淀粉及其衍生物共55页
第八讲 淀粉及其衍生物
本章内容
• 第一节
• 第二节 • 第三节 • 第四节 • 第五节
淀粉及其衍生物
纤维素 纤维素衍生物 药用纤维素衍生物各论 其他天然药用高分子材料
第一节 淀粉及其衍生物
• 淀粉
• 糊精和麦芽糖糊精
• 预胶化淀粉
• 羧甲淀粉钠
• 羟丙淀粉
本节要求
• 掌握淀粉、糊精、预胶化淀粉的性质及其
粉75%以上，马铃薯、甘薯和许多豆类中淀粉含量也
很多。
如:大米约80%；小麦约70%；马铃薯约20％
薏米淀粉颗粒结构
大米淀粉颗粒结构
来源 糙米
淀粉含量 品种 73% 豌豆
淀粉含量 58 %
高梁
70 %
蚕豆
49 %
燕麦面 67 % 小麦 66 %
荞麦面 40 % 甘薯 19 %
大麦
谷子
60 %
60 %
淀粉的生产主要是物理过程，其工艺过程 有以下几部分: (1)原料预处理：将玉米筛选，风力除尘，水 洗，磁力吸铁，除去机械性杂质。 (2)浸泡：用0.25%-0.30%的亚硫酸，于4850℃将玉米浸泡2天以上，使玉米软化并除去 可溶性杂质。 (3)粗破碎：将脱胚机使玉米破碎成10-12瓣， 但不能损坏胚芽，用分离器分离去胚芽。 (4)细研磨：将玉蜀黍稀浆用锤式粉碎机及金 刚砂磨进行细研磨，用曲筛、转筒等设备过筛， 得粗淀粉乳。 (5)分离、脱水、干燥：将粗淀粉乳经细斜槽 和真空吸滤器分离去蛋白质，于低压低温干燥 1-1.5h，经粉碎过筛可得水分在13%的淀粉。
末状，这主要是淀粉中的葡萄糖单元存在的众多
醇羟基与水分子相互作用形成氢键的缘故。
③氢键
不同淀粉的含水量存在差异，这是由于淀粉 分之中羟基自行缔合及与水缔合程度不同所致， 例如：玉米淀粉分子中的羟基比马铃薯淀粉
淀粉及其衍生物
淀粉及其衍生物说起淀粉，大伙儿肯定不陌生，这不就是咱们厨房里常打交道的“老熟人”嘛！煮饭、炒菜、做糕点，哪儿都离不开它。
但要是说到淀粉的衍生物，可能有些人就要挠头了，心里嘀咕：“这是啥新鲜玩意儿？”别急，今儿咱们就来聊聊这位淀粉家族的“亲戚团”，保证让你一听就懂，还能品出几分生活里的甜酸苦辣来。
首先，咱们得给淀粉来个“亲民版”自我介绍。
淀粉，说白了，就是植物界里的能量小金库，藏在土豆、玉米、大米这些咱们天天见的食材里。
它白白胖胖的，一遇水就变身，能糊能黏，是厨房里不可或缺的多面手。
而淀粉的衍生物呢，就像是淀粉这个大家长带出来的一群“小能手”，各有各的本事，各有各的妙用。
比如说，咱们常见的那个“勾芡神器”——变性淀粉，它就是淀粉家族里的小机灵鬼。
为啥叫“变性”？可不是说它脾气古怪，而是因为它经过一番“变身”之后，性能大变样，能在做菜时轻松搞定那滑嫩的口感，让菜肴看起来更诱人，吃起来更顺口。
这就像是把普通的面粉变成了能拉丝的拉面，手艺了得吧！再来说说那个能“吸水膨胀”的淀粉醚，它是家里防潮的小能手。
你有没有遇到过这样的烦恼：一到梅雨季节，家里到处湿漉漉的，衣服、被子都潮乎乎的。
这时候，淀粉醚就派上用场了。
它像海绵一样，能吸走空气中的水分，让家里保持干爽。
这感觉，就像是给家穿上了一件防水透气的雨衣，既舒服又安心。
还有啊，那些五颜六色的糖果、果冻，里面也藏着淀粉衍生物的身影。
