糧食加工學(xué)第五章淀粉生產(chǎn)

1第五章淀粉提取工藝第一節(jié)淀粉的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二節(jié)玉米淀粉提取工藝第三節(jié)薯類淀粉提取工藝第四節(jié)小麥淀粉提取工藝第五節(jié)豆類淀粉提取工藝2第一節(jié)淀粉的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)一、植物淀粉原料的種類(一)薯類淀粉原料：主要有馬鈴薯、甘薯、木薯等。(二)谷物淀粉原料：有玉米、稻米、小麥、谷子、高粱、大麥、青稞等。(三)豆類淀粉原料：主要有綠豆、豌豆和蠶豆等。(四)其它淀粉原料：如藕、百合、山藥、葛根、芭蕉芋、魔芋等。3二、淀粉的分子結(jié)構(gòu)（C6H10O5）nAmyloseAmylopectin淀粉是組成單元為葡萄糖的共價化合物4主要植物淀粉中直鏈淀粉及支鏈淀粉含量5(一)直鏈淀粉直鏈淀粉的螺旋型結(jié)構(gòu)6(二)支鏈淀粉7支鏈淀粉分子的模式結(jié)構(gòu)圖8直鏈淀粉和支鏈淀粉的比較9

淀粉分子在谷物中是以白色固體淀粉粒（starchgranule）的形式存在的，不同谷物會形成不同結(jié)構(gòu)及性質(zhì)的淀粉粒。

各種谷物淀粉粒的結(jié)構(gòu)三、淀粉粒的結(jié)構(gòu)(一)淀粉粒形態(tài)和大小小麥大麥稻米玉米稻米10A-d：土豆7：燕麥淀粉粒8：粟9：小麥10：玉米淀粉粒11常見見植植物物淀淀粉粉粒粒的的大大小小12(二)淀粉粉粒粒的的輪輪紋紋（（striations）結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)單復(fù)粒輪紋示示意圖1.單粒2半復(fù)粒3復(fù)粒4假復(fù)粒13α-淀粉酶對小麥麥淀粉的酶解解方式。左圖為小麥淀淀粉赤道溝附附近形成的孔孔。右圖為為α-淀粉酶對小麥麥淀粉顆粒水水解剖面圖，，可見在臍點點處易受酶的的攻擊。14掃描電鏡下觀觀察到的芽孢孢桿菌細小a-淀粉酶侵蝕后后的馬鈴薯淀淀粉顆粒。A：錐狀的孔洞洞和帶有小坑坑的表面；B：顆粒中心被被深度腐蝕，，表面相對未未被腐蝕。15左圖：小麥淀淀粉顆粒在發(fā)發(fā)芽其間所觀觀察到的受到到侵蝕后的圖圖像。右圖：被黑麥麥a-淀粉酶攻擊后后的黑麥淀粉粉顆粒圖像。。16部分淀粉顆粒粒偏光十字顯顯微鏡圖譜(三)淀粉粒的晶體體結(jié)構(gòu)17淀粉粒的結(jié)晶晶度天然淀粉的X射線衍射圖18各種淀粉的可可能晶型19淀粉顆粒結(jié)構(gòu)構(gòu)示意圖a:淀粉顆粒的生生長環(huán)示意圖圖，由交替的的無定形層和和半結(jié)晶層構(gòu)構(gòu)成；b：生長環(huán)中半半結(jié)晶層的放放大圖，半結(jié)結(jié)晶層由無定定形層和結(jié)晶晶層交替組成成c：生長環(huán)中半半結(jié)晶層中的的支鏈淀粉簇簇狀結(jié)構(gòu)。20四、淀粉的物物理化學(xué)性質(zhì)質(zhì)(一)淀粉的潤脹與與糊化1.淀粉的潤脹（（swelling）潤脹淀粉粒的的大小212.淀粉的糊化（（gelatinization）若把淀粉的懸懸浮液加熱，，到達一定溫溫度時(一般在55℃以上)。淀粉粒突然然膨脹，因膨膨脹后的體積積達到原來體體積的數(shù)百倍倍之大，所以以懸浮液就變變成粘稠的膠膠體溶液。這這種現(xiàn)象稱為為淀粉的糊化。22（1）淀粉糊化的的三個階段：：①可逆吸水階段段：②不可逆吸水階階段：③淀粉粒最后解解體：（2）淀粉糊化后后淀粉糊粘度度的變化：幾種天然淀粉粉的Brabender糊化粘度曲線線23（3）影響淀粉糊糊化的因素：：①淀粉粒晶體結(jié)結(jié)構(gòu)的影響：：②水分的影響：：③堿的影響：④鹽類的影響：：⑤糖類的的影響響：⑥極性高高分子子有機機化合合物的的影響響：⑦脂類的的影響響：⑧化學(xué)變變性的的影響響：24(二)淀粉的的凝沉沉作用用（Retrogradation）1.淀粉凝凝沉作作用的的概念念淀粉的的稀溶溶液或或淀粉粉糊，，在低低溫下下靜置置一定定時間間后，，溶液液變混混濁，，溶解解度降降低，，而沉沉淀析析出。。