第四章 药用天然高分子材料

C H 2O H
O
OH HO
HO
~O H
淀粉组成可以分为两类，直链淀粉与支链淀粉。自然淀粉中 直链，支链淀粉之比一般约为15-28%比72-85%，视植物种 类、品种、生长时期的不同而异。
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直链淀粉结构
由D-葡萄糖以a-1,4苷键连接而成的线型聚合物（聚合度 200~980），在溶液中，可取螺旋结构、部分断开结构和不 规则的卷曲结构 。
2.直链淀粉溶于热水（60-80度），支链淀粉不可溶。（可用 于分离二者）
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3.淀粉的糊化
淀粉在水中经加热后出现膨润现象，继续加热，成 为溶液状态，这种现象称为糊化，处于这种状态的淀粉 称为-淀粉。
表2-5 几种谷物淀粉粒的糊化温度
淀粉种类 大米 小麦 玉米 高粱
糊化温度范围（℃） 糊化开始温度（℃）
58~61
58
65~67.5
65
64~72
64
69~75
69
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糊化的本质： 淀粉在水中加热后，破坏了结晶胶束区的弱的氢键，水分
子开始侵入淀粉粒内部，淀粉粒开始水合和溶胀，结晶胶束 结构逐渐消失，淀粉粒破裂，直链淀粉由螺旋线形分子伸展 成直线形，从支链淀粉的网络中逸出，分散于水中； 支链 淀粉呈松散的网状结构， 此时淀粉分子被水分子包围, 呈 粘稠胶体溶液。
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4. 淀粉老化 经过糊化的淀粉在较低温度下放置后，会变得不透明甚
至凝结而沉淀，这种现象为淀粉的老化。
老化后的淀粉失去与水的亲和力，难以被淀粉酶水解， 因此不易被人体消化吸收，遇碘不变蓝色。
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淀粉老化的本质： 糊化的淀粉分子在温度降低时，又自动排列成序，
分子间经由羟基生产氢键而相互结合，形成高度致密的结晶 化的不溶性淀粉分子微晶束。如果淀粉糊的冷却速度很快， 特别是较高浓度的淀粉糊，直链淀粉分子来不及重新排列界 成束状结构，便形成凝胶体。
CH2OH O
O
HO
1
OH 4 CH2OH O
O
HO
-1,4-苷键
1
OH
4 CH2OH
O
O
HO
OH
O
h
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由于分子内氢键作用，直链淀粉的螺旋形结构
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支链淀粉（Amylopectin）：
葡萄糖通过-(1,4)糖苷键连接构成主链，支链通过 (1,6)糖苷键与主链连接，是一种非常大的、支化度很高的大 分子，分子量为107~5x108。聚合度为600~6000，50个以上 小分支，每分支平均含20~30葡萄糖残基，分支与分支之间 为11~12个葡萄糖残基。
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支链淀粉
C H 2O H
HO HO
CH2OH O
O HO
1
OH
O
1
OH
O
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4 CH2
-1,4-苷键
O HO
-1,6苷键
O
OH O
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支链淀粉构象示意图
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（三）、淀粉的性质
1.淀粉粒的比重约为1.5，不溶于冷Biblioteka Baidu,但吸湿性很强——淀 粉制造工业的理论基础
所谓水磨法，就是利用这一性质。先将原料打碎成糊 (若原 料为玉米一类籽粒粮则必须先行浸泡，然后湿磨破坏组织， 使其成糊)，除去蛋白质及其它杂质，再使淀粉在水中沉淀析 出
• 2）作为雪糕、冰棍及罐头增稠剂，增加制品结着性和 持水性。
• 3）用于稀释饼干的面筋浓度和调节面筋膨润度，解决 饼干坯收缩变形的问题。
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2.在药物制剂中的应用
稀释剂，崩解剂，填充剂，粘合剂等。 淀粉由直链与支链构成的聚集体，直链淀粉分散于支
链网孔中，支链遇水膨胀以及直链脱离促进淀粉崩解发 生。
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5. 显色反应：
直链淀粉 + I2
支链淀粉
兰色 紫红色
为什么会有这样的颜色变化?