它们就像是魔术师，把淀粉变成了五彩斑斓的甜蜜世界。
小孩子看到这些漂亮的糖果，眼睛都会发光，心里头那个甜啊，比吃了蜜还甜。
而这些糖果之所以能变得这么诱人，全靠了淀粉衍生物这位幕后英雄。
当然啦，淀粉衍生物的应用远不止这些。
在医药、化妆品、纺织等各行各业里，它们都能大显身手。
就像咱们常说的那句话：“三百六十行，行行出状元。
”淀粉衍生物就是这些行业里的“状元郎”，用自己的独特本领为社会贡献着一份力量。
说到这里，你是不是对淀粉衍生物有了更深的了解了呢？它们虽然听起来有点高大上，但其实都是咱们日常生活中的好帮手。
淀粉及淀粉衍生物在化工生产中的重要性
淀粉及淀粉衍生物在化工生产中的重摘要：本文介绍了淀粉及其淀粉衍生物目前的应用、发展。
随着能源消耗量逐渐的增大，原料不断地减少，淀粉化工行业不断地发展现在已淀粉衍生物成为一种良好的原料关键词：淀粉；淀粉衍生物；淀粉化工。
引言：淀粉是葡萄糖的高聚体，在餐饮业又称芡粉，通式是(C6H10O5)n，水解到二糖阶段为麦芽糖，化学式是（C12H22O11），完全水解后得到葡萄糖，化学式是（C6H12O6 ）。
淀粉有直链淀粉和支链淀粉两类。
淀粉是植物体中贮存的养分，贮存在种子和块茎中，各类植物中的淀粉含量都较高。
淀粉是一种多糖。
制造淀粉是植物贮存能量的一种方式。
分子式(C6H10O5)n。
淀粉可分为直链淀粉（糖淀粉）和支链淀粉（胶淀粉）。
前者为无分支的螺旋结构；后者以24~30个葡萄糖残基以α-1,4-糖苷键首尾相连而成，在支链处为α-1,6-糖苷键。
直链淀粉遇碘呈蓝色，支链淀粉遇碘呈紫红色。
这并非是淀粉与碘发生了化学反应(reaction)，而是产生相互作用(interaction)，而是淀粉螺旋中央空穴恰能容下碘分子，通过范德华力，两者形成一种蓝黑色错合物。
实验证明，单独的碘分子不能使淀粉变蓝，实际上使淀粉变蓝的是碘分子离子(I3)。
淀粉可以看作是葡萄糖的高聚体。
淀粉除食用外，工业上用于制糊精、麦芽糖、葡萄糖、酒精灯，也用于调制印花浆、纺织品的上浆、纸张的上胶、药物片剂的压制等。
可由玉米、甘薯、野生橡子和葛根等含淀粉的物质中提取而得。
淀粉有直链淀粉和支链淀粉两类。
直链淀粉含几百个葡萄糖单元，支链淀粉含几千个葡萄糖单元。
在天然淀粉中直链的占20%～26%，它是可溶性的，其余的则为支链淀粉。
当用碘溶液进行检测时，直链淀粉液呈显蓝色，而支链淀粉与碘接触时则变为红棕色。
（原因是：具有长螺旋段的直链淀粉可与长链的聚I3 －形成复合物并产生蓝色。
直链淀粉－碘复合物含有19%的碘。
支链淀粉与碘复合生成微红－紫红色，这是因为支链淀粉的支链对于形成长链的聚I 3 －而言是太短了。
淀粉及其衍生物的流变特性研究
淀粉及其衍生物的流变特性研究作者：罗晓锋来源：《管理观察》2009年第10期摘要：以玉米淀粉为材料，制取了苯乙烯-玉米淀粉树脂、玉米氧化淀粉、玉米交联淀粉-醋酸乙烯树脂三种淀粉衍生物, 对比测定了该三种淀粉衍生物的黏度参数，并研究其流变特性。
结果表明淀粉通过复合变性后, 粘度热稳定性增强，相同剪切速率下，玉米交联淀粉-醋酸乙烯树脂的切应力最大。
都具有剪切稀化现象，且原玉米淀粉的凝胶强度大于变性淀粉的凝胶强度。
