马铃薯淀粉基础知识

马铃薯淀粉基础知识

一、马铃薯组分

㈠马铃薯块茎的形态结构

按球基体积百分比计算，外皮层约占8.5%,内皮层和维管束环占38.29%,外髓约占37.26%,内髓约占15.95%。

1-顶端 2-芽眉 3-芽眼 4-皮孔 5-基部 6-周皮 7-皮层

8-维管束环 9-髓部 10-环髓区

㈡马铃薯营养成份表（500克马铃薯）

1．碳水化合物

（1）淀粉

淀粉是马铃薯中主要的碳水化合物，约占薯重的10～26％。

（2）糖

马铃薯中的糖主要为葡萄糖、果糖和蔗糖，还含有糖的磷酸酯等衍生物，含量为干重的0-10%。

（3）其它碳水化合物

非淀粉多糖占马铃薯块茎的0.2%～3.0％，主要为纤维素、果胶、半纤维素、木质素等。

2．蛋白质类物质：酶、蛋白质

3．有机酸

马铃薯块茎细胞的胞液里含有多种有机酸，包括柠檬酸、异柠檬酸、苹果酸、草酸等。

4．矿物质

马铃薯块茎中的矿物质约占干物质重量的2.12%～7.48%,平均为4.36%.其中以钾为最多,约占矿物质总量的2/3;磷次之, 约占矿物质总量的1/10。5．抗营养因子和毒素

A．糖苷生物碱：α-茄碱和α-卡茄碱的混合物，又名龙葵素、龙葵苷。

B．蛋白酶抑制剂

6．酚类化合物

马铃薯中的酚类物质主要是绿原酸。酚类化合物与作物的抗病能力具有相关性。

二、马铃薯淀粉基础理论知识

淀粉是碳水化合物的一种，是由葡萄糖经缩合、脱水而组成的多糖，

分子式为（C

6H

10

O

5

）n ，它以颗粒状态广泛存在于许多植物的籽粒、块

茎、根中。

㈠淀粉颗粒的形态及大小

在显微镜下观察，淀粉颗粒是透明的，具有一定大小和形状，不同植物的淀粉颗粒其形状、大小也有所不同。一般含水分高、蛋白质低的淀粉颗粒较大，形状较整齐；颗粒小的一般形状不规则。马铃薯淀粉颗粒多呈椭圆形和圆形，其粒径范围为15—100μm。

马铃薯淀粉颗粒具有轮纹，在2500倍电镜下观察，轮纹呈蚌壳形。

㈡淀粉颗粒的偏光十字特性

在偏光显微镜下观察，淀粉颗粒具有黑色十字，称作偏光十字，将颗粒分为四个区域，十字的位置和形状都有差别。马铃薯淀粉十字位置偏心而且非常明显。

㈢淀粉的化学结构：不同来源的淀粉在化学组成上存在差别，其化学结构有两种：直链淀粉和支链淀粉。直链淀粉为链状连接葡萄糖分子组成，为α—1.4键连接，平均含200—980个葡萄糖基，其分子量相当于3200—160000；支链淀粉除α—1.4键连接外，尚有α—1.6侧键连接，平均含600—6000个葡萄糖基。马铃薯淀粉中，直链淀粉约占20%左右，支链淀粉约占80%左右。

1、直链淀粉结构图：

2、支链淀粉结构图：

㈣淀粉的物理性质

1.淀粉的水分

马铃薯淀粉颗粒含水约20%，这叫平衡水分。淀粉颗粒的平衡水分随空气的湿度和温度而定，这与散失或吸收水分达到平衡状态有关。

淀粉颗粒含有相当高的水分，却呈干燥状，并不显潮湿，这是因为水分子与淀粉分子间氢链结合的缘故。

2.淀粉的润胀与糊化

淀粉的润胀：淀粉颗粒不溶于冷水，但将干燥的天然淀粉置于冷水中，它们会吸水并经历一个可逆的有限的润胀，这时淀粉粒慢慢地吸收少量的水分，产生极限的膨胀，淀粉粒仍保持原有的特征。

