演示文稿淀粉的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

（優(yōu)選）第一章淀粉的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)ppt講解當(dāng)前第1頁\共有43頁\編于星期四\9點

緒論

第一章淀粉結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

第二章濕法玉米淀粉提取工藝

第三章玉米淀粉副產(chǎn)品綜合利用

第四章薯類淀粉提取工藝

第五章其他谷類淀粉提取工藝

第六章低脂玉米粉生產(chǎn)技術(shù)

第七章淀粉糖生產(chǎn)工藝基本

第八章淀粉糖品生產(chǎn)工藝

第九章變性淀粉生產(chǎn)工藝

優(yōu)秀課程電子教案目錄當(dāng)前第2頁\共有43頁\編于星期四\9點緒論淀粉：植物能量貯存的形式之一，存在于植物的果實、種子、塊根、塊莖中。（僅次于纖維儲量的再生資源）淀粉制品種類與應(yīng)用原淀粉——用于表面涂敷粉、充填劑、疏松劑和穩(wěn)定劑等。淀粉糖品及其衍生物：葡萄糖、淀粉糖漿、果葡糖漿、異構(gòu)糖、糖醇等——甜味劑、保濕劑等。變性淀粉：酸解、氧化、酯化、醚化、交聯(lián)、預(yù)糊化、焙炒糊精、接枝共聚淀粉等——造紙、食品、紡織、石油、醫(yī)藥等淀粉發(fā)酵產(chǎn)品：酒精、味精、甘油、維生素Ｃ、各種有機(jī)酸(檸檬酸、乳酸)、各種氨基酸等。——食品添加劑、飼料添加劑、衣粉原料（檸檬酸）、降解塑料原料、汽油代用燃料。當(dāng)前第3頁\共有43頁\編于星期四\9點當(dāng)前第4頁\共有43頁\編于星期四\9點緒論一、淀粉資源商品淀粉分四類：普通谷類淀粉(玉米、小麥、高粱和大米)；塊莖(馬鈴薯)、塊根(木薯、葛根和甘薯)和髓(西米)淀粉；蠟質(zhì)淀粉(蠟質(zhì)玉米、蠟質(zhì)高梁和蠟質(zhì)大米)；豆類淀粉(綠豆、豌豆和蠶豆)。注：我國主要品種有玉米、馬鈴薯、小麥和木薯淀粉。（書1、2、3、4標(biāo)題，自學(xué)）當(dāng)前第5頁\共有43頁\編于星期四\9點緒論淀粉資源：玉米淀粉顆粒：多個淀粉分子的集聚體，呈白色固體狀。是淀粉在植物中的存在形勢。當(dāng)前第6頁\共有43頁\編于星期四\9點緒論淀粉資源：薯類甘薯馬鈴薯木薯當(dāng)前第7頁\共有43頁\編于星期四\9點緒論二、世界淀粉深加工產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

美國：玉米總產(chǎn)量、加工量等世界第一；淀粉資源開發(fā)利用世界上最先進(jìn)。三、國內(nèi)淀粉工業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

國內(nèi)淀粉工業(yè)發(fā)展歷程我國玉米產(chǎn)量世界第二，吉林省國內(nèi)第一,山東。20世紀(jì)：50年代僅有幾家淀粉作坊，80年代開始發(fā)展。21世紀(jì)：國內(nèi)淀粉及制品加工發(fā)展迅速，年平均增長25%。特點：加工規(guī)?；?、產(chǎn)品多元化。當(dāng)前第8頁\共有43頁\編于星期四\9點緒論國內(nèi)淀粉工業(yè)發(fā)展趨勢加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和戰(zhàn)略布局加強(qiáng)對副產(chǎn)品綜合利用的研究積極開展新產(chǎn)品的開發(fā)不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新四、本教材重點內(nèi)容淀粉提取技術(shù)淀粉糖生產(chǎn)（水解）技術(shù)變性淀粉生產(chǎn)技術(shù)注：發(fā)酵技術(shù)參看其它專著。當(dāng)前第9頁\共有43頁\編于星期四\9點第一章淀粉結(jié)構(gòu)與性質(zhì)當(dāng)前第10頁\共有43頁\編于星期四\9點第一節(jié)淀粉的分子結(jié)構(gòu)

一、淀粉分子的基本構(gòu)成單位1．α-D-吡喃葡萄糖。葡萄糖：分子式C6H12O6。D型：與L型相對應(yīng)。C5上的羥基在碳原子右邊者（天然產(chǎn)物都為D型）。吡喃：C1、C5成的六元環(huán)，稱為吡喃環(huán)；C1與C4成的五元環(huán)，稱為呋喃環(huán)。（淀粉以吡喃環(huán)存在）。α型：C1上的-OH在右邊的為α型，反之為β型。