如果果淀粉粉溶液液濃度度比較較大，，則沉沉淀物物可以以形成成硬塊塊而不不再溶溶解，，也不不易被被酶作作用，，這種種現(xiàn)象象稱為為淀粉的的凝沉沉作用用，也叫叫淀粉的的老化化作用用。這種種淀粉粉叫“凝沉沉淀粉粉”或或“老老化淀淀粉””。直鏈淀淀粉凝凝沉作作用機機制（（Schoch1969）25（3）影響響淀粉粉凝沉沉的因因素：：①分子構(gòu)構(gòu)造的的影響響：②分子大大小的的影響響：26③直鏈淀淀粉分分子與與支鏈鏈淀粉粉分子子比例例的影影響：：④溶液濃濃度的的影響響：⑤溶液pH值及無無機鹽鹽類的的影響響：⑥冷卻速速度的的影響響：27(三)淀粉的的吸附附性質(zhì)質(zhì)1.對一些些極性性有機機化合合物的的吸附附：2.對碘的吸吸附：直鏈淀粉粉與碘所所形成的的絡(luò)合物物的結(jié)構(gòu)構(gòu)28淀粉結(jié)合合碘的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)曲線線（20℃）29(四)淀粉的化化學(xué)性質(zhì)質(zhì)1.水解作用用2.氧化作用用303.成酯作用用4.烷基化作作用5.醚化、離離子化、、交聯(lián)、、接枝共共聚等31五、淀粉粉及其制制品的用用途(一)食品工業(yè)業(yè)：(二)醫(yī)藥工業(yè)業(yè)：(三)造紙工業(yè)業(yè)：(四)紡織工業(yè)業(yè)：(五)釀造業(yè)、、石油化化工業(yè)、、去污、、漿洗衣衣服等：：32第二節(jié)玉玉米淀淀粉的提提取工藝藝一、玉米米的子粒粒結(jié)構(gòu)33玉米子粒粒各部分分的化學(xué)學(xué)成分(干物質(zhì)％％)34二、玉米米淀粉生生產(chǎn)的工工藝流程程35(一)清理玉米的清清理流程程36(二)玉米的浸浸泡1.浸泡的目目的：①①改變胚胚乳的結(jié)結(jié)構(gòu)和物物理化學(xué)學(xué)性質(zhì)，，削弱淀淀粉的粘粘著力，，②降低低籽粒的的機械強強度，③③浸泡出出部分可可溶性物物質(zhì)，④④鈍化胚胚芽。一般采用用亞硫酸水水浸泡玉米米。亞硫酸水水的作用用：亞硫酸經(jīng)經(jīng)過玉米米的半滲滲透種皮皮進入玉玉米籽粒粒內(nèi)部，，解除蛋蛋白質(zhì)分分子的聚聚集，①①并使部分不溶溶性蛋白白質(zhì)轉(zhuǎn)變變成溶解解狀態(tài)。亞硫酸酸還能使使②胚芽鈍化化，并使③③種皮由半半滲透變變成完全全滲透，因而可可以加速速可溶性性物質(zhì)向向浸泡水水中滲透透。還有有④防腐作用用。乳酸的作作用：①產(chǎn)生的乳乳酸降低低了介質(zhì)質(zhì)的pH值，從而而限制了了其他微微生物的的生長。。②乳酸酸還能促促進玉米米蛋白質(zhì)質(zhì)軟化和和膨脹；；③乳酸酸還可保保持溶液液中鎂離離子和鈣鈣離子，，從而有有利于減減少蒸發(fā)發(fā)設(shè)備不不溶性物物質(zhì)的沉沉積。372.玉米浸泡泡前后干干物質(zhì)的的變化383.玉米浸泡泡的方法法：靜止浸泡泡法和逆流擴散散浸泡法法。394.浸泡的工工藝條件件：①亞硫酸酸濃度：：0.20-0.25%②浸泡時時間：48-50h③浸泡溫溫度：48-50℃（較好質(zhì)質(zhì)量玉米米）；50-55℃（病變的的、腐爛爛的活過過于干燥燥的玉米米）。5.浸泡工藝藝的改進進：①浸泡試試劑：以以亞硫酸氫氫鹽和亞亞硫酸鈉鈉代替亞硫硫酸；②浸泡工工藝：第第一是兩級浸泡泡法；第二是是加乳酸菌菌法；第三采用用高壓浸泡泡工藝。40(三)玉米的破破碎破碎的目目的：使胚芽與與胚乳分分開，并并釋放出出一定數(shù)數(shù)量的淀淀粉。玉米破碎碎是在打擊式破破碎機或或破碎磨磨中進行的的。41(四)胚芽的分分離1.胚芽的分離離422.胚芽的篩分分與洗滌43兩次破碎、、兩次分離離胚芽，并并進一步清清凈胚芽的的流程44(五)漿料的細磨磨與纖維分分離1.漿料的細磨磨最大限度地地使與蛋白質(zhì)和纖纖維結(jié)合的的淀粉游離離出來，并為以后后的分離創(chuàng)創(chuàng)造良好條條件。452.纖維的分離離4647(六)蛋白質(zhì)的分分離及淀粉粉的洗滌1.蛋白的分離離：①沉淀法：②離心分離法法：③浮選分離法法：48(七)淀粉的脫水水與干燥49三、玉米淀淀粉生產(chǎn)的的工藝流程程50四、玉米淀淀粉生產(chǎn)副副產(chǎn)品的綜綜合利用51第三節(jié)薯薯類淀粉的的提取工藝