[工程科技]道尔玉米淀粉生产工艺.doc

第四章 玉米淀粉特性 4.1生物合成 4.1.1生物合成 淀粉是一种微小的颗粒物质，是玉米最重要的组成部分，在其他的农作物中也大量的存在，它的组成、颗粒形状及大小，与其来源品种有很大的关系（表4.1）。 在农作物种子中存在有大量的淀粉，例如玉米种子中，为以后的生根发芽提供必要的食物储备（此时生成的根还起不到供应能量的作用）,这些农作物是人类食品及动物饲料的高能量组成成分，如果淀粉能以相对高的纯度分离出来的话，它可以作为食品原料及工业用途。 4.1.2分子形式 玉米淀粉的分子颗粒较小，原生质体和（amyloplasts）是玉米颗粒胚乳细胞的组成部分，（amyloplasts）中的酶把一些基础的物料转化为组成淀粉颗粒的大分子物质，在生长的初期，在每个（amyloplasts）中有不止一个得胚芽细胞颗粒，但是随着生长以及（amyloplasts）再分，使得一个（amyloplasts）中只有一个胚芽。 淀粉是]葡聚糖的多聚物，几乎全部由脱水葡萄糖链组成的多聚物。链有两种基本形式，支链和直链淀粉，并且每种链淀粉对应不同的酶系。 支链和直链淀粉在半结晶的淀粉颗粒中以氢键结合呈放射状排列（4.3.1），而其中的主要的结构成分是支链淀粉。颗粒是从颗粒的中心一层一层的堆积而生长的，这可以用显微镜观察得到。每当玉米接近成熟或者淀粉颗粒达到足够大时，淀粉颗粒中的淀粉的一些特性就会发生一定的变化，尤其是直链淀粉增多。现在还没有证据证明淀粉颗粒周围存在隔膜，尽管在干淀粉中，淀粉颗粒的外层比内层的结构更加紧密，因为外层失去了更多的水分。 4.1.3在合成中酶的作用 淀粉合成中的酶的作用的细节仍然在研究中，所以在此只是一个概述。酶的作用大概有三个主要的步骤： 1.基本颗粒的形成（即葡萄糖颗粒的形成）。 2.用葡萄糖分子结合成直链状的分子链。 3.往直链上加分支链。 表4.1淀粉特性 淀粉种类 黄玉米 蜡质玉米 高直链淀粉玉米 小麦 颗粒大小（微米） 5-25? 平均为15 5-25? 平均为15 2-24? 平均为10 2-10 20-35 颗粒形状 圆的或多角形 圆的或多角形 圆 伸长等多样的 圆的或椭圆的 旋光 Black cross Black cross Black cross Black cross 直链/直链（大约） 26/74 1/99 高于80/20 25/75 胶凝温度范围 144-162℉/62 145-162℉/63 153-212℉/67 126-147℉52 油脂含量 0.5% 0.3% 0.4% 1.0% 淀粉糊澄清度 不透明的 半透明的 不透明的 不透明的 淀粉糊质地 Short高黏度 Long stringy fluid Hard gel Short高黏度 机械拉伸性 中等 低 中等 中等 糊的粘性 ? ? ? ? 气味 味道 低 低 低 低 注:高直链淀粉只有在高压蒸煮到150℃ 一般的淀粉酶（amylases）在淀粉的合成过程中几乎不起任何的作用，因为淀粉酶的反应是在降解淀粉。淀粉合成的原料由光合作用以葡萄糖磷酸或其他低分子颗粒的形式来提供的，但是在植物体内部主要是以蔗糖的形式来传输的，所以任何描述淀粉合成过程的图表都是以蔗糖的降解开始的，图4.1就是这样的一个图表，表4.2是一些主要涉及到的一些酶。 这只是一个假设，会有很多的变数，仍然需要大量的研究者来证实或澄清一些东西。 4.2淀粉颗粒 4.2.1实验室分离 实验室中从玉米中分离淀粉还存在一些问题，干磨法会导致部分淀粉颗粒的一些破坏，而湿磨法会由于浸泡酸变性导致淀粉黏度降低。 Adkins和Greenwood建议应该在104℉（40℃）的条件下在pH值为6.5的醋酸盐缓冲溶液（加 但是很多人反对氯酸汞加入，Watson指出浸泡液中以硫酸氢钠的形式加入0.1%的二氧化硫可以使淀粉不大量的凝沉、老化。 角质胚乳中的一些小颗粒的淀粉，很难从纤维碎片中分离出来。 4.2.2双折射 4.2.3结晶 4.3化学特性 4.3.1支链和直链 就如这章前部分所说，淀粉由两种不同的葡萄糖聚合物支链和直链组成，化学式都为(C6H10O5)n，脱水葡萄糖之间以alpha 1，4糖苷键相互连接，在支链淀粉中存在alpha 1，6糖苷键，如图4.3主链与分支链以alpha 1，6糖苷键连接。支链和直链的比例以及由此引起的淀粉的特性的变化与淀粉的来源有关，一般的玉米含有大约26%的直链淀粉，蜡质玉米中几乎不含有直链淀粉。（如表4.1所示）。 直链链长为几百到几千个单位不等（平均的分子量大约为600000）,直链以双螺旋结构存在于淀粉颗粒中，该双螺旋又与碘和一些脂肪酸复合（4.3.3和4.3.5），直链的这种线性结构是由氢键连接的，氢键是相邻的两个分子的羟基之间的一种松散的连接，在一定的