行业动态玉米淀粉加工利用新技术
随着粮食连年丰收，粮食库存积压增加，价格下跌，使玉米生产受到 严重影响。解决这一问题的根本出路就是进行玉米深加工与综合利用的开 发，创造高附加值的产品，提高玉米生产的经济效益。
淀粉是玉米籽粒的重要成分，约占其干重的70％，容易分离提取，价格较低，易用物理、化学和生物方法转化为有用的低分子化合物或高分子聚合物。因此，以玉米淀粉为基础原料生产的新产品及新技术格外引人注 目。本文主要介绍了用玉米淀粉生产可降解的表面活性剂、超吸水性树脂、农药和除草剂的胶囊技术，以期为玉米转化利用提供新思路，促进玉米深加工学科体系的形成。
一、淀粉生产生物可降解表面活性剂
用可再生淀粉生产的烷基葡萄糖苷非离子表面活性剂因其安全无毒、对皮肤无刺激和生物可降解性，可缓解合成洗涤剂对环境的污染，自80年代一问世就受到各国普遍欢迎，发展迅速。烷基葡萄糖苷是一系列产品的总称。其中乙二醇葡萄糖苷是由淀粉与乙二醇在质子酸催化下经糖基转移反应生成，反应温度视催化剂的不同而 在120℃～180℃范围内波动，反应时间30分钟～50分钟，生成的乙二醇葡萄糖苷，再与环氧乙烷或环氧丙烷反应生成烷氧化葡萄糖苷，进而与脂肪酸或高碳脂肪酸反应，制得各种乙二醇葡萄糖苷酯或醚类非离子表面活 性剂。工业法合成十二烷基葡萄糖苷的方法如下：将30份正丁醇加入装有搅拌机、温度计、滴液漏斗和回流冷凝器及分水器的装置中，加入0．44份对甲苯磺酸催化剂，缓慢升温至110℃，然后滴加30份正丁醇和36份葡萄糖组成的悬浊液，在回流温流下反应3小时，再加入预热的36份十二醇。加料完毕后减压脱正丁醇，维持体系在6265帕，反应温度控制在140℃～150℃，反应1小时，所得产品为褐色固体，收率70％。十二烷基葡萄糖苷表面活性与十二烷基本磺酸钠相似，是一种优良的表面活性剂。
二、淀粉生产高吸水性树脂
1974年，美国农业部北部研究所将淀粉—丙烯酸接枝共聚物进行水解，得到一种吸水量达到自身质量数百倍甚至数千倍的超吸水性树脂，从而开辟了超吸水性聚合物的新领域。淀粉类超吸水性树脂具有吸水能力强，吸水速度快，保水性好，原料来来源丰富，价格低廉，用途广泛等优点，近年来发展很快。按制备方法分为两类。 1．淀粉与丙烯腈(或丙烯酸)接枝共聚水解产物用硝酸铈铵为引发剂，和玉米淀粉与丙烯腈或丙烯酸接枝共聚后，用碱水解而成。其制备的方法如下：淀粉加水搅拌至92℃～94℃糊化，淀粉与水比例在1：5左右，通氮气1小时，然后冷却至25℃，加入硝酸铵与硝酸混合液，搅拌10分钟后，加入丙烯腈，在氮气保护下反应2小时。所得共聚物加碱水解，使接枝的腈基转变为酰胺基、羧酸基、羧酸基盐等亲水性基团。再用酸溶液中和至 pH=7．6，在110℃下干燥、粉碎、过筛得成品，其吸水能力每克为1200克水。
2．淀粉与丙烯酸胺的交联产物
