基淀粉和实施例4～6制备的改性羟丙基淀粉的FTIR谱图。由图7～8可知，湿热处理前后羟丙基淀粉的红外光谱图并没有明显的区别，没有出现新的特征峰。表明，经湿热处理后羟丙基淀粉并没有产生任何新的化合物。-CH2的特征峰在2926cm-1处。O-H cm-1的特征峰3288cm-1左右。
羟丙基淀粉的FTIR谱图显示，分子水平对结构变化(短时间)敏感，如淀粉链构象、结晶度和回生。红外光谱反映了淀粉聚合物的近程顺序。此外，由于红外光束对淀粉颗粒的穿透深度仅为2mm，红外光谱还反映了淀粉链在颗粒表面附近的结构顺序。淀粉的结晶区和无定形区变化通过1047cm-1和1022cm-1处的条带来体现。淀粉的短程有序是通过1047cm-1处的峰值强度除以1022cm-1处的峰值强度来表示的，表3为不同湿热处理条件下羟丙基淀粉在红外光谱中1047cm-1和1022cm-1的比值。
表3不同湿热处理条件下羟丙基淀粉在红外光谱中1047cm-1和1022cm-1的比值
由表3可知，湿热处理之后的羟丙基淀粉在1047/1022cm-1处的比值均高于未经湿热处理的羟丙基淀粉，短程有序增加。这可能是由于在水分和高温的共同作用下，促进了羟丙基淀粉分子链之间的相互作用，使羟丙基淀粉内部双螺旋结晶结构得到了增强。
测试例5
实施例7～12和对比例8～14制备的淀粉水凝胶的质构特性如表4所示：
表4实施例7～12和对比例8～14制备的淀粉水凝胶的质构特性
表4中数据表示为平均值±标准偏差(n＝3)，同一列中小写英文字母表示样品间显著性差异(p<0.05)。
由表4可知，经过湿热处理之后的羟丙基淀粉制备的淀粉水凝胶的硬度得到了明显的增强，由未经湿热处理的羟丙基淀粉制备的淀粉水凝胶的223.51g增加到463.50g。这可能是由于经过湿热改性之后，颗粒内部的羟丙基淀粉分子发生重新排列，淀粉链和淀粉链之间发生了一定的相互作用，使羟丙基淀粉在凝胶化后更加紧密，从而增加了淀粉水凝胶的硬度。淀粉水凝胶的弹性、内聚性和恢复性在湿热处理之后并没有发生明显的变化。所有淀粉水凝胶的弹性均接近于1.0，这表明本发明制备的淀粉水凝胶具有很高的弹性。
测试例6
实施例7～12和对比例8～14制备的淀粉水凝胶的流变性能分析结果(储能模量(G′)和损耗模量(G″)与淀粉凝胶角频率变化之间的关系)如图9～10所示。
图9为对比例1中未进行湿热处理的羟丙基淀粉和实施例1～3制备的淀粉水凝胶的流变性能图，图10为对比例1中未进行湿热处理的羟丙基淀粉和实施例4～6制备的淀粉水凝胶的流变性能图。由图9～10可知，本发明制备的淀粉水凝胶的G′和G″随频率的增加而增加，且在整个测量频率范围内G′均高于G″，没有交叉，这表明所有淀粉水凝胶样品都表现为固体凝胶。湿热处理之后，淀粉水凝胶的G′明显高于未进行湿热处理的羟丙基淀粉制备的淀粉水凝胶，说明，与羟丙基淀粉制备的淀粉水凝胶相比，本发明制备的淀粉水凝胶的机械性能得到了提高。
综上所述，与未湿热处理的羟丙基淀粉相比，改性羟丙基淀粉的热稳定性提高，焓值从12.55J/g降低到了6.58J/g。XRD分析表明，淀粉的结晶度由羟丙基淀粉的30.4％降低到19.6％，可能是由于湿热使淀粉内部的氢键断裂，双螺旋解旋造成的。RVA分析表明，随着水分含量的增加，改性羟丙基淀粉的峰值粘度先上升，这是因为湿热处理期间大量的直链淀粉溢出造成的；但是当水分含量为25％时，改性羟丙基淀粉峰值粘度下降，这可能是因为在水热条件下，由于水分的存在，使羟丙基淀粉颗粒内部螺旋结构增强，抑制了直链淀粉溢出。TPA和流变分析表明，湿热处理提高了淀粉水凝胶的硬度和机械性能，扩大了其在工业、农业和食品等领域的应用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种改性羟丙基淀粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将羟丙基淀粉进行水分平衡处理，将得到的湿淀粉进行湿热处理，得到改性羟丙基淀粉。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述湿淀粉的含水率为15～25％。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述水分平衡处理的温度为4～5℃，时间为24～48h。
4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述湿热处理的温度为120～130℃，时间为3～6.5h。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述湿热处理后还包括将所得湿热处理淀粉进行干燥后粉碎，得到改性羟丙基淀粉；
所述干燥的温度为45～50℃，时间为12～24h。
6.权利要求1～5任一项所述制备方法得到的改性羟丙基淀粉。
7.根据权利要求所述的改性羟丙基淀粉，其特征在于，所述改性羟丙基淀粉的粒径≤150μm。
8.一种淀粉水凝胶，其特征在于，由改性羟丙基淀粉水溶液进行蒸片得到；
所述改性羟丙基淀粉水溶液中的改性羟丙基淀粉为权利要求6～7任一项所述的改性羟丙基淀粉。
9.根据权利要求8所述的淀粉水凝胶，其特征在于，所述改性羟丙基淀粉水溶液的浓度为400～600g/L；
所述蒸片的温度为95～110℃，时间为3.5～5min。
10.权利要求6～7任一项所述的改性羟丙基淀粉或权利要求8～9任一项所述的淀粉水凝胶在工业领域、农业领域或食品领域的应用。
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