淀粉生产

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(三)淀粉粒的晶体结构
部分淀粉颗粒偏光十字显微镜图谱
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天然淀粉的X射线衍射图
淀粉粒的结晶度
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各种淀粉的可能晶型
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淀粉颗粒结构示意图
a:淀粉颗粒的生长环示意图，由交替的无定形层和半结晶层构成； b：生长环中半结晶层的放大图，半结晶层由无定形层和结晶层交替组成 21 c：生长环中半结晶层中的支链淀粉簇状结构。
α-淀粉酶对小麦淀粉的酶解方式。 左图为小麦淀粉赤道沟附近形成的孔。 右图为α-淀粉酶对小麦淀粉颗粒 水解剖面图，可见在脐点处易受酶的攻击。
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扫描电镜下观察到的芽孢杆菌细小a-淀粉酶侵蚀后的马铃薯淀粉颗粒。 A：锥状的孔洞和带有小坑的表面；B：颗粒中心被深度腐蚀，表面相对未被 16 腐蚀。
左图：小麦淀粉颗粒在发芽其间所观察到的受到侵蚀后的图像。 右图：被黑麦a-淀粉酶攻击后的黑麦淀粉颗粒图像。
pH3.9~4.1
5. 浸泡工艺的改进：
①浸泡试剂：以亚硫酸氢盐和亚硫酸钠代替亚硫酸； ②浸泡工艺：第一是两级浸泡法；第二是加乳酸菌法； 第三采用高压浸泡工艺。
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(三)玉米的破碎
破碎的目的：使胚芽与胚乳分开，并释放出一定数量的淀粉。玉米
破碎是在打击式破碎机或破碎磨中进行的。
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粗破碎就是利用齿磨将浸泡的玉米破成要 求大小的碎粒。一般经过两次粗破碎，第一次 破碎可将玉米破成4~6瓣，经第一次胚芽分离 后，再进一步破碎成8~12瓣，将其中的胚芽再 次分离。 进入破碎机的物料，固液相之比为1∶3， 以保证破碎要求，如果含液相过多，通过破碎 机速度快，达不到破碎效果。如果固相过多， 会因稠度过大，而导致过度破碎，使胚芽受到 破坏。
1.对一些极性有机化合物的吸附： 2.对碘的吸附：
直链淀粉与碘所形成的络合物的结构
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淀粉结合碘的标准曲线（20℃）
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(四)淀粉的化学性质 1.水解作用
2.氧化作用
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3.成酯作用
4.烷基化作用
5.醚化、离子化、交联、接枝共聚等
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五、淀粉及其制品的用途
(一)食品工业：食品或食品工业的原料
木薯淀粉
玉米淀粉
糯玉米淀粉
小麦淀粉
芭蕉芋淀粉
常见植物淀粉粒的大小
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(二)淀粉粒的轮纹（striations）结构
单复粒轮纹示意图 1.单粒 2半复粒 3 复粒 4 假复粒
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●淀粉的形成过程
淀粉粒的形成，最初是由未知化学 成分的物质无章地聚集开始，而后 形成极微量的不溶性多糖的沉积， 它也成了淀粉进一步沉积的核心。 此核心就是淀粉颗粒的中心，称之 为脐点（Hilm），围绕这一中心颗 粒进一步长大，初期近似球形，长 大后形状逐渐变化。
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第一次破碎的工艺参数
• 二次分离胚芽，可提高胚芽的收率， 降低胚芽的破碎率，改善胚芽质量。 • 给料罐内的浸后玉米进入头道磨 (粗 磨)，粗磨为齿盘磨，软化的玉米经粗 磨破碎后被破成5~6瓣，含整粒玉米量 不超过1%，释放出75%~85%的胚芽和 20%~25%的淀粉。