关键词：玉米淀粉变性淀粉流变特性黏度剪切速率天然淀粉的可利用性取决于淀粉颗粒的结构和淀粉中直链淀粉和支链淀粉的含量。
不同种类的淀粉其分子结构和直链淀粉、支链淀粉的含量都不相同，因此不同来源的淀粉原料具有不同的可利用性[1 2]。
天然淀粉在现代工业中的应用，特别是在广泛采用新工艺、新技术、新设备的情况下应用是有限的 [3]。
为了探讨变性淀粉在不同浓度，不同温度下的特性，本研究利用NDJ-79型旋转式黏度计对玉米淀粉及其三种衍生物进行了流变性测定，分析了在不同浓度，不同温度下，淀粉及其衍生物的流变特性的变化规律，为进一步提高玉米淀粉的品质提供了依据[4]。
1.材料与方法1.1 原料与仪器原料：玉米淀粉：甘肃昆仑生化有限责任公司；苯乙烯-玉米淀粉树脂、玉米氧化淀粉、玉米交联淀粉-醋酸乙烯树脂：试验室自制。
仪器：旋转黏度计：NDJ - 79 型,上海森地科学仪器设备有限公司；GKC型数显控温水浴锅：同济大学机电厂生产；JJ-5测速电动搅拌器：上海司乐仪器厂生产。
1.2 试验方法1.2.1 苯乙烯-玉米淀粉树脂的制备取20g淀粉，加入150ml水，用盐酸调节PH至3，水浴加热升温至70℃，糊化半小时至透明，加入10%过硫酸铵8ml，滴加苯乙烯10ml，升温至80～82℃，1小时滴完，取树脂提取后分析其结构。
1.2.2 玉米氧化淀粉的制备取30g玉米淀粉，加入50ml水打浆均匀，加0.01%的CuSO4·5H2O溶液3ml，加入10% H2O23ml，搅拌均匀，搅拌升温至55℃，保温半小时，过滤烘干，研细。
淀粉及其衍生物
在过量水存在时,淀粉溶化温度一般为 60~80℃,此时,淀粉晶相区消失,淀粉链在水作 用下,支链淀粉不断伸展,分子链越来越松弛, 分子链间空间越来越大,直链淀粉的螺旋结构 变成了线性结构,脱离了原来的支链淀粉网状 结构.这样,支链淀粉以溶胀颗粒的形式存在, 而分散于水中,此时可将直链淀粉和支链淀粉 分离.分离后的支链淀粉在水中继续加热可形 成稳定的黏稠胶体溶液,冷却后也不变化，经 脱水、干燥、粉碎等加工，仍易溶于水，冷却 后变成胶体。而直链淀粉经过同样的处理后， 在热水中不溶，加热至140~150℃后再缓慢冷 却，则先变成凝胶状，然后又慢慢结晶。
此外,按照加工和制备方法,将天然高分子 经过化学改性得到的高分子材料称为天然高分 子衍生物,或称为半合成高分子,如羧甲基淀粉、 淀粉硫酸酯, 羧甲基纤维素、邻苯二甲酸醋酸 纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素、羟丙基纤 维素、丁酸醋酸纤维素、琥珀酸醋酸纤维素等; 将生物发酵或酶催化合成的生物高分子也归为 天然高分子类,如黄原胶、右旋糖酐以及聚谷 氨酸等。
中国已就淀粉微球、淀粉纳米粒以及淀粉
微凝胶进行了制备与应用基础研究。
近30余年来,国外药物制剂工业非常 重视天然药用高分子及其衍生物的研究、 开发和应用,涌现出大量的新型辅料,为制 剂质量的改进和新型给药系统的创制提 供了丰富的物质条件。国内开展这方面 的工作尚处于初始阶段,远远不能满足我 国制剂生产和医疗事业发展的形势需要。
Hale Waihona Puke e. 淀粉的回生(老化、凝沉)
f.