淀粉与丙烯酸酯通过具有两个官能团基的单体接枝共聚而成。其制备的一个典型方法为：30份淀粉与400份水调成淀粉乳，升温至80℃，通氨气1小时，将生成的凝胶冷至30℃，再与1200份甲醇、70份丙烯酰鞍、30份硝酸铈盐溶液和0．1份的N，N－亚甲基双丙烯酰胺混合，在35℃下搅拌3小时，干燥后得淀粉接枝丙烯酰胺共聚物。淀粉类超吸水性树脂制备的关键是如何提高接枝率，增强吸水能力，同时降低原料消耗。虽然铈外国法接枝率高，但铈为贵重稀有金属，其加入量占成本的接枝率的50％左右。因此，寻求和铈盐相当的接枝率，而价格又大大低于铈盐的引发剂是当务之急。
3．淀粉类超吸水性树脂的应用
(1)卫生材料：可用作卫生纸、纸尿布、餐巾、一次性抹布的添加剂。与香料混合用来做吸脚汗的鞋垫，或在防护帽内吸收汗液。
(2)机能吸水材料：将超水性树脂在高效混合器中配制成2％的水溶液，再用聚氧乙烯壬基酚醚稀释，可制得玻璃表面防雾剂。其在干燥条件下有较好的吸水性，成膜后透明度高，吸水后透光率小，形成的凝胶不会被过 剩的水分冲走，反复吸水、干燥后仍有防雾性，是较好的玻璃防雾剂，适用于火车、汽车的视野玻璃、门窗玻璃及农用塑料薄膜等。
(3)低温渗透压脱水片：由表面活性剂半透膜、渗透压超过百万帕的物质和高吸水性聚合物构成。使用时，被脱水食品用玻璃纸包好，放于脱水片之间，轻轻压紧，然后在低温下保持一定时间，脱水干燥后可重复使用。 此外，用低温渗透压脱水片还可以制取低糖、低盐食品，在医学上也有很大的使用价值。
(4)土壤保水剂：在5厘米的砂性土壤表层中加入0．1％的超吸水性树脂可起到蓄水和保水作用，提高作物抗旱能力，并使烟草产量增加35％，西红柿和大白菜产量提高1倍。做种子包衣，提高种子发芽和出苗率。用 含0．1％～0．5％超吸水性树脂溶液处理插条、接穗，可提高扦插移栽成活率。用于培养基，蘑菇产量比用锯末和堆肥高20％～30％。
(5)日用化工：超水性树脂对香精具有良好的吸附作用，用超吸水性树脂加入香料、杀菌剂和乳化剂制成空气清新剂，具有留香持久的性能。在化妆品中加入超吸水性树脂，可增加皮肤润滑感、保湿持久、不会干裂， 带有羧基的超吸水性树脂，具有吸氨性，可作除臭剂。(6)其它：在工业上利用其吸水而几乎不吸油和非极性溶剂的性质，可用于油品脱水。含有超吸水性树脂的过滤材料用于去除柴油和汽油——酒 精混合燃料中的少量水分时非常有效。
三、淀粉制作胶囊
化学农药由于挥发、漏失及光照分解，相当大一部分被浪费掉了，这不但难于发挥起应有功效，而且加剧环境污染。美国农业部北部研究中心开发了一种包胶技术，将化学农药或除草剂包裹于淀粉黄原酸酯中，可控 释出这些化学成分，避免了损失，延长了药效，效果十分理想。其制作方法是：将农药分散于淀粉黄酸酯水溶液中，然后利用氧化法或多价金属离子，双官能团试剂对淀粉黄原酸脂进行交联，在数秒种全部物料成为凝胶状态，再继续搅拌数秒钟后成为颗粒状固体，经干燥即得到残留水分很低的产品。无论是水溶性还是非水溶性、固体还是液体的农药均可采用这种方法，对含液体的农药的包胶颗粒，有效成分占质量的55％，固体的还要高。除草剂采用该技术后，在施加同样质量的有效成分条件下，控制杂草的有效期从45天延至120天。这是一项极有发展前途的技术，采用此技术将大大减少化学农药和除草剂的用量，减轻环境污染。用作生物农药的载体或包胶材料，有望提高其防效稳定性、延长残效期。对于农业环境保护、绿色食品的生产具有重要的现实意义。