第二次破碎的工艺参数
• 二道磨的作用主要是对头道磨的物料 进一步破碎，彻底地释放出与胚乳粒 相连接的胚芽。 • 要把物料成10~12瓣，经过破碎之后， 在原基础上要另外游离出5%~10%的淀 粉，浆料中不应含有整粒玉米，联结 的胚芽不应超过0.3%
化作用。这种淀粉叫“凝沉淀粉”或“老化淀粉”。
直链淀粉凝沉作用机制（Schoch 1969）
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（3）影响淀粉凝沉的因素： ①分子构造的影响： ②分子大小的影响：
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③直链淀粉分子与支链淀粉分子比例的影响： ④溶液浓度的影响：
⑤溶液pH值及无机盐类的影响：
⑥冷却速度的影响：
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(三)淀粉的吸附性质
(四)胚芽的分离
1.胚芽的分离
胚芽分离的设备是旋液分 离器，在分离阶段，进入 旋液分离器的浆料中淀粉 乳浓度很重要，第一次分 离应保持11%~13%，第二 次分离应保持13%~15%。 胚 芽 泵 压 力 0.45~0.55 MPa ， 第一次分出 75~85% 的胚芽。顶流（胚芽）去 洗涤系统，底流进入二道 凸齿磨。
ห้องสมุดไป่ตู้
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§淀粉颗粒膨胀和糊化
（40℃）
淀粉在冷水中是以不溶性悬浮颗粒 （60℃） （淀粉乳）形态存在。 当水被加热到某个温度（糊化温度） 时，水分子进入到淀粉颗粒中，颗 粒迅速膨胀并伴随粘度增加，形成 淀粉糊。此过程称之为淀粉的糊化。
§糊化过程淀粉颗粒的变化
淀粉糊化过程中， 淀粉颗粒由小变 大。
当膨胀达到极限 时，随温度的升 高和搅拌力的作 用，颗粒开始破 碎，伴随粘度下 降。
第三章 淀粉提取工艺
第一节
第二节 第三节 第四节 第五节
淀粉的结构与性质
玉米淀粉提取工艺 薯类淀粉提取工艺 小麦淀粉提取工艺 豆类淀粉提取工艺
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第一节 淀粉的结构与性质
一、植物淀粉原料的种类
(一)薯类淀粉原料： 主要有马铃薯、甘薯、木薯等。
(二)谷物淀粉原料：有玉米、稻米、小麦、谷子、高粱、大麦、 青稞等。 (三)豆类淀粉原料： 主要有绿豆、豌豆和蚕豆等。
两次破碎、两次分离胚芽，并进一步清净胚芽的流程
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(五)浆料的细磨与纤维分离 1.浆料的细磨
。
经过破碎和分离胚芽之后，由淀粉粒、 麸质、皮层和含有大量淀粉的胚乳碎粒等组 成破碎浆料。在浆料中大部分淀粉与蛋白质、 纤维等仍是结合状态，要经过离心式冲击磨 进行精细磨碎。 这步操作的主要工艺任务是最大限度地 释放出与蛋白质和纤维素相结合的淀粉，为 以后这些组分的分离创造良好的条件。
(四)其它淀粉原料：
如藕、百合、山药、葛根、芭蕉芋、魔芋等。
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二、淀粉的分子结构
（C6H10O5）n
淀粉是组成单元为葡萄糖的共价化合物
Amylose
Amylopectin
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主要植物淀粉中直链淀粉及支链淀粉含量
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(一)直链淀粉
直链淀粉的螺旋型结构
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(二)支链淀粉
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支链淀粉分子的模式结构图
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直链淀粉和支链淀粉的比较
从玉米粒向浸泡液转移的主要化 学成分依次是无机盐类 (灰分)、 可溶性碳水化合物和可溶性蛋白质 玉米中的淀粉、脂肪、纤维素、 戊聚糖的数量大致上没有改变。