但受损坏的淀粉粒和某些经过变性的淀粉可溶于冷水，并经历一个不可逆的润胀。

淀粉的糊化：若把淀粉乳加热，到达一定的温度时（马铃薯淀粉一般最低在55℃以上），淀粉粒突然膨胀，因膨胀后体积能够达到原体积的数百倍之大，所以悬浮液变为粘稠的胶体溶液。这种现象称作淀粉的糊化（α化）。

3.淀粉糊化的本质

淀粉糊化的本质既为淀粉粒的晶体结构发生变化的一个过程。这个过程分为三个阶段。

第一阶段：淀粉粒在水中，当水温未达到糊化温度时，水分子由淀粉粒的孔进入淀粉粒内，与许多无定形部分的极性基结合或吸附，这一阶段，淀粉内层虽有膨胀，但悬浮液粘度不大，淀粉粒内的外形未变。此时取出淀粉干燥脱水仍可恢复成原淀粉粒。这一阶段是一个可逆的润胀。

第二阶段：水温达到糊化温度，淀粉粒突然膨胀，大量吸水淀粉粒的悬浮液迅速变为粘稠的胶体溶液。若将溶液迅速冷却，也不可能恢复成原来的淀粉粒，这一变化过程是不可逆的溶胀，所以糊化后的淀粉无法恢复成原来的晶体状态。

第三阶段：淀粉糊化后，若继续加热，使温度进一步升高，则会使溶胀的淀粉粒继续分离支解，淀粉粒成为了无定形的袋状，粘度继续增高。

4.淀粉的凝沉作用

淀粉的衡溶液（糊化后）在低温下静置一定时间后，溶液变浑浊，溶解度降低而沉淀析出，这种现象是分子间凝结又沉淀，称为凝沉。

凝沉是分散的淀粉分子又重新结合形成结晶结构，凝沉的淀粉不溶于水。若淀粉糊浓度较小，出现白色沉淀；若淀粉糊浓度较大，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化作用。

影响凝沉的因素：

分子量大的取向困难，分子量小的易于扩散，只有分子量适中的直链淀粉才易于凝沉。

支链淀粉含量高的较难以凝沉。

溶液浓度大分子碰撞机会多，易于凝沉。

PH值和盐类存在也影响凝沉，PH值=7凝沉速度最快。

缓慢冷却，可使淀粉分子有时间取向排列，故可加重凝沉程度，速冷、反之。

5.淀粉的吸附性

淀粉可吸附许多有机物和无机物，直链淀粉和支链淀粉因分子形状不同，所以具有不同的吸附性质。直链淀粉分子易与一些极性有机物通过氢链相互结合，

形成结晶性复合体而沉淀；支链淀粉分子不成线状，呈树枝状，存在空间障碍，故不易与这些化合物形成复合体沉淀。

㈤淀粉的化学性质

⒈水解性

（1）淀粉与酸共煮时，即行分解后全部生成葡萄糖。此水解过程可分为几个阶段，同时有各种中间产物相应形成；

淀粉——可溶性淀粉——糊精——麦芽糖——葡萄糖

（2）淀粉也可用淀粉酶进行水解，生成的麦芽糖和糊精再经酸作用又全部转化为葡萄糖，这时测定的生成量，即可算出淀粉的含量。以上为酸法与酶法测定淀粉含量的原理。

⒉氧化作用

氧化淀粉用于造纸业，主要用作纸张的表面施胶。在纸张成型之前，往纸浆中加入双醛氧化马铃薯淀粉。能增加纸张的湿强度。还可以应用于纺织业中，增强棉纱的耐磨性。

⒊淀粉的成酯作用

淀粉分子可与无机盐或有机酸生成酯。在工业上通常用淀粉与甲酸、乙酸、丙酸及一些高级脂肪酸作用，生成各种用途的淀粉酯。例如淀粉与乙酸作用生成淀粉的乙酸酯。

⒋淀粉的烷基化作用

㈥变性淀粉

把原淀粉经过物理或化学方法处理，改变其某些性质，如水溶解性、粘度、色泽、流动性等，经过处理的淀粉称为变性淀粉。

⒈物理变性

（1）强力机械研磨法，使颗粒大小均匀，糊化曲线大致相似；

（2）高温法，120℃以下处理，使晶体结构有所变化，从而改变糊化温度和粘度曲线；

（3）预糊化，这种淀粉水分少，长期贮存不会发生凝沉现象。

⒉化学变性

（1）加酸处理，粘度降低；