马铃薯淀粉基础知识

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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)
营养成分碳水化合物蛋白质脂肪粗纤维无机盐Vc
含量119.32g 8.2g 3g 5.12g 5.15g 76.68mg 营养成分胡萝卜素VB1 尼克酸VB2 钙磷铁
含量0.512mg 0.426mg 1.75mg 0.126mg 46.6 mg 252.14mg 38.6 mg 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;
(2)加碱处理,粘度高,但粘度不稳定;
(3)氧化,粘度降低,成膜性好;
(4)交联,粘度升高;
(5)醚化;
(6)酯化。

㈦各类淀粉的性能比较
㈧淀粉的保存
阴凉、通风、干燥,一般淀粉周围环境温度保持在15℃、相对湿度不高于70%为宜;由于淀粉具有吸附性,所以不能与有异味的物品一起放置;若已沾染异味,应立即进行晾晒;防止虫蚀鼠咬。

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