淀粉糊或淀粉稀溶液在低温静置一定
一、淀粉及其衍生物
(一)淀粉
1.淀粉的结构与性质
(l)结构 淀粉是以颗粒状存在于植物中， 颗粒内除含有80%~90%的支链淀粉 (amylopectin)外,还含有10%~20%的直链 淀粉(amylose)。支链淀粉称糖淀粉,直链 淀粉又称胶淀粉。二者的结构单元均为 D-吡喃型葡萄糖基。直链淀粉是葡萄糖 基之间以α-1,4-苷键连接的线性多聚物,平 均聚合度为800~3000,相对分子质量 128000~480000。
淀粉衍生物的性质及其应用
１ 概 述
解 速 度很快 ，主要是 因为其 多孔 的结构 ， 能够 快速 的在溶 液 中溶胀 ，形成 糊液 。欲 糊化 淀粉 主要用 于制作 软布 丁 、 肉汁 、 馅、 酱 、调味 剂以及 果汁 软糖 等食 品。还 可用
淀 粉 是 绿 色 植 物 经 光合 作 用 得 到 的 有 机产物 ，广 泛地应 用于人 类生 产活动 的 各 个领 域 ，但 由于 自身 的缺陷 ，其发 展在 当今社 会受 到一定 的限制 。所 以 ，改性 淀 粉 成为 了人类研 究 的新方 向 ，改 性淀粉 以 其 毒性低 、易 生物 降解等 特点受 到人们 的 青睐。 ２ 淀 粉 的结 构 和特点 淀 粉 是 一 种 高 聚 糖 的 均 质 物 质 ，分 子 式为 （ ｃ Ｈ ， 。 Ｏ ）ｎ ，聚 合 度 ｒ ｌ 一 般 在 ８ ０ ０ — ３ ０ ０ ０ 之 间。 一 般 由 两种 多糖 聚合 物 组 成 ，其 结构 有直链 和支链 淀粉 两种 。直 链 淀粉 是一种 线 型聚合物 ，卷 曲成螺 旋形 状 态 ，链 上 只有一个 还原 性端 和非还 原性 端 ，不 同植物 的淀 粉 中，直链淀 粉 的平均 聚合度 不 同 ；支链 淀粉 由线型 直链淀 粉短 链 组成 ，具有 间 隔性 的分 支链 ，支链 淀粉 以其特 性能够 降低 聚合物 的流 动性 。相 比 于直链 淀粉 ，支链 淀粉溶 液难 以形成 坚韧 的薄膜 。经研 究表 明 ，淀 粉颗粒 中存 在结 晶 区和无定形 区，只有破 坏其 结 晶区才能 实现 淀粉改性 。 ３淀粉衍 生物 的性 质及应用 ３ ． １ 淀粉 衍生物 以 淀粉 为原 料 ，经 物 理 、化 学 加 工 或生 物技术 加工 ，在淀粉 的固有特性 基础 上 ，改善其加 工操 作性 能 ，扩 大淀粉 的应 用范 围 ；或 者是 通过分解 ，复合产 生的新 产品 ，都成 为淀粉 衍生物 。淀 粉 的改性方 法通 常有化 学 、物理 和酶改性 三种 。 ３ ． ２ 化 学改性 淀粉
第八讲 淀粉及其衍生物
②膨胀
淀粉在60-80℃热水中，能发生膨胀，直链 淀粉分子从淀粉粒中向水中扩散，形成胶体溶 液，而支链淀粉则仍以淀粉粒残余的形式保留 在水中，二者可离心分离。
• 淀粉粒:支链淀粉构成有序立体网络，中间 为直链淀粉占据
• 在热水中，处于无序状态的螺旋结构的直 链淀粉分子，伸展成线形，脱离网络，分 散于水中
• 淀粉酯（与纤维素衍生物的结构类似） –乙酸酯、高级脂肪酸酯、磷酸酯、黄原酸酯、硫 酸酯、硝酸酯等。
• 淀粉醚（与纤维素衍生物的结构类似） –羟丙基淀粉和羧甲基淀粉等。