當(dāng)前第11頁\共有43頁\編于星期四\9點六角平面環(huán)狀結(jié)構(gòu)：P8更清晰表示出各碳原子和基團(tuán)之間的相對位置。當(dāng)前第12頁\共有43頁\編于星期四\9點2．淀粉分子的構(gòu)成直鏈淀粉α-1.4糖苷鍵支鏈淀粉α-1.6糖苷鍵當(dāng)前第13頁\共有43頁\編于星期四\9點幾個概念：還原末端：末端葡萄糖單位的C1有游離α-羥基的末端，具有還原性，稱為～。圖1-1，圖1-2非還原末端：不含有游離α-羥基的末端不具有還原性，稱為～

。淀粉分子式：(C6Hl005)n聚合度：組成淀粉分子葡萄糖殘基的數(shù)量，用DP表示。

直鏈淀粉平均聚合度約在700～5000之間（表1-1）；支鏈淀粉平均DP值為4000～40000（表1-2）。當(dāng)前第14頁\共有43頁\編于星期四\9點表1-1直鏈淀粉平均聚合度淀粉DPn大米sasanishiki1100

hokkaido1100IR321000IR36900IR421000玉米930高直鏈淀粉玉米710小麥1300栗子1700西米lowviscosity2500

highviscosity5100葛1500木薯2600甘薯4100山藥1200百合3300馬鈴薯4900表1-2支鏈淀粉平均聚合度淀粉DPn糯米18500大米Koshihikari8200

sasanishiki12800

hokkaido11000IR324700IR365400IR425800玉米8200小麥4800菱12600栗子11000西米（LV）11800（HV）40000山藥6100馬鈴薯9800當(dāng)前第15頁\共有43頁\編于星期四\9點二、直鏈淀粉的分子結(jié)構(gòu)1.直鏈淀粉分子的分支結(jié)構(gòu)直鏈淀粉分子組成：線狀分子，占64%。輕度分支線狀分子，占36%（含4～20個短鏈）注意：不能把輕度分支直鏈淀粉視為支鏈淀粉，支鏈淀粉分子平均鏈數(shù)可達(dá)數(shù)百個，兩者性質(zhì)不同。當(dāng)前第16頁\共有43頁\編于星期四\9點2.直鏈淀粉分子的螺旋結(jié)構(gòu)直鏈淀粉分子空間結(jié)構(gòu)尚未定論，但有兩種代表性結(jié)論。掌握：⑴直鏈淀粉分子以螺旋存在，每一螺旋周期包含6個α-D-吡喃葡萄糖殘基。⑵在稀溶液中有三種形式空間構(gòu)象，如圖1-6。當(dāng)前第17頁\共有43頁\編于星期四\9點三、支鏈淀粉的分子結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)模型有多種說法，適用的代表性的有：樹支狀和“束簇”狀結(jié)構(gòu)模型（圖1-7）兩個術(shù)語：外鏈——從非還原末端到最近支叉位置的一段鏈；內(nèi)鏈——任意兩個相鄰的α-1，6糖苷鍵之間的一段鏈。注意：“束簇”狀結(jié)構(gòu)中，A鏈和B鏈相互平行靠攏，借氫鍵結(jié)合成緊密結(jié)構(gòu)——結(jié)晶。當(dāng)前第18頁\共有43頁\編于星期四\9點表1-3直鏈淀粉和支鏈淀粉結(jié)構(gòu)、性質(zhì)比較結(jié)構(gòu)、性質(zhì)直鏈淀粉支鏈淀粉分子形狀直鏈分子支叉分子聚合度100~60001000~3000000末端基分子的一端為非還原末端基，另一端為還原末端基分子具有一個還原末端基和許多非還原末端基碘著色反映深藍(lán)色紫紅色吸收碘量19％～20％＜1％凝沉性質(zhì)凝沉性強(qiáng)，溶液不穩(wěn)定凝沉性很弱，溶液穩(wěn)定絡(luò)合結(jié)構(gòu)能與極性有機(jī)物和碘生成絡(luò)合物不能X-光衍射分析高度結(jié)晶結(jié)構(gòu)無定形結(jié)構(gòu)乙酰衍生物能制成強(qiáng)度很高的纖維和薄膜制成的薄膜很脆弱四、直鏈淀粉和支鏈淀粉結(jié)構(gòu)、性質(zhì)比較當(dāng)前第19頁\共有43頁\編于星期四\9點第二節(jié)淀粉顆粒一、淀粉顆粒的形狀淀粉顆粒：是多個淀粉分子的集聚體，呈白色固體狀。是淀粉在植物中的存在形勢。特點：植物種類不同，淀粉顆粒的形狀和大小也不同。形狀：如表1-4，用于判斷品種大?。河玫矸垲w粒大小的極限范圍，或平均值來表示，如表1-4當(dāng)前第20頁\共有43頁\編于星期四\9點玉米350馬鈴薯350小麥350玉米1500玉米5000馬鈴薯1500小麥5000木薯1500芭蕉芋3000高粱5000稻米5000高直鏈玉米1500當(dāng)前第21頁\共有43頁\編于星期四\9點表1-4淀粉顆粒的形態(tài)特性主要性質(zhì)玉米淀粉馬鈴薯淀粉小麥淀粉木薯淀粉蠟質(zhì)玉米淀粉淀粉的類型谷物種子塊莖谷物種子根谷物種子顆粒形狀圓形、多角形橢圓形、球形圓形、扁豆形圓形、截頭圓形圓形、多角形直徑范圍（μm)3~265~1002~354~353~26直徑平均值（μm)1533152015比表面積（m2/kg)300110500200300密度（g/cm3)1.51.51.51.51.5每克淀粉顆粒數(shù)目（×106）130010026005001300當(dāng)前第22頁\共有43頁\編于星期四\9點二、淀粉顆粒的輪紋結(jié)構(gòu)定義：

