木薯淀粉的理化性质

木薯淀粉的理化性质

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木薯淀粉的理化性质

淀粉是绿色植物通过光合作用合成的,它储存于植物的种子、块茎和块根中。植物所含淀粉的多少与品种、生长周期、繁殖与种植方法、收获方法、抗病抗灾性能、日照的时间与强度、环境的温度与湿度、降水量、地形和土壤条件等因素有密切的关系。在稻、麦、玉米、高粱的种子颗粒中含有7０%左右的淀粉,在马铃薯的块茎中含有18%左右的淀粉，在木薯的块根中含有2５％左右的淀粉。我们就是利用这些含淀粉高的种子、块茎、块根作为原料来生产淀粉。

淀粉是可再生资源,也是产量仅次于纤维素的第二大可再生资源。它取之不尽,用之不竭，是人类赖以生存和发展的最基本和最重要的资源。

为区别淀粉品种，一般加用原料名称，如玉米淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉、甘薯淀粉、小麦淀粉等等。

木薯淀粉玉米淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉等一样，都是重要的工业原料,用途极其广泛。

一、木薯淀粉的化学组成和结构

淀粉主要由碳、氢、氧三种元素组成。淀粉是在水介质中光合作用合成，即植物的绿叶以叶绿素为催化剂,通过将二氧化碳和水合成为葡萄糖，其反应式为:

日光

↓

6CO2+6H2Ｏ─→ C６H12O6＋6O２

↑

叶绿素

葡萄糖又经一系列的生物化学反应,最后生成淀粉、纤维素等多聚糖。淀粉的分子式为（Ｃ6H10O５）n,光合作用分子量是n（162．14)。n是一个不定数，表示淀粉分子是由许多个葡萄糖单位组成。组成淀粉分子的葡萄糖单位数量称为聚合度，聚合度乘以葡萄糖单位分子量162.１4便得淀粉分子量〔为了与游离葡萄糖（C６Ｈ12Ｏ6）区别，通常称（C6H１０O５）为葡萄糖单位〕。在组成淀粉的元素中，碳占44.５%,氢占６.2%,氧占４９.3%。干淀粉燃烧生成二氧化碳和水,

并放出大量的热，其反应式为:

燃烧

↓

（C6H10O5）n＋６nO2 ─→ 5ｎH2O+6nCO2+Q(热)

↑

△

木薯淀粉为多聚葡萄糖,属于碳水化合物中的多糖类。多糖类又叫高聚糖,是许多单糖的聚合物,即许多葡萄糖分子连接起来成为淀粉分子。工业生产葡萄糖就是以淀粉作原料，将聚合状态的葡萄糖经水解转变成为游离状态的葡萄糖。这个反应过程称为“糖化”，其反应式如下：

酸或酶

↓

(C6H１0O5)n+nＨ2Ｏ─→ ｎ（Ｃ６Ｈ１2O6)ﻫ在水解过程中,淀粉先生成中间产物，如糊精、低聚麦芽糖,最后生成葡萄糖。

在淀粉中，除含有水分外，还含有脂肪、蛋白质、灰分等杂质。蛋白质实际上包括全部含氮物，其中有真正蛋白质及肽、氨基酸、核苷酸等。灰分主要为钠、钾、镁、钙等无机化合物。

木薯淀粉的化学组成如下:

淀粉85%

水分１4%

蛋白质０.2%

灰分０.３％

其它 0.5%

淀粉的生产是将原料中的非淀粉物质分离出去，但由于用途不同,产品使用的要求也有很大的差异，其目的是达到用户要求为准。故尚有理化指标的要求，如水分、灰分、酸度、蛋白质、粘度等。淀粉中杂质含量的多少,是决定其产品质量的重要依据,但只要符合国家规定的质量要求，对一般食品和其它工业使用已无妨碍。

淀粉是由葡萄糖组成的多糖高分子化合物,有直链状和支叉状二种分子,

分别称为直链淀粉和支链淀粉。天然淀粉一般都有这两种结构,大都为这两种淀粉混合而成，二者混合组成的量因淀粉的种类和品种的不同而各异（见下表）。

不同种类淀粉的直链和支链淀粉含量

淀粉种类直链淀粉含量(％)支链淀粉含量（%)木薯17８３

甘薯1882

马铃薯２０80

玉米2773

大米1９81

粘玉米0１00

粘高粱0100

直链淀粉是由葡萄糖单位通过α-1，4糖苷键连接,接成直链状分子,可被淀粉酶水解为麦芽糖。它没有一定的分子大小，差别很大,用不同的方法测得直链淀粉的相对分子质量为3.２×104-１.6×105。此值相当于分子中有２00-980个葡萄糖单位。木薯淀粉的直链淀粉，其含量(干基)为１7％,平均聚合度为260０，平均聚合度质量为6７00,表现的聚合度分布为5８0-2200。

支链淀粉具有高度分支结构，由线型直链淀粉短链组成,其分子较直链淀粉大,相对分子质量在1×10５-１×106之间,相当于聚合度为600-６0０0个葡萄糖单位。其结构除了在直链结构部分以1、4糖苷键连接,而在支叉结构部分则以1、6糖苷连接，它含有1000-3000个葡萄糖单位,大约每20-30个葡萄糖单位上就有一个分支。用淀粉酶水解支链淀粉时，只有外围的支链可被水解为麦芽糖。木薯淀粉的支链淀粉，其含量(干基）为83%,聚合度范围为3×10５-3×106。

直链淀粉和支链淀粉在若干性质方面存在很大差别。

直链淀粉遇碘液变成为蓝色；支链淀粉遇碘液则变成为紫红色。因此，可以根据这一现象，对其鉴别。

经糊化的直链淀粉很不稳定,在贮存过程中会发生凝沉现象,使糊化物质逐

渐变成混浊，胶粘性降低，最后出现白色沉淀。支链淀粉经糊化易溶于水，生成稳定的溶液，具有高粘度,凝沉性微弱。

直链淀粉能制成强度高、柔软性高的纤维和薄膜，具有纤维素制品的性质;支链淀粉却不能。

在淀粉颗粒中,直链淀粉和支链淀粉两种淀粉分子组成的复杂结构，至今还未能了解清楚。在实验室中常用戊醇、丁醇分离法将直链淀粉和支链淀粉分离。在工业上采用分级沉淀法、纤维素吸附法将直链淀粉和支链淀粉分离。

二、木薯淀粉的物理性质

１、颜色与形状

木薯淀粉呈白色粉末状，无嗅无味。在显微镜下观察，淀粉颗粒为圆形或卵形，还可见到清楚的轮纹。块根淀粉由于在生长期间所受的压力较小,而且块根组织又比较松软,所以容易解体。木薯淀粉颗粒的直径为５-35微米,平均为2０微米。在偏光显微镜下观察,木薯淀粉颗粒中心具有相当明显的黑色十字，将颗粒分成四个白色的区域。成熟的淀粉颗粒为洁净的圆型和卵形物质，且有清楚轮纹,易受污染。未成熟的淀粉或在生长期受害的木薯淀粉颗粒不饱满，且轮纹更为明显,更易受到污染。故在木薯的清洗、碎解、浸渍、筛分、分离、脱水、干燥、冷却等过程中，要讲究卫生,包括设备卫生、周围环境卫生以及操作人员卫生。

各种淀粉颗粒大小及形状

淀粉名称颗粒大小(微米）平均(微米)形状木薯５~ ３５20圆形、卵形截切形

甘薯１0～２51５圆形、卵形

马铃薯１5～1003３卵形、圆形

玉米５～ 26１5圆形、多角形

大米3～８５多角形