第一章 淀粉的结构与性质

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
第七章 淀粉糖生产工艺基本 第八章 淀粉糖品生产工艺 第九章 变性淀粉生产工艺
第一章 淀粉的结构与性质
绪 论

淀粉:植物能量贮存的形式之一,存在于植物的果实、种子、 块根、块茎中。(仅次于纤维储量的再生资源) 淀粉制品种类与应用
原淀粉 ——用于表面涂敷粉、充填剂、疏松剂和稳定剂等。 淀粉糖品及其衍生物:葡萄糖、淀粉糖浆、果葡糖浆、异构糖、 糖醇等 ——甜味剂、保湿剂等。 变性淀粉:酸解、氧化、酯化、醚化、交联、预糊化、焙炒糊精、 接枝共聚淀粉等 ——造纸、食品、纺织、石油、医药等 淀粉发酵产品:酒精、味精、甘油、维生素C、各种有机酸(柠檬 酸、乳酸)、各种氨基酸等。 ——食品添加剂、饲料添加剂、衣粉原料(柠檬酸)、降解塑料 原料、汽油代用燃料。
第一章 淀粉的结构与性质
2.淀粉颗粒的结晶化度 结晶化度定义:结晶态部分占整个颗粒的百分比。
表1-6 不同植物淀粉的结晶化度 淀粉种类 小麦 稻米 结晶化度(%) 36 38 淀粉种类 高直链淀粉玉 米 马铃薯 结晶化度(%) 24 28
玉米
糯玉米
39
39
木薯
甘薯
38
37
第一章 淀粉的结构与性质
特点:植物种类不同,淀粉颗粒的形状和大小也不同。



形状:如表1-4,用于判断品种
大小:用淀粉颗粒大小的极限范围,或平均值来表示, 如表1-4
第一章 淀粉的结构与性质
玉米350 马铃薯350 小麦350 木薯1500
玉米1500
马铃薯1500
小麦5000
高粱5000
玉米5000
高直链玉米1500

第一章 淀粉的结构与性质
3.淀粉糊化的测定方法
⑴ 偏光十字法
目的:测定糊化温度。 原理:淀粉糊化后偏光十字消失,据此判断糊化开始
直链淀粉 平均聚合度约在700~5 000之间(表1-1); 支链淀粉 平均DP值为4 000~40 000(表1-2)。
第一章 淀粉的结构与性质
表1-1 直链淀粉平均聚合度
淀粉 大米sasanishiki hokkaido DPn 1 100 1 100 糯米 大米Koshihikari sasanishiki hokkaido IR32 IR36 IR42 玉米 小麦 菱 栗子 西米(LV) (HV) 表1-2 支链淀粉平均聚合度 淀粉 DPn 18 500 8 200 12 800 11 000 4 700 5 400 5 800 8 200 4 800 12 600 11 000 11 800 40 000
小麦淀粉
木薯淀粉 蜡质玉米淀粉
58~64
59~69 62~72
第一章 淀粉的结构与性质
Hale Waihona Puke 2.糊化过程和糊化实质过程:分润胀、有形溶胀、颗粒支解成离散分子三个 阶段 实质:在湿、热作用下,破坏淀粉颗粒内分子链间的 氢键,晶体被破坏,分子链变成无序甚至离散的状态。 热的作用:增加分子振动的能量,以拆散氢键 湿的作用:水分子代替另一条淀粉链形成氢键
P8 更清晰表示出各碳原子和基团之间的相对位置。
第一章 淀粉的结构与性质
2.淀粉分子的构成
直链淀粉 α-1.4糖苷键
支链淀粉 α-1.6糖苷键
第一章 淀粉的结构与性质
几个概念:


还原末端:末端葡萄糖单位的C1有游离α-羟基的末端,具 有还原性,称为~。图1-1,图1-2 非还原末端:不含有游离α-羟基的末端不具有还原性,称 为~。 淀粉分子式:(C6Hl005)n 聚合度:组成淀粉分子葡萄糖残基的数量,用DP表示。
第一章 淀粉的结构与性质 2.直链淀粉分子的螺旋结构
直链淀粉分子空间结构尚未定论,但有两种代表性结论。 掌握: ⑴直链淀粉分子以螺旋存在,每一螺旋周期包含6个α-D-吡喃葡萄 糖残基。 ⑵在稀溶液中有三种形式空间构象,如图1-6。
螺旋形 图1-6
间断螺旋形
无规则线团
直链淀粉在稀溶液中的构象
第一章 淀粉的结构与性质
IR32
IR36 IR42 玉米
1 000
900 1 000 930
高直链淀粉玉米
小麦 栗子 西米low viscosity
710
1 300 1 700 2 500
high viscosity
葛 木薯 甘薯
5 100
1 500 2 600 4 100
山药
百合 马铃薯
1 200
3 300 4 900
山药
葡萄糖:分子式C6H12O6。 D型:与L型相对应。C5上的羟基在碳原子右边者
(天然产物都为D型)。
吡喃:
C1、C5成的六元环,称为吡喃环;C1与C4成 的五元环,称为呋喃环。(淀粉以吡喃环存在)。 C1上的-OH在右边的为α型,反之为β型。
α型:
第一章 淀粉的结构与性质
六角平面环状结构:
马铃薯
6 100
9 800
第一章 淀粉的结构与性质
二、直链淀粉的分子结构
1.直链淀粉分子的分支结构
直链淀粉分子组成: 线状分子,占64%。 轻度分支线状分子,占36%(含 4~20个短链)
注意:不能把轻度分支直链淀粉视 为支链淀粉,支链淀粉分子平均链 数可达数百个,两者性质不同。
0.36
线状(DPn 800) 0.64 图1-3 水稻直链淀粉的分支 分子和线状分子
第一章 淀粉的结构与性质
单粒
复粒
半复粒
假复粒
图1-8 淀粉粒轮纹示意图
偏光十字
第一章 淀粉的结构与性质 四、淀粉颗粒的微结晶结构
1.淀粉颗粒的微结晶结构 要点: 淀粉颗粒由结晶区和无定形区组成,图1-9 。 淀粉形成微晶束,如图1-10。
非结晶区域 结晶区域
100A -110A


湿润状态(水分45%)
三、支链淀粉的分子结构
结构模型有多种说法,适用的代表性的 有:树支状和“束簇”状结构模型(图 1-7) 两个术语:
外链——从非还原末端到最近支叉 位置的一段链;
内链——任意两个相邻的α-1,6糖 苷键之间的一段链。
注意:“束簇”状结构中, A链和B链 相互平行靠拢,借氢键结合成紧密结 构——结晶。
第一章 淀粉的结构与性质
四、直链淀粉和支链淀粉结构、性质比较
表1-3 直链淀粉和支链淀粉结构、性质比较
结构、性质 分子形状 聚合度 末端基 碘着色反映 吸收碘量 凝沉性质 络合结构 X-光衍射分析 直链分子 100~6 000
直链淀粉 支叉分子
支链淀粉
1 000~3 000 000 分子具有一个还原末端基和许 多非还原末端基 紫红色 <1% 凝沉性很弱,溶液稳定 不能 无定形结构
分子的一端为非还原末端基, 另一端为还原末端基 深蓝色 19%~20% 凝沉性强,溶液不稳定 能与极性有机物和碘生成络合 物 高度结晶结构
乙酰衍生物
能制成强度很高的纤维和薄膜
制成的薄膜很脆弱
第一章 淀粉的结构与性质
第二节 淀粉颗粒
一、淀粉颗粒的形状

淀粉颗粒:是多个淀粉分子的集聚体,呈白色固体状。 是淀粉在植物中的存在形势。
淀粉品种
玉米淀粉 马铃薯淀粉
70℃
1.5 7.03
80℃
3.08 12.32
85℃
3.5 65.28
90℃
4.07 95.06
第一章 淀粉的结构与性质
三、淀粉的润胀
定义:在冷水中,水分子简单进入淀粉颗粒的非结晶部分, 产生有限的膨胀。 特点: 润胀可逆,干燥可复原。 晶体结构没有破坏,偏光十字存在。
第一章 淀粉的结构与性质
绪 论
淀粉资源:玉米
淀粉颗粒:多个淀粉分子的集聚
体,呈白色固体状。是淀粉在植 物中的存在形势。
第一章 淀粉的结构与性质
绪 论
木薯
淀粉资源:薯类
马铃薯
甘薯
第一章 淀粉的结构与性质
绪 论
二、世界淀粉深加工产业现状与发展趋势
美国:玉米总产量、加工量等世界第一;淀粉资源开发利 用世界上最先进。
大 米
高直链玉米 玉 米 小 麦 木 薯 马铃薯
5.08
9.31 5.18 4.86 -
20.3
19.4 20.1 19.5 20 20.5
1.62
3.6 1.1 0.98 -
第一章 淀粉的结构与性质
二、淀粉的溶解度
定义:在一定温度下,在水中加热30min后,淀粉分子
的溶解质量百分比。
表1-8 不同温度下淀粉颗粒的溶解度(%)
直链淀粉螺旋 脂肪酸链
CH 2 OH CHOH O C-O-CH2
图1-13
直链淀粉分子与脂肪酸生成络合物
-
-
第一章 淀粉的结构与性质 2.对碘的吸附
直链淀粉:每6个葡萄糖残基形成一个螺旋结构,容纳1个碘分子。
意义:纯直链每克吸附碘200mg,占重量20%。而支链不到1%。
据此测定样品中直链淀粉的含量。 表1-7 每100g淀粉结合碘量(g) 淀粉品种 全淀粉 直链淀粉 支链淀粉
第一章 淀粉的结构与性质
吉林工商学院优秀课程电子教案
淀粉制品工艺学
吉林工商学院 生物工程学院 2013年2月
优秀课程电子教案 目录
绪论
第一章 淀粉结构与性质
第二章 湿法玉米淀粉提取工艺 第三章 玉米淀粉副产品综合利用 第四章 薯类淀粉提取工艺 第五章 其他谷类淀粉提取工艺
第六章 低脂玉米粉生产技术
三、国内淀粉工业现状与发展趋势