这是因为淀粉二级结构中的 孔穴（每圈为六个葡萄糖单位） 恰好可以络合碘分子，而形成一 个有色络合物的缘故。呈色的溶 液加热时，螺旋伸展，颜色褪去， 冷却后重新显色。
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(四) 应用
1.在食品加工中的作用
• 1）用于糖果制作过程中的填充剂，也可以作为淀粉糖 浆的原料。为了防粘、便于操作，可使用少量淀粉代 替有害的滑石粉。
大米淀粉颗粒结构
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来源 淀粉含量 品种 淀粉含量
糙米 73%
豌豆 58 %
高梁 70 %
蚕豆 49 %
燕麦面 67 %
荞麦面 40 %
小麦 66 %
甘薯 19 %
大麦 60 %
马铃薯 16 %
谷子 60 %
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（二）、淀粉的结构
淀粉是由许多葡萄糖分子脱水缩聚而成的高分子化合物。
结构单元： D－吡喃型葡萄糖
• 在生产上为了防止淀粉的老化作用，采用高温糊化，同时 进行激烈搅拌，使淀粉分子充分分散，但必须严格控制加 热时间及搅拌条件，使淀粉糊液保持一定的粘度。
• 淀粉发生凝沉作用，可使食品品质下降，但有时也可利用 淀粉的凝沉作用制造各类制品，如我国粉丝的制造，就是 利用含直链淀粉高的淀粉（如绿豆、豌豆等），通过糊化、 凝沉、干燥等步骤制成。
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4) pH值 ＜7或 ＞10，因带有同种电荷，老化减慢；
5) 共聚物的影响 脂类和乳化剂可抗老化；多糖（果胶例外）、蛋白质等亲水 大分子，可与淀粉竞争水分子及干扰淀粉分子平行靠拢，从 而起到抗老化的作用；
6) 其他因素 淀粉浓度、某些无机盐对于老化也有一定的影响。
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老化作用的防止与利用
第四章 药用天然高分子材料
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天然药用高分子材料的分类
多糖类：如淀粉、纤维素、阿拉伯胶、 海藻酸、甲纱、果胶等。
蛋白质类：聚L-氨基酸、明胶、白蛋白等。 其他类
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第一节 淀粉及其衍生物 一、淀粉 （一）来源：植物的种子或块中
如:大米约80%; 小麦约70%;马铃薯h 约有20％
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薏米淀粉颗粒结构
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3.变性淀粉的应用
• (1) 氧化淀粉 –用次氯酸盐或过氧化氢等氧化剂使淀粉氧化。氧化淀粉 主要用于造纸工业的施胶剂，包装工业的纸箱胶粘剂， 纺织工业的上浆剂和食品工业的增稠剂等。
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淀粉由增溶或分散态向不溶的微晶态的不可逆转变，即 大多是直链淀粉分子的重新定位。
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影响老化的因素 1) 温度 2~4 ℃，淀粉易老化；＞60 ℃或＜-20 ℃ ，不易老化；
2) 含水量 含水量30%~60%，易老化；含水量过低或过高，均不易老化；
3) 结构 直链淀粉易老化；聚合度中等的淀粉易老化；
糊化温度：
糊化通常发生在一个狭窄的温度范围，较大的颗粒先 糊化，较小的颗粒后糊化。淀粉粒溶胀、内部结构破坏的温 度范围，称为糊化温度。
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影响糊化的因素
（1） 淀粉粒结构（分子间缔合程度，支直链比例，颗粒大 小）。
（2） 温度高低。 （3） 共存的其它组分 ：糖、脂类、盐会不利糊化。 （4） PH值。 （5） 淀粉酶。