变性淀粉及其应用VIP免费

2000年第2期热带农业工程审／1尹平(华南热带农产品加工设计研究所广东湛江524001)摘要：综述了天然淀粉变性处理的原理、方法，阐述淀粉变性的微观机理及各种淀粉衍生物的生成方法和工业用途。关■词：淀捡；变性处理；淀粉衍生物；变性淀粉⋯前言众所周知，淀粉(starch)是一种来源丰富的可再生性资源，是植物光合作用的产物。天然淀粉及淀粉衍生物具有的特性使其在生命活动和工业生产中都有着广泛的用途。天然淀粉具有许多性质上的不足之处：如不溶于冷水、淀粉糊易老化脱水、被膜性差、缺乏乳化力、耐药性和耐机械性差等；而通过使用化学或物理方法处理天然淀粉后，能改善其部分物理特性使之符合某种特定工业用途的要求．这种处理过程称为淀粉的变性]。自从1821年首次发现淀粉变性后，在很长一段时间内淀粉变性技术发展相当缓慢二战以后，对淀粉变性的研究才迅猛发展，变性淀粉的种类越来越多；到目前为止，在淀粉技术最发达的美国，变性淀粉产量已占淀粉产品总产量1O以上，变性淀粉广泛应用于各工业部门0]。1天然淀粉的组成和化学结构淀粉是一种多糖物质(poIysaccharide)，由多个葡萄糖分子失水缩合而成。根据葡萄糖失水缩合的方式不同，可将淀粉分为两大类：直链淀粉(Amylose)和支链淀粉(Amy—lopectin)。直链淀粉是由葡萄糖单位通过d一(1，4)糖苷键缩合而成；而支链淀粉中除含有aI(1．4)糖苷键外还含有5～6的a一(1，6)糖苷键和极少量酌a一(1，3)糖苷键，因此呈现分支结构(如图1，图2．图3，图4)咖雷1葡萄糖单位4键1．3键图：三种糖苷键围3直链淀粉示意围6。_<二_<=。维普资讯http://www.cqvip.comlO热带农业工程2000年第2期蛰。。姆。督。L。圈4支链淀粉示意圈由于化学结构不同，直链淀粉和支链淀粉性质有较大的差别：直链淀粉分子量较小，约1．0X10‘～2．0X10，易溶于热水，溶解后粘度较低；支链淀粉分子量较大，约5+0×10‘～4、0X10，只有在加热加压的条件下才溶于水，形成的溶液粘性大。一般植物淀粉中都同时含有直链淀粉和支链淀粉，只有极少数植物例外。在不同植物淀粉中，这两类淀粉含量差别较大(见表1)．工业上用硫酸镁将逮两类不同的淀粉加以分离。裹1几种檀物淀粉中直链淀粉和支链淀粉含量天然淀粉并非以游离分子状态存在于植物器官中，而是以颗粒形态存在。每个淀粉粒包括多个直链淀粉和支链淀粉分子，它们之间通过氢键相互连成胶束状态。整个淀粉粒由内向外分三个部分：结晶区、半结晶区和非结晶区；支链淀粉是结晶区的主要成分，结合较紧密；直链淀粉之间氢键力较弱，多存在于非结晶区，容易从整个淀粉中游离出来。不同植物中淀粉粒大小不同，部分植物淀粉粒大小如表2所示。裹2各种挂食淀粉颗粒大小(单位：m)‘天然淀粉粒主要成分是支链淀粉和直链淀粉，此外通常还含有1O～20水分、少量蛋白质、脂类、磷和微量无机物。2淀粉的主要性质和用途淀粉的主要生物学作用是通过氧化雨释放能量供生命活动所需；它的一些转化产物如糖脂、糖蛋白等，是构成人体各种组织的重要物质；此外，淀粉作为一种重要工业原料，被广泛应用于各工业部门其主要性质及相关用途可概括为以下几方面]。2．1溶解性原淀粉在玲水中不溶解，比重为1．6，大于水的比重。工业上利用这一性质从植物中提取原淀粉。2．2降解淀粉在酸和淀粉酶作用下可被降解}降解沿着以下路线进行：淀粉一红色槠精一无色糊精一麦芽糖一葡萄糖；淀粉及其转化产品可用于酿酒、食品、医药、化妆品、粘接剂、饮料、印染、造纸等工业部门。2．3淀粉的吸附作用许多有机物或无机小分子物质如磷，易被淀粉吸附，利用此性质可用来检验淀粉的存在及其降解程度，也可将其作为色素吸附剂，除臭剂等使用。维普资讯http://www.cqvip.com2000年第2期热带农业工程2．4淀粉的糊化和老化淀粉粒中的直链淀粉或支链淀粉之间由于存在着较强的氢键作用，故其在冷水中不易溶解}如果将淀粉粒与水一起加热，则氢键作用被破坏以致吸水膨胀，体积可增至原来的几十倍甚至上百倍，原有的胶束状态部分被破坏，在热水中形成粘性很大的糊状物，该过程被称为淀粉的糊化；糊化的淀粉称为a一淀粉，原来的生淀粉称为口一淀粉。a一淀粉结构松弛，更易被酶或酸...