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4.浸泡的工艺条件：
①亚硫酸浓度：0.20-0.3% ②浸泡时间：48-50h ③浸泡温度：48-50℃（较好质量玉米）；
50-55℃（病变的、腐烂的或过于干燥的玉米）。
⑥极性高分子有机化合物的影响： ⑦脂类的影响：
⑧化学变性的影响：
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不同淀粉糊丝长短
马铃薯淀粉
木薯淀粉
玉米淀粉
糯玉米淀粉
小麦淀粉
芭蕉芋淀粉
(二)淀粉的凝沉作用（Retrogradation） 1.淀粉凝沉作用的概念
淀粉的稀溶液或淀粉糊，在低温下静置一定时间后，溶液变混浊，溶解
度降低，而沉淀析出。如果淀粉溶液浓度比较大，则沉淀物可以形成硬块而 不再溶解，也不易被酶作用，这种现象称为淀粉的凝沉作用，也叫淀粉的老
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三、淀粉粒的结构 (一)淀粉粒形态和大小
淀粉分子在谷物中是以白色固体淀粉粒（starch granule）的形式存 在的，不同谷物会形成不同结构及性质的淀粉粒。
稻米
稻米
小麦
大麦 各种谷物淀粉粒的结构
玉米
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A-d：土豆
7：燕麦淀粉粒 8：粟 9：小麦 10：玉米淀粉粒
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不同淀粉颗粒形态
马铃薯淀粉
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• 曲筛又叫弧形筛，是一种筛面在 纵向呈弧形的固定筛。曲筛筛面 由不锈钢楔形条拼制而成，筛孔 为长形窄缝。
根据筛面对应中心角的度数分为50°、72°、 120°、180°、240°、300°。 根据进料方式又分重力式和压力式，胚芽的 筛分和洗涤都采用重力曲筛。
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重力曲筛的工作过程 进料靠物料本身的重力，利用一种抛 物线型的进料溢流挡板，使物料沿曲 筛筛面运动时产生离心作用，在正常 力的作用下微小淀粉颗粒穿过筛缝排 下而成为淀粉乳。而较大的粗杂物被 浮在筛面上，在切线力作用下沿筛面 滑下，进入卸料口后从筛子卸出，淀 粉乳则集中在接受器里，然后经管道 排出。
四、淀粉的物理化学性质 (一)淀粉的润胀与糊化 1.淀粉的润胀（swelling） 润胀淀粉粒的大小
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2.淀粉的糊化（gelatinization）
若把淀粉的悬浮液加热，到达一定温度时(一般在55℃以上)。
淀粉粒突然膨胀，因膨胀后的体积达到原来体积的数百倍之大， 所以悬浮液就变成粘稠的胶体溶液。这种现象称为淀粉的糊化。
大多数的淀粉达 到膨胀极限时， 就构成了淀粉糊 的峰值粘度。
（1）淀粉糊化的三个阶段： ①可逆吸水阶段： ②不可逆吸水阶段： ③淀粉粒最后解体： （2）淀粉糊化后淀粉糊粘度的变化：
几种天然淀粉的 Brabender糊化粘度曲线
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§Brabender粘度曲线
峰值粘度 崩解值
峰值温度
糊化温度
凝沉值
胚芽洗涤曲筛的工作过程 • 胚芽洗涤时，物料经进料口沿弧形筛 的表面往下流，在弧形筛表面运动的 物料受离心力和重力的作用，曲筛滤 去物料中的液体浆料，而在切线力作 用下，筛上的胚芽则沿筛面向下移动， 从而把胚芽与其上附着的游离淀粉分 开。
玉米破碎、胚芽分离的工艺流程
一般采用二次破碎，二次分离胚芽的 方法。二次破碎的作用在于彻底地释 放出胚芽。 第一次为粗磨，第二次为细磨。
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2.玉米浸泡前后干物质的变化
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3.玉米浸泡的方法：静止浸泡法和逆流扩散浸泡法。
年产3万t玉米淀粉厂：14个浸泡罐,单独配置输液泵和加热 器,10个逆浸,4个单罐，每罐100m3,高径比2:1，装500t玉米。