在顯微鏡下觀察，可以看到有些淀粉顆粒表面呈若干環(huán)狀細(xì)紋，稱為輪紋結(jié)構(gòu)。(圖l-8)。起因：顆粒內(nèi)部折射率或密度之差。差別原因可能是晝夜光照的差別造成葡萄糖供應(yīng)數(shù)量不同。三、淀粉顆粒的偏光十字定義：在偏光顯微鏡下觀察，淀粉顆粒表面上呈現(xiàn)黑色的十字，稱為偏光十字。產(chǎn)生原因：晶體結(jié)構(gòu)。應(yīng)用：不同品種淀粉顆粒的偏光十字不同，根據(jù)這些差別鑒別淀粉的種類;判斷糊化終點。當(dāng)前第23頁\共有43頁\編于星期四\9點偏光十字當(dāng)前第24頁\共有43頁\編于星期四\9點四、淀粉顆粒的微結(jié)晶結(jié)構(gòu)1.淀粉顆粒的微結(jié)晶結(jié)構(gòu)

要點：淀粉顆粒由結(jié)晶區(qū)和無定形區(qū)組成，圖1-9。淀粉形成微晶束，如圖1-10。當(dāng)前第25頁\共有43頁\編于星期四\9點微晶束呈放射狀排列，圖1-11。顆粒外層結(jié)晶度高，主要由支鏈淀粉簇狀末端構(gòu)成，抗酸、酶作用能力強(qiáng)，有保護(hù)淀粉顆粒完整的作用。圖1-12當(dāng)前第26頁\共有43頁\編于星期四\9點2.淀粉顆粒的結(jié)晶化度結(jié)晶化度定義：結(jié)晶態(tài)部分占整個顆粒的百分比。表1-6不同植物淀粉的結(jié)晶化度淀粉種類結(jié)晶化度（％）淀粉種類結(jié)晶化度（％）

小麥36高直鏈淀粉玉米24

稻米38馬鈴薯28

玉米39木薯38

糯玉米39甘薯37

當(dāng)前第27頁\共有43頁\編于星期四\9點第三節(jié)淀粉的理化性質(zhì)一、淀粉的吸附性質(zhì)1.對極性有機(jī)溶劑的吸附

直鏈淀粉：在溶液中分子伸展性好，易通過氫鍵與極性有機(jī)化合物締合。支鏈淀粉：分子呈樹狀，存在空間障礙，不易與這些化合物形成復(fù)合體沉淀。與脂肪酸結(jié)合：不利影響——潤脹能力差、糊化溫度增高。（谷物脂類含量高，糊化溫度偏高，薯類則否）當(dāng)前第28頁\共有43頁\編于星期四\9點2.對碘的吸附直鏈淀粉：每6個葡萄糖殘基形成一個螺旋結(jié)構(gòu)，容納1個碘分子。意義：純直鏈每克吸附碘200mg，占重量20％。而支鏈不到1％。據(jù)此測定樣品中直鏈淀粉的含量。表1-7每100g淀粉結(jié)合碘量（g）淀粉品種全淀粉直鏈淀粉支鏈淀粉大米5.0820.31.62高直鏈玉米9.3119.43.6玉米5.1820.11.1小麥4.8619.50.98木薯-20-馬鈴薯-20.5-當(dāng)前第29頁\共有43頁\編于星期四\9點二、淀粉的溶解度定義：在一定溫度下，在水中加熱30min后，淀粉分子的溶解質(zhì)量百分比。表1-8不同溫度下淀粉顆粒的溶解度（％）淀粉品種70℃80℃85℃90℃玉米淀粉1.53.083.54.07馬鈴薯淀粉7.0312.3265.2895.06當(dāng)前第30頁\共有43頁\編于星期四\9點三、淀粉的潤脹定義：在冷水中，水分子簡單進(jìn)入淀粉顆粒的非結(jié)晶部分，產(chǎn)生有限的膨脹。特點：潤脹可逆，干燥可復(fù)原。晶體結(jié)構(gòu)沒有破壞，偏光十字存在。當(dāng)前第31頁\共有43頁\編于星期四\9點四、淀粉的糊化1.糊化概念糊化：在濕熱作用下淀粉顆粒膨脹、溶解的現(xiàn)象。糊化開始溫度：淀粉顆粒開始出現(xiàn)糊化的溫度；糊化完成溫度：所有顆粒被糊化的溫度。注意：糊化溫度是一個溫度范圍。表1-8幾種淀粉的糊化溫度淀粉糊化溫度（℃）玉米淀粉62~72馬鈴薯淀粉56~66小麥淀粉58~64木薯淀粉59~69蠟質(zhì)玉米淀粉62~72當(dāng)前第32頁\共有43頁\編于星期四\9點2.糊化過程和糊化實質(zhì)過程：分潤脹、有形溶脹、顆粒支解成離散分子三個階段