淀粉是玉米籽粒的重要成分，约占其干重的70％，容易分离提取，价格较低，易用物理、化学和生物方法转化为有用的低分子化合物或高分子聚合物。因此，以玉米淀粉为基础原料生产的新产品及新技术格外引人注 目。本文主要介绍了用玉米淀粉生产可降解的表面活性剂、超吸水性树脂、农药和除草剂的胶囊技术，以期为玉米转化利用提供新思路，促进玉米深加工学科体系的形成。
一、淀粉生产生物可降解表面活性剂
用可再生淀粉生产的烷基葡萄糖苷非离子表面活性剂因其安全无毒、对皮肤无刺激和生物可降解性，可缓解合成洗涤剂对环境的污染，自80年代一问世就受到各国普遍欢迎，发展迅速。烷基葡萄糖苷是一系列产品的总称。其中乙二醇葡萄糖苷是由淀粉与乙二醇在质子酸催化下经糖基转移反应生成，反应温度视催化剂的不同而 在120℃～180℃范围内波动，反应时间30分钟～50分钟，生成的乙二醇葡萄糖苷，再与环氧乙烷或环氧丙烷反应生成烷氧化葡萄糖苷，进而与脂肪酸或高碳脂肪酸反应，制得各种乙二醇葡萄糖苷酯或醚类非离子表面活 性剂。工业法合成十二烷基葡萄糖苷的方法如下：将30份正丁醇加入装有搅拌机、温度计、滴液漏斗和回流冷凝器及分水器的装置中，加入0．44份对甲苯磺酸催化剂，缓慢升温至110℃，然后滴加30份正丁醇和36份葡萄糖组成的悬浊液，在回流温流下反应3小时，再加入预热的36份十二醇。加料完毕后减压脱正丁醇，维持体系在6265帕，反应温度控制在140℃～150℃，反应1小时，所得产品为褐色固体，收率70％。十二烷基葡萄糖苷表面活性与十二烷基本磺酸钠相似，是一种优良的表面活性剂。
二、淀粉生产高吸水性树脂
1974年，美国农业部北部研究所将淀粉—丙烯酸接枝共聚物进行水解，得到一种吸水量达到自身质量数百倍甚至数千倍的超吸水性树脂，从而开辟了超吸水性聚合物的新领域。淀粉类超吸水性树脂具有吸水能力强，吸水速度快，保水性好，原料来来源丰富，价格低廉，用途广泛等优点，近年来发展很快。按制备方法分为两类。 1．淀粉与丙烯腈(或丙烯酸)接枝共聚水解产物用硝酸铈铵为引发剂，和玉米淀粉与丙烯腈或丙烯酸接枝共聚后，用碱水解而成。其制备的方法如下：淀粉加水搅拌至92℃～94℃糊化，淀粉与水比例在1：5左右，通氮气1小时，然后冷却至25℃，加入硝酸铵与硝酸混合液，搅拌10分钟后，加入丙烯腈，在氮气保护下反应2小时。所得共聚物加碱水解，使接枝的腈基转变为酰胺基、羧酸基、羧酸基盐等亲水性基团。再用酸溶液中和至 pH=7．6，在110℃下干燥、粉碎、过筛得成品，其吸水能力每克为1200克水。
2．淀粉与丙烯酸胺的交联产物
淀粉与丙烯酸酯通过具有两个官能团基的单体接枝共聚而成。其制备的一个典型方法为：30份淀粉与400份水调成淀粉乳，升温至80℃，通氨气1小时，将生成的凝胶冷至30℃，再与1200份甲醇、70份丙烯酰鞍、30份硝酸铈盐溶液和0．1份的N，N－亚甲基双丙烯酰胺混合，在35℃下搅拌3小时，干燥后得淀粉接枝丙烯酰胺共聚物。淀粉类超吸水性树脂制备的关键是如何提高接枝率，增强吸水能力，同时降低原料消耗。虽然铈外国法接枝率高，但铈为贵重稀有金属，其加入量占成本的接枝率的50％左右。因此，寻求和铈盐相当的接枝率，而价格又大大低于铈盐的引发剂是当务之急。