二、糊精和麦芽糖糊精 (一)糊精
1.来源与制法
淀粉易水解，与水加热即可引起分子的裂解； 与无机酸共热时，可彻底水解为糊精或葡萄糖。淀 粉水解是大分子逐步降解为小分子的过程，这个过 程的中间产物总称为糊精，糊精分子有大小之分， 根据它们遇碘-碘化钾溶液产生的颜色不同，分为 蓝糊精、红糊精和无色糊精等，其分子量由 4.5×103-8.5×104不等。
如:大米约80%；小麦约70%；马铃薯约20％
薏米淀粉颗粒结构
大米淀粉颗粒结构
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 %
药用淀粉多以玉米淀粉为主，中国是玉 米生产大国，年产量650万吨以上，我国药用 淀粉年产量在万吨以上，尤其是近年来，在 引进国外先进设备的基础上，大大提高了麸 质分离和精制工序的效率，使淀粉质量有进 一步提高。
第四章 药用天然高分子材料
• 第一节 • 第二节 • 第三节 • 第四节 • 第五节
医学专题药用高分子材料第四章全解
③老化
• 老化：淀粉凝胶经长期放置，会变成不透明甚至 发生沉淀现象，称为～。
④变色
• 淀粉水溶液＋I2 变蓝 加热颜色褪去 冷却重新显色（深蓝色或紫红色）
4、应用 • 淀粉在药物制剂中主要用作片剂的稀释剂、崩解
剂、粘合剂、助流剂等。
第二节 纤维素
纤维素分子为长链线型高分子化合物，没 有分支。它是由结构单元D－吡喃环形葡萄糖 以β－1，4苷键构成。
于分子内氢键作用，链卷曲成螺旋形，每个螺旋 圈大约有6个葡萄糖单元。
②支链淀粉（占75％～85％）：由D－吡喃环形葡 萄糖聚合而成的分支状淀粉。直链部分为α－1,4 苷键，分支处为α－1,6苷键，分子的形状如高梁 穗。
CH2OH
CH2OH
CH2OH
CH2OH
O OH
O OH
O OH
O OH
OH
O
OH
行醚化而得。
2、性质 ①溶解性 • MC溶于冷水而不溶于热水，取代度为2时最易溶。 ②胶化温度 • 胶化温度与取代度成反比，与电解质含量成反比。 ③粘度 • 粘度取决于聚合物、温度。 ④溶胶 凝胶 3、应用 • 通便药、片剂的粘合剂、片剂包衣、助悬剂、增稠
剂、乳化剂等。
二、羟丙甲纤维素（HPMC）
O OH
O
OH
n
OH OH
3、性质 ①溶解性 • 淀粉不溶于水，与水亲水性差而分散于水。直链
淀粉分子从淀粉粒中向水中扩散，形成胶体溶液， 而支链淀粉则仍以淀粉粒残余的形式保留在水中。 淀粉在水中溶解视浓度不同，可分别形成糊、凝胶 或溶胶。
②水解 淀粉在酶或稀酸作用下，逐步水解成一系列产物： 淀粉 各种糊精 麦芽糖 葡萄糖
淀粉及其衍生物
淀粉及其衍生物
作为药用辅料,天然药用高分子及其衍生物 不仅用于传统的药物剂型中,而且可用于缓释制 剂(CRP、CRDDS)、纳米药物制剂、靶向给药 系统(TDS)和透皮治疗系统TTS)等新型现代剂 型和给(输)药系统。
淀粉及其衍生物
