多糖：淀粉的介紹

1、多糖：淀粉1 1、什么是淀粉?淀粉是一種多糖，在自然界分布十分廣泛，主要存在于高等植物的根、莖、 葉、果實和花粉器官中，是植物通過光合作用把二氧化碳和水變成淀粉，并且貯存于器官組織當中。淀粉也是食物的重要組成部分，咀嚼米飯等時感到有些甜味， 這是因為唾液中的淀粉酶將淀粉水解成了二糖 -麥芽糖。食物進入胃腸后，還能 被胰臟分泌出來的唾液淀粉酶水解，形成的葡萄糖被小腸壁吸收，成為人體組織 的營養(yǎng)物。2 2、淀粉的分類1 1）、按來源可分為：禾類淀粉：主要來源于玉米、米、大麥、小麥、燕麥、養(yǎng)麥、高粱和黑麥等， 主要存在于種子的胚乳細胞中。淀粉工業(yè)主要以玉米為原料進行加工。薯類淀粉：薯類是高產作物，我

2、國以甘薯、馬鈴薯和木薯為主，主要來源于 塊根和塊莖，工業(yè)上以木薯和馬鈴薯為主。豆類淀粉：主要來源于蠶豆、綠豆、豌豆等，這類淀粉直鏈淀粉含量較高。其他淀粉：植物的果實（如香蕉、芭蕉、白果等），基髓（如米、豆苗、菠 蘿等）等中都含有淀粉。應為淀粉含量有限，這些通常不作為淀粉加工的原料。2 2）、按分子結構可分為直鏈淀粉，也稱糖淀粉，遇碘呈藍色，為無分支的螺旋結構，分子結構如圖1 1所示。支鏈淀粉，也稱膠淀粉，遇碘呈紫紅色，以 24302430 個葡萄糖殘基以a-1,4-1,4- -糖苷 鍵首尾相連而成，在支鏈處為a-1,6-1,6- -糖苷鍵，分子結構如圖 2 2 所示。天然淀粉中直鏈的占 20%

3、-20%- 26%26%它是可溶性的，其余的則為支鏈淀粉注：用碘檢驗時，并非是淀粉與碘發(fā)生了化學反應，而是產生相互作用，是淀粉螺旋中央空穴恰能容下碘分子，通過范德華力，兩者形成一種藍黑色錯合物。實驗證明，單獨的碘分子不能使淀粉變藍，實際上使淀粉變藍的是碘分子離子（13）。3 3、淀粉的性質1 1）、物理性質A A、組成：淀粉顆粒是由多種成分組成的混合物，每種成分的含量因原料的不同而異，表 3-13-1 列出了玉米、甘薯、木薯等淀粉的主要組成。主要組成元素有C C、H H、O,O,分子式為（GHwOGHwOn。表 3-13-1 淀粉的主要組成品種水分類脂物蛋白質灰分磷(20C，RH65%)（干基

4、）（干基）（干基）（干基）玉米淀粉130. 80.350.10.015馬鈴薯淀粉190. 050.060.40.08木薯淀粉130. 10.10.20.01小麥淀粉140.80.40.150.06甘薯淀粉130.1注：RH 是相對濕度B B、顆粒形狀：淀粉是白色無味粉末，因其來源不同，顆粒的大小和形狀也不同， 通過顯微鏡或電鏡掃描都可以看出玉米和糯米淀粉呈圓形和多邊形，大米淀粉呈多邊形，高粱淀粉呈圓形或多邊形，小麥淀粉呈圓形和扁豆形，馬鈴薯淀粉為橢 圓形，木薯淀粉為圓形。C C、密度：淀粉的密度因水含量不同而不同，含水量在10%-10%- 20%20% 圍內的密度大約是 1.5g/cm1.5g