3．淀粉类超吸水性树脂的应用
(1)卫生材料：可用作卫生纸、纸尿布、餐巾、一次性抹布的添加剂。与香料混合用来做吸脚汗的鞋垫，或在防护帽内吸收汗液。
(2)机能吸水材料：将超水性树脂在高效混合器中配制成2％的水溶液，再用聚氧乙烯壬基酚醚稀释，可制得玻璃表面防雾剂。其在干燥条件下有较好的吸水性，成膜后透明度高，吸水后透光率小，形成的凝胶不会被过 剩的水分冲走，反复吸水、干燥后仍有防雾性，是较好的玻璃防雾剂，适用于火车、汽车的视野玻璃、门窗玻璃及农用塑料薄膜等。
(3)低温渗透压脱水片：由表面活性剂半透膜、渗透压超过百万帕的物质和高吸水性聚合物构成。使用时，被脱水食品用玻璃纸包好，放于脱水片之间，轻轻压紧，然后在低温下保持一定时间，脱水干燥后可重复使用。 此外，用低温渗透压脱水片还可以制取低糖、低盐食品，在医学上也有很大的使用价值。
(4)土壤保水剂：在5厘米的砂性土壤表层中加入0．1％的超吸水性树脂可起到蓄水和保水作用，提高作物抗旱能力，并使烟草产量增加35％，西红柿和大白菜产量提高1倍。做种子包衣，提高种子发芽和出苗率。用 含0．1％～0．5％超吸水性树脂溶液处理插条、接穗，可提高扦插移栽成活率。用于培养基，蘑菇产量比用锯末和堆肥高20％～30％。
(5)日用化工：超水性树脂对香精具有良好的吸附作用，用超吸水性树脂加入香料、杀菌剂和乳化剂制成空气清新剂，具有留香持久的性能。在化妆品中加入超吸水性树脂，可增加皮肤润滑感、保湿持久、不会干裂， 带有羧基的超吸水性树脂，具有吸氨性，可作除臭剂。(6)其它：在工业上利用其吸水而几乎不吸油和非极性溶剂的性质，可用于油品脱水。含有超吸水性树脂的过滤材料用于去除柴油和汽油——酒 精混合燃料中的少量水分时非常有效。
三、淀粉制作胶囊
化学农药由于挥发、漏失及光照分解，相当大一部分被浪费掉了，这不但难于发挥起应有功效，而且加剧环境污染。美国农业部北部研究中心开发了一种包胶技术，将化学农药或除草剂包裹于淀粉黄原酸酯中，可控 释出这些化学成分，避免了损失，延长了药效，效果十分理想。其制作方法是：将农药分散于淀粉黄酸酯水溶液中，然后利用氧化法或多价金属离子，双官能团试剂对淀粉黄原酸脂进行交联，在数秒种全部物料成为凝胶状态，再继续搅拌数秒钟后成为颗粒状固体，经干燥即得到残留水分很低的产品。无论是水溶性还是非水溶性、固体还是液体的农药均可采用这种方法，对含液体的农药的包胶颗粒，有效成分占质量的55％，固体的还要高。除草剂采用该技术后，在施加同样质量的有效成分条件下，控制杂草的有效期从45天延至120天。这是一项极有发展前途的技术，采用此技术将大大减少化学农药和除草剂的用量，减轻环境污染。用作生物农药的载体或包胶材料，有望提高其防效稳定性、延长残效期。对于农业环境保护、绿色食品的生产具有重要的现实意义。