国内淀粉工业发展历程
我国玉米产量世界第二,吉林省国内第一,山东。
20世纪: 50年代仅有几家淀粉作坊,80年代开始发展。 21世纪:国内淀粉及制品加工发展迅速,年平均增长25%。 特点:加工规模化、产品多元化。
第一章 淀粉的结构与性质
绪 论


国内淀粉工业发展趋势
第一章 淀粉的结构与性质
四、淀粉的糊化
1.糊化概念
糊化:在湿热作用下淀粉颗粒膨胀、溶解的现象。 糊化开始温度:淀粉颗粒开始出现糊化的温度; 糊化完成温度:所有颗粒被糊化的温度。
注意:糊化温度是一个温度范围。
表1-8 几种淀粉的糊化温度
淀粉
玉米淀粉 马铃薯淀粉
糊化温度(℃)
62~72 56~66
图1-9 球状微晶中淀粉链的排列
图1-10 淀粉微粒晶束结构
第一章 淀粉的结构与性质
微晶束呈放射状排列,图1-11。 颗粒外层结晶度高,主要由支链淀粉簇状末端构成,抗酸、酶
作用能力强,有保护淀粉颗粒完整的作用。图1-12
1
2 酸
3
1 胶体相 2 空间 3 微晶体 图1-12 酸水解无定形区模型图
二、淀粉颗粒的轮纹结构
定义: 在显微镜下观察,可以看到有些淀粉颗粒表面呈 若干环状细纹,称为轮纹结构。 (图l-8)。 起因:颗粒内部折射率或密度之差。差别原因可能是昼 夜光照的差别造成葡萄糖供应数量不同。
三、淀粉颗粒的偏光十字
定义:在偏光显微镜下观察,淀粉颗粒表面上呈现黑色 的十字,称为偏光十字。 产生原因:晶体结构。 应用:不同品种淀粉颗粒的偏光十字不同,根据这些差 别鉴别淀粉的种类; 判断糊化终点。
第三节 淀粉的理化性质
一、淀粉的吸附性质
1.对极性有机溶剂的吸附
直链淀粉:在溶液中分子伸展性好,易通过氢键与极性有机化合
物缔合。 支链淀粉:分子呈树状,存在空间障碍,不易与这些化合物形成 复合体沉淀。 与脂肪酸结合:不利影响——润胀能力差、糊化温度增高。 (谷物脂类含量高,糊化温度偏高,薯类则否)
块茎 椭圆形、球形 5~100 33 110 1.5 100
小麦淀粉
谷物种子 圆形、扁豆形 2~35 15 500 1.5 2 600 根
木薯淀粉
蜡质玉米淀粉
谷物种子 圆形、多角形 3~26 15 300 1.5 1 300
圆形、截头圆 形 4~35 20 200 1.5 500
第一章 淀粉的结构与性质

第一章 淀粉的结构与性质
第一章 淀粉的结构与性质
绪 论
一、淀粉资源 商品淀粉分四类:

普通谷类淀粉(玉米、小麦、高粱和大米); 块茎(马铃薯)、块根(木薯、葛根和甘薯)和髓(西米)淀粉; 蜡质淀粉 (蜡质玉米、蜡质高梁和蜡质大米); 豆类淀粉(绿豆、豌豆和蚕豆)。
注:我国主要品种有玉米、马铃薯、小麦和木薯淀粉。 (书1、2、3、4标题,自学)
加快产业结构调整和战略布局 加强对副产品综合利用的研究

积极开展新产品的开发不断进行技术创新
四、本教材重点内容
淀粉提取技术


淀粉糖生产(水解)技术
变性淀粉生产技术
注:发酵技术参看其它专著。
第一章
淀粉结构与性质
第一章 淀粉的结构与性质
第一节 淀粉的分子结构
一、淀粉分子的基本构成单位
1.α-D-吡喃葡萄糖。
稻米5000
芭蕉芋3000
第一章 淀粉的结构与性质
表1-4 淀粉颗粒的形态特性
主要性质
淀粉的类型 颗粒形状 直径范围(μm) 直径平均值(μm) 比表面积(m2/kg) 密度(g/cm3) 每克淀粉颗粒数目 (×106)
玉米淀粉
谷物种子 圆形、多角形 3~26 15 300 1.5 1 300
马铃薯淀粉
相关文档
最新文档