在过量水存在时,淀粉溶化温度一般为 60~80℃,此时,淀粉晶相区消失,淀粉链在水作 用下,支链淀粉不断伸展,分子链越来越松弛, 分子链间空间越来越大,直链淀粉的螺旋结构 变成了线性结构,脱离了原来的支链淀粉网状 结构.这样,支链淀粉以溶胀颗粒的形式存在, 而分散于水中,此时可将直链淀粉和支链淀粉 分离.分离后的支链淀粉在水中继续加热可形 成稳定的黏稠胶体溶液,冷却后也不变化，经 脱水、干燥、粉碎等加工，仍易溶于水，冷却 后变成胶体。而直链淀粉经过同样的处理后， 在热水中不溶，加热至140~150℃后再缓慢冷 却，则先变成凝胶状，然后又慢慢结晶。
以药用淀粉纳米载体为例,淀粉具有其他人 工合成材料所不具备的许多优点,如有良好的生 物相容性;可生物降解,降解速率可调节;无毒、 无免疫原性;材料来源广,成本低;与药物之间无 相互影响。淀粉在水中可膨胀而具有凝胶的特 性,这也有利于其应用于人体。
中国已就淀粉微球、淀粉纳米粒以及淀粉 微凝胶进行了制备与应用基础研究。
淀粉及其衍生物
例如,淀粉的改性产物羧甲基淀粉、 淀粉磷酸酯等; 纤维素的改性产物微晶 纤维素、羧甲基纤维素、邻苯二甲酸醋 酸纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素、 羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、丁 酸醋酸纤维素、琥珀酸醋酸纤维素等。
淀粉及其衍生物
二、天然药用高分子材料的分类 天然药用高分子材料按照其化学组成和结
淀粉及其衍生物的疏水化改性研究进展
２．１原淀粉的疏水化改性及性能研究 苄基淀粉醚早在１９２２年就有合成的报道，通常以
苄基氯为原料，在碱存在下向淀粉中引入苄基¨以１１】。 苄基化使淀粉具有疏水性质，降低了淀粉的水溶性、黏 度以及透明度。低取代度的苄基淀粉黏度及凝胶化温 度均较原淀粉有所降低。随着取代度的增大，水溶性 大大降低，几乎没有黏度，但同时醇溶性增加。取代度 超过０．１时苄基的疏水性显著，由于具有疏水性质，苄 基淀粉能与含油物质形成水性乳液。苄基基团能降低 衍生物的水溶解度，较高取代度的苄基淀粉醚可溶于 丙酮、乙醇以及芳香烃中。
１疏水化方法
目前淀粉疏水化改性的主要方法有物理改性法和 化学反应改性法，化学改性法包括酯化、醚化、接枝¨１ 等方法。用化学法疏水化改性常用的疏水化试剂为含 有较高反应活性基团的长链烷烃或芳烃，如环氧化合 物、卤化烃、脂肪族酰氯、异氰酸酯、胺类化合物、烯烃、 对甲基苯磺酸、脂肪酸酐类等，一般都含有Ｃ。一Ｃ篮的 烷基或者芳香基团。
用卤代烷烃做疏水化试剂也可以得到较好的疏水 改性产品。长链溴代烷烃与一定取代度的羧甲基淀粉 作用可制备部分疏水化的羧甲基淀粉瞳’１引，产品具有 一定的表面活性和稳定性，并具有一定的乳化性能。 使季铵盐阳离子淀粉分别与氯代正丁烷、氯代正戊烷 和氯代正辛烷作用一］，可得到不同的疏水改性产品。
也可以通过酯化向羧甲基淀粉分子中引入烷基长 碳链。文献［１９］报道直接在碱性水溶液中以烷基酰 卤化合物为反应试剂，进行低温酯化合成羧甲基淀粉 酯，碱性水溶液中羧基以阴离子的形式存在，从而不会 干扰淀粉羟基的酯化，反应式如下：
淀粉和具有ａ环氧基的环氧烷烃作用¨２’１３１，或者 与长碳链碘代烷烃醚化¨４｜，可得到含有长链烷基的疏
收稿日期：２００８－０１—２ｌ