5、/cm3, ,相對密度約是 1.51.5。圖 1、直鏈淀粉的單元分子結構a -1,4 糖苷鍵聯接圖 2、支鏈淀粉的單元分子結構a -1,4 糖苷鍵和少量a-1,6 糖苷鍵聯接D D 其他特性：淀粉在冷水中形成淀粉漿，當靜置時，由于淀粉相對密度較大， 全部沉于底部，無法形成穩(wěn)定體系，這是因為淀粉粒內形成的氫鍵阻止了淀粉溶 解于水。但淀粉在冷水中仍有輕微的吸水而膨脹，顆粒吸收水分會達到一個極限量，擔當降低溫度或被烘時，膨脹又是可逆的。2 2）、化學性質A A、水解：淀粉是高聚糖，是由葡萄糖單兀構成，在一定溫度和酸催化下，可水 解成不同程度的產物，有葡萄糖、麥芽糖、飴糖等淀粉糖。B B、酸處理：淀粉

6、在酸作用下分子鏈斷開，得到不同分子量的產物，有白糊精、黃糊精、不列顛膠等。淀粉中的直鏈淀粉分子由氫鍵結合成結晶態(tài)結構， 酸滲入 比較困難，致使a-1,4-1,4 糖苷鍵不易被酸解，而無定形地域的支鏈淀粉a-1,4-1,4 糖 苷鍵和a-1,6-1,6 糖苷鍵較易被酸滲入而水解。C C、氧化：氧化淀粉十分復雜，不但與反應條件有關，還與淀粉品種和存在形式 有密切關系?？捎玫难趸瘎┯懈咤i酸鉀、次氯酸鈉、雙氧水等，得到淀粉的氧化 產物。D D 酯化：淀粉分子中含有豐富的羥基，使得可與酸發(fā)生酯化反應，生成淀粉酯 在淀粉分子單元中有三個游離的羥基，因此可形成單酯、雙酯和三酯化物E E、醚化：淀粉分子中的羥

7、基和活性物質反應生成淀粉的取代基醚，主要包括羥 烷基淀粉、羧烷基淀粉、烷基淀粉醚、不飽和烷基淀粉醚和陽離子淀粉淀粉還可反應生成交聯淀粉和接枝共聚淀粉等等。4 4、淀粉的生產工藝1 1、）玉米淀粉生產工藝流程2 2）薯類馬淀粉生產工藝流程（以馬鈴薯為例）除石淀粉馬鈴薯清洗破碎分離精制脫水干燥，粉碎淀粉清理浸泡胚芽分離脫水,干燥5 5、工業(yè)應用1 1）、應用領域淀粉的應用領域包括；造紙業(yè)、紡織業(yè)、食品加工業(yè)、膠粘劑生產以及其它 領域。A A、造紙業(yè)在造紙業(yè)中，馬鈴薯淀粉的主要四種用途：. .打漿機上膠，在薄紙成形之前， 將纖維組織凝結在一起。. .桶上膠，浸透稀膠液，預形成薄紙。. .軋光機上膠，

8、 上光整修。. .表面上膠，作為一個任意選擇的步驟，作高級光滑紙的上膠：在 制作皺紋、波緯纖維膠合紙板箱時淀粉和糊精同樣可用來組合和糊粘紙板。B B、紡織業(yè)在紡織工業(yè)中，馬鈴薯淀粉主要是用于棉紗、毛織物和紡人造絲織物的上漿，經紗上漿就是將沿紡織機縱向運動的緯線浸漬在一個裝有淀粉糊的熱鍋內，從浴鍋出來，經上漿后的緯線在一個熱滾筒內迸行干燥制待， 經紗上漿的作用就是將 緯線表面的一些疏松的纖維緊緊地粘結，以增強和保持經紗在編織時的耐摩性， 高支經紗上漿通常是較困難的，因為纖維之間的縫隙很小，漿液不易滲透，最后 形成一層薄膜牢固的粘附在紗上。因此，增強了紗的強度和耐摩性。已經知道， 相對于其他淀粉，

9、馬鈴薯淀粉膜具有較高的韌性和柔性， 因此，經馬鈴薯淀粉上 漿的紗比其他用玉米淀粉上漿的紗具有可在較低濕度環(huán)境中紡織的優(yōu)點。C C、食品加工業(yè)淀粉作為食品添加劑是基于其方便于食品加工的功能性價值，以及提供某 些食品系統所要求的性質，如形狀或口味、增稠性、膠凝性、黏合性和穩(wěn)定性等。 一般人群均可食用，但是：1 1 發(fā)生過過敏者一定不要再吃；2 2老人、考試期間的學生、腦力工作者、高膽固醇、便秘者可以多食用。D D 用作粘合劑淀粉漿（俗稱淀粉糊）是片劑中最常用的粘合劑，常用 8%-8%- 15%15%勺濃度，并 以 10%10%淀粉漿最為常用；若物料可壓性較差，可再適當提高淀粉漿的濃度到 20%20

