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淀粉硫酸酯
淀粉硫酸酯

淀粉硫酸酯又叫磺化淀粉,是一种强阴离子性的高分子物质,在整个pH值范围内差不多均能形成稳定的高黏度溶液。以淀粉硫酸酯制备的亲水性溶胶具有黏度高,稳定性好,对pH值变化的适应性强等优点。随着近年来对淀粉硫酸酯所具有的生物活性的发现,其受到更为广泛的关注。作为唯一一种具有生物活性的变性淀粉,具有抗HIV抗肿瘤及抗病毒等活性,其应用前景值得期待。

淀粉硫酸酯基本参数

产品名称硫酸淀粉酯产品别名磺化淀粉
产品来源淀粉反应式St-OH+ (CH3)N- SO3→St- OSO3 +HN+ (CH3)3
制备工艺干法、湿法、有机溶剂法性质黏度高、稳定性好

淀粉硫酸酯的基本特性和原理

淀粉硫酸酯是在淀粉的分子的C2,C3或C6位羟基上引入磺酸基而制得的一种淀粉酯。简易的反应式为:St- OH+ (CH3)N- SO3→St- OSO3 +HN+ (CH3)3。在不同位置上发生取代后的硫酸化淀粉的生物活性会有所不同。许多学者认为C6位上的羟基的活性较大,空间位阻较小,易于发生反应。在多糖的研究中,多糖的取代度对其活性有较大的影响。硫酸化多糖的抗病毒活性随硫含量的增高而增强,通常认为每个单糖单位需要2~3个硫酸根离子才能有最佳的抗病毒活性。

硫酸淀粉酯的提取方法

湿法

将一定量的亚硫酸氢钠用水溶解于250mL三口圆底烧瓶中,然后用恒压漏斗将一定量的亚硝酸钠溶液缓慢滴加到亚硫酸氢钠溶液中,在90℃下反应一段时间,冷却后,用氢氧化钠溶液调pH值为9.0~10.0,然后将一定量的淀粉加入到制备好的酯化剂中,控制反应温度和反应时间,制得产品。

干法

将淀粉在酰胺和氨基磺酸混合液中浸泡、过滤、干燥,100~300℃热反应,可制备硫酸淀粉酯;将淀粉与3~5份亚硫酸钠和1份亚硝酸钠混合,100~120℃反应可制得低取代度的硫酸淀粉酯。

有机相法

这种方法的应用相对较广,但是也存在安全性、污染环境等问题。可采用三氧化硫吡啶作为酯化剂,使用二甲基甲酰胺为溶剂,对淀粉进行酯化,其中三氧化硫吡啶与淀粉的质量比为1:1~5:1,得到取代度为0.2~0.9的高取代度硫酸淀粉酯。该方法用固体三氧化硫吡啶作为磺化剂,反应操作方便,易于控制,且避免了对设备的腐蚀,溶剂易于回收,减少对环境的危害。

淀粉经过硫酸酯化后糊的粘度明显下降、糊透明度、冻融稳定性、抗凝沉性比原淀粉有所增强。并且随着取代度的增大,酯化淀粉的透明度增强、凝沉性降低,硒化反应的效率也越高。硫酸淀粉酯的抗剪切性和抱水性能均随着交联度和取代度的增加而有所提高;硫酸淀粉酯具有一定的生物活性,包括抑制艾滋病病毒活性,抗肿瘤、抗凝血、抗氧化、增强免疫等。

淀粉硫酸酯的应用

淀粉硫酸酯表现出与其它变性淀粉所不同的独特性质,使得其在多个领域可以得到很好的应用。

淀粉硫酸酯在食品应用

淀粉硫酸酯形成的溶胶溶液在低于冻结温度下仍表现出良好的稳定性, 可以作为冷冻食品和某些药品的增稠剂。

淀粉硫酸酯在工业应用

硫酸淀粉酯具有较强的保水性,可用作水泥和油井钻探泥浆的保水剂,混凝土的减水剂,缓凝剂。淀粉本身有很多羟基具有一定的阻垢作用,硫酸淀粉酯其阻垢作用比原淀粉高,可作为无污染,绿色,天然阻垢剂。

淀粉硫酸酯在医疗应用

1、硫酸淀粉酯可以用作抗凝剂代替天然抗凝剂肝素;利用其降低血液中胆甾醇、防动脉硬化、抗凝血、抗酯血清、抗炎症等功能,

2、可作为血浆代用品、肠溃疡的治疗剂以及药物和抗生素的载体。

3、淀粉硫酸酯具有独特的生物活性,这是其区别于其它变性淀粉的重要特征。某些淀粉硫酸酯对蛋白质表现出很强的亲和力,其衍生物具有肝素同样的抗血凝作用,可以作为天然抗凝剂肝素的廉价代用品。

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