《淀粉和淀粉深加工》PPT课件

淀粉 玉米 糯玉米 高直链淀粉玉米 高粱 黏高粱 稻米 糯米 小麦 马铃薯 木薯 甘薯
含量/% 27 0
70以上 27 0 19 0 27 20 17 18
图2-2 直链淀粉的螺旋形结构 天然高分子改性与应用
直 链 淀 粉
空间结构
天然高分子改性与应用
一级结构 α（1→4）葡萄糖苷键
玉米淀粉颗粒
•可溶于热水 •250~300个糖分子 •遇碘呈紫蓝色
天然高分子改性与应用
量热法和差示扫描量热分析是表征玻璃化转变的非常有效的方
法。 淀粉受热时的物理化学变化包括物化、熔融、坡确化转变、结晶、晶型
的转变、体积膨胀、分子降解等，比一般的高聚物要复杂得多，因而会 导致测试结果小—致。例如，
当小麦淀粉的含水量在13％一18．7％时，玻璃化温度(Tg)在30一 90℃的范围内；
例如．玉米直链淀粉的聚合度在200一1200之间，平均约800， 马铃薯鱼链淀粉的聚合度杯1000—6000之间，平均约3000。
天然高分子改性与应用
直链淀粉：葡萄糖分子以α（1-4） 糖苷键缩合而成的多糖链。
天然高分子改性与应用
天然高分子改性与应用
在天然淀粉中．支链淀粉约占70％一80％
表2-3 不同品种淀粉的直链淀粉含量
天然高分子改性与应用
表2-1 1999年中国淀粉生产量汇总／t
玉米淀粉 4225985.1
木薯 346762.8
薯类淀粉 马铃薯 96264.66
甘薯 33262
谷物淀粉 小麦等 6600.73
总产量 4708875.290
天然高分子改性与应用
2.1 天然淀粉的来源 2.2 淀粉的结构与性质 2.3 淀粉的化学法变性加工
大米，一般含淀粉70％-80％。 高梁籽粒的化学组成接近玉米，淀粉含量为65.9％-77.4％。
天然高分子改性与应用
➢ 3. 薯类淀粉
马铃薯、木薯、甘薯
天然高分子粉的结构与性质
➢ 1. 淀粉的化学结构与性质
图2-1 直链淀粉的结构
直链淀粉的聚合度约在100-6000之间。
成分 灰分
范围 1.1-3.9
平均值 1.42
64-78
71.5
纤维 1.8-3.5
2.66
8-14 3.1-5.7
9.91 4.78
糖
1.0-3.0
2.58
天然高分子改性与应用
天然高分子改性与应用
➢ 2. 其他谷类淀粉
小麦淀粉、大米淀粉及高粱淀粉等。 小麦是世界主要粮食作物之一，出粉率约25%，但谷朊粉 中含有72％-85％的蛋白质。
糖苷键的形式有多种
天然高分子改性与应用
支链淀粉是指在其直链部分仍是由 α-1，4-糖苷键联 接的，而在其分支位置则是由α-1，6-糖苷键联接。
图2-3 支链淀粉的结构 天然高分子改性与应用
碘的显色反应可用于鉴别直链淀粉和支链淀粉。
项目 分子形状 聚合度
表2-5 直链淀粉和支链淀粉的比较
直链淀粉 直链分子 100-6000
第二章 淀粉和淀粉深加工
淀粉是自然界植物体内存在的一种高分子化合物。在自然界中的 产量仅次于纤维素。植物以叶绿素为催化剂。通过光合作用将二氧化 碳和水合成葡萄糖。
日光 叶绿素
全世界淀粉年产量，在20世纪70年代中期为700余万吨，到80年代已发 展到1800余万吨，90年代初突破2000万吨，目前已超过3600万吨。
天然高分子改性与应用
2.1 天然淀粉的来源
天然淀粉又称原淀粉，其来源是依赖于植物体内的天然合 成。分布于根、块茎、符粒、髓、果实、叶子等。
➢ 1. 玉米淀粉
玉米的种植而积和总产量仅次于小麦和水稻而居第三位
成分 水分 淀粉 蛋白质 脂肪
表2-2 玉米的化学成分范围及平均值％(质量)
范围 7-23
平均值 16.7
结构
络合结构
高度结晶
无定型
能制成强度很高的纤维如薄膜 制成的薄膜很脆弱
天然高分子改性与应用
天然高分子改性与应用
➢ 2. 淀粉的颗粒结构及物理性状
图2-4 玉米淀粉颗粒 (光学显微镜)
天然高分子改性与应用
图2-5 玉米淀粉颗粒 (扫描电子显微镜)
玉米淀粉颗粒经过 α –淀粉酶水解后的电镜照片： (a, c, e) 扫描电镜, (b, d, f) 透射电镜。 (a) 和(b) 示出高直链淀粉被水解50％以后的显微照片； (c) 和 (d) 示出普通玉米淀粉水解程度达到15％的照片； (e) 和 (f) 示出蜡质玉米淀粉水解22％后的显微照片。 短横表示1 mm
同时推测当含水量超过20％时，淀粉的Tg将低于室温。 然而，也发现当含水量为55％时，淀粉的Tg在；o一85的范围 。
天然高分子改性与应用
➢ 3. 淀粉的胶体化学性质
淀粉的密度约为1.5g/cm3(含水分10％-20％)； 将其倒人冷水中，经搅拌可以得到乳白色、不透明 的悬浮液，停止搅拌淀粉就慢慢沉淀； 而将淀粉倒入热水中，淀粉颗粒受热膨胀，若继续 加热，淀粉颗粒高度膨胀，当加热到一定温度时。淀 粉变成具有功性的半边明凝胶或胶体溶液，习惯称为 淀粉糊，这种现象称为糊化，或称淀粉的α化，此时的 淀粉相应地称为α-淀粉。
淀粉大分子颗粒模型示意图
天然高分子改性与应用
图2-6 天然淀粉的X射线衍射图样(线的粗细表示相对强度)
结晶结构占颗粒体积的25%-50%，其余为无定形 淀粉的化学反应主要发生在无定形结构区
天然高分子改性与应用
天然高分子改性与应用
淀粉的玻璃化转变
玻璃化温度(Tg)是非品态高聚物的重要特征，它反映分子 链段开始运动的温度。一般高聚物难以形成100％的结晶，因此 总有非品区的存在，即存在对应的玻璃化转变。在高聚物发生玻 璃化转变时，许多物理性质发生急剧变化，例如比容、折射率、 形变、热容等。在只有儿度范围的转变温度区间前后，高聚物的 模量将改变3—4数量级，使材料从坚硬的固体转变成柔软的弹性 体，完全改变了材料的使用性能。
支链淀粉 支链分子 1000-3000000
尾端基
分子的一端为非还原尾端基其 分子具有一个还原尾端基和
另一端为还原端基
许多非还原尾端基
碘着色反映 吸附碘量/% 凝沉性质
络合结构 X光衍射分析 乙酰衍生物
深蓝色 19-20
红紫色 <1
溶液不稳定，凝沉性强
易溶于水，溶液稳定，凝沉 性很弱
能与酸性有机物和碘生成络合 不能与极性有机物和碘生成