10、% 相反，也可適當降低淀粉漿的濃度，如氫氧化鋁片即用5%5% 粉漿作粘合劑。淀粉漿的制法主要有煮漿和沖漿兩種方法，都是利用了淀粉能夠糊化的性質。所謂糊化（GelatiGelati nini zatiozatio n n）是指淀粉受熱后形成均勻糊狀物的現象（玉米淀粉完全糊化的溫度是 7777C）。糊化后，淀粉的粘度急劇增大，從而可以作為片劑的粘合劑 使用。因為淀粉價廉易得且粘合性良好， 所以凡在使用淀粉漿能夠制粒并滿足壓 片要求的情況下，大多數選用淀粉漿這種粘合劑。2 2）產業(yè)現狀20052005 年世界淀粉產量達 30003000 多萬噸，其中美國淀粉產量居世界首位，達16001600 萬噸，

11、以玉米淀粉為主，主要用于生產淀粉糖和變性淀粉；歐盟淀粉產量為 400400 多萬噸，主要品種是馬鈴薯淀粉、小麥淀粉和玉米淀粉，用于加工淀粉糖、 變性淀粉、山梨醇及其它各類深加工產品；日本淀粉產量為 230230 多萬噸，以玉米 和馬鈴薯淀粉為主，用于生產淀粉糖、變性淀粉及食品工業(yè)原料；泰國淀粉產量 為 150150 萬噸，全部為木薯淀粉，主要用于出口及加工變性淀粉、味精、淀粉糖等。世界上規(guī)模較大的淀粉企業(yè)有美國的國民淀粉公司、荷蘭的艾維貝公司、法國的羅蓋特公司、意大利的費魯茲集團公司等。這些公司的淀粉年產量均在幾十 萬噸以上，銷售額均達幾十億甚至上百億美元。& &淀粉精細化學品

12、及其應用1 1） 、精細化學品較通用化學品的特點：具有特定的功能；小批量，多品種；大量采用復配技術；技術密集度高；附 加價值高。2 2）、淀粉精細化學品A A、生產淀粉經過變性，得到不同的精細化學品。通常所說的變性淀粉是指淀粉中羥 基經受化學反應或糊精內部結構分配的改變而得到的產物。 淀粉變性的主要產品 有：淀粉的各種分解產物（如各種糊精、氧化淀粉等）、a-a-淀粉、交聯淀粉、接枝 共聚淀粉以及淀粉衍生物（如淀粉酯、淀粉醚）等。按處理方法可分為物理變性淀 粉、化學變性淀粉、生物變性淀粉。B B、 應用變性淀粉種類繁多，用途各異；現就前述三大類淀粉變性產物舉例說明其用淀粉的分解產物糊精可用于醫(yī)藥工業(yè)作為膠囊的包衣， 也用于抗生素發(fā)醇的 營養(yǎng)源，還可在翻砂制模時用作粘結料；在紡織印染中可以增稠染料 在造紙中作涂層用等。 黃糊精在合成粘合劑出現前已廣泛用于膠粘劑方面， 目前黃糊精仍 用作復合膠粘劑，它與硼砂合用可以提高粘合質量。交聯淀粉的用途是由其顆粒溶脹性決定的 f f 低交聯度的淀粉可在水果餡餅中 用作填充料， 加入罐頭中可使其耐滅菌處理； 這種淀粉膠可耐機械剪力， 能耐受 各種酸性、堿性或鹽介質，可用于波紋紙板制造，用作紡織染色漿料的添加劑， 也可用于粘結劑。 高交聯的淀粉在堿性電池中用作電介質粘結料， 在外科橡膠手 套滅菌時作抗粘劑。在淀粉衍生物中，