實質(zhì)：在濕、熱作用下，破壞淀粉顆粒內(nèi)分子鏈間的氫鍵，晶體被破壞，分子鏈變成無序甚至離散的狀態(tài)。熱的作用：增加分子振動的能量，以拆散氫鍵濕的作用：水分子代替另一條淀粉鏈形成氫鍵當(dāng)前第33頁\共有43頁\編于星期四\9點3.淀粉糊化的測定方法⑴偏光十字法目的：測定糊化溫度。原理：淀粉糊化后偏光十字消失，據(jù)此判斷糊化開始與結(jié)束溫度。設(shè)備：kofler熱臺顯微鏡。操作：將淀粉乳，置于設(shè)備上。（淀粉顆粒偏光十字開始消失時，對應(yīng)的溫度是糊化開始溫度。98％顆粒偏光十字消失時的溫度既為糊化完成溫度。（表1-9）當(dāng)前第34頁\共有43頁\編于星期四\9點⑵黏度測定法

目的：獲得多項淀粉糊化參數(shù)原理：根據(jù)淀粉糊化程度與黏度一一對應(yīng)關(guān)系，通過測定黏度，推測糊化參數(shù)。設(shè)備：布拉班德黏度儀方法：淀粉懸浮液，從室溫以1.5℃／min的速率加熱至95℃，95℃保持30min，同樣速率降溫至50℃，再保持30min。以時間（溫度）為橫坐標(biāo)，黏度為縱坐標(biāo)，繪制黏度曲線圖說明：每種淀粉有獨特布氏曲線，依此查取淀粉糊化參數(shù)。當(dāng)前第35頁\共有43頁\編于星期四\9點當(dāng)前第36頁\共有43頁\編于星期四\9點各點意義及查取參數(shù)如書當(dāng)前第37頁\共有43頁\編于星期四\9點4.影響淀粉糊化的因素⑴晶體結(jié)構(gòu)微晶束的大小及密度越大，淀粉顆粒就不易糊化。⑵水分含量水分低于30％時加熱——韌化韌化淀粉：使糊化溫度增高，溫程縮短。烘干過熱的玉米糊化特性不如自然晾曬的玉米。⑶脂質(zhì)脂質(zhì)有抑制潤脹的作用卵磷脂促進(jìn)小麥淀粉的糊化。⑷堿和鹽類強(qiáng)堿能使淀粉顆粒在常溫下就發(fā)生糊化（如書）⑸糖類D-葡萄糖、D-果糖和蔗糖能抑制小麥淀粉顆粒溶脹。當(dāng)前第38頁\共有43頁\編于星期四\9點五、淀粉的回生1.回生的概念與本質(zhì)概念：糊化的淀粉放置一定時間后出現(xiàn)凝沉的現(xiàn)象。實質(zhì)：糊化的淀粉分子鏈重新平行取向，靠氫鍵結(jié)合在一起，形成不溶于水的晶體結(jié)構(gòu)。2.回生機(jī)理直鏈淀粉：便于平行取向，易結(jié)晶，是分子間氫鍵。

支鏈淀粉：支叉結(jié)構(gòu)取向障礙，不易回生，是分子內(nèi)側(cè)鏈間進(jìn)行。圖1-16、圖1-173.各種淀粉的回生速（圖1-18）4.影響淀粉回生的因素（P23）當(dāng)前第39頁\共有43頁\編于星期四\9點六、淀粉顆粒的膨脹能力和臨界濃度概念膨脹能力：淀粉在一定溫度水浴中加熱30min，沉淀顆粒的重量與原來干淀粉重量之比。臨界濃度：淀粉在95℃膨脹