淀粉结构及相关性质综述

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1、淀粉结构及相关性质综述摘要：淀粉是高等植物中常见的组分，是碳水化合物储藏的主要形式。淀粉在生活、生产中都具有广泛应用，淀粉的深层研究对人们的生活和新产品的研制都有重要意义。本文介绍了淀粉的相关知识，包括淀粉的结构与性质、阳离子淀粉、淀粉酶及淀粉的酸解等，并对淀粉的发展进行了展望。关键词：结构性质阳离子淀粉酸解淀粉酶一．淀粉的结构及物理化学性质1.淀粉的分子结构淀粉是葡萄糖的高聚体，在餐饮业又称芡粉，通式是(C6H10O5)n，水解到二糖阶段为麦芽糖，化学式是（C12H22O11），完全水解后得到葡萄糖，化学式是（C6H12O

2、6）。淀粉颗粒含有微量的非碳水化合物，如蛋白质、脂肪、无机盐等，其中除脂肪酸被直链淀粉分子吸附，磷酸与支链淀粉分子呈酯化结合之外，其他物质都是混杂在一起。淀粉分子是由许多α―D―吡喃葡萄糖基单元通过糖苷键连接而成的高分子化合物。淀粉的基本组成单位是α―D―吡喃葡萄糖（稳定的椅式构象）。淀粉有直链淀粉和支链淀粉之分，另外在许多淀粉中还存在第三种成分，即中间级分---轻度支化的直链淀粉。1.1直链淀粉1.1.1直链淀粉的分子结构及聚合度一般的研究认为直链淀粉是一种线形多聚物，都是由α―D―吡喃葡萄糖通过α―D―1,4糖苷键连接而

3、成的链状分子，呈右手螺旋结构，每六个葡萄糖单位组成螺旋的一个节距，在螺旋内部只含氢原子，是亲油的，羟基位于螺旋外侧。螺旋上重复单元之间的距离为10.6×10﹣¹º，每个α―D―吡喃葡萄糖基环呈椅式构象。直链淀粉没有一定大小，不同来源的直链淀粉差别很大。一般文献报道，禾谷类直链淀粉的DP为300~1200，平均800；薯类直链淀粉的DP为1000~6000，平均3000。1.1.2直链淀粉与碘和脂肪酸的反应呈螺旋状态的直链淀粉分子能够吸附碘形成螺旋包合物，从而使淀粉遇碘显蓝色。吸附碘的颜色反应与直链分子大小有关，聚合度12以下

4、的短链遇碘不显色；聚合度12~15呈棕色；聚合度20~30呈红色；聚合度35~40呈紫色；聚合度45以上呈蓝色。支链淀粉吸收碘量不到1%，故支链淀粉遇碘不显蓝色。谷类淀粉中含有少量脂肪酸，它们也可以和直链淀粉分子结合生成螺旋包合物，但会引起一系列不利影响。（玉米、小麦含量较多，薯类含量少。）1.2支链淀粉1.2.1支链淀粉的分子结构与聚合度支链淀粉是一种高度分支的大分子，主链上分出支链，各葡萄糖单位之间以α﹣1,4糖苷键链接构成它的主链，支链通过α﹣1,6糖苷键与主链相连，分支点的α﹣1,6糖苷键占总糖苷键的4%~5%。支链

5、淀粉含有还原端的为C链（主链），C链具有很多侧链，称为B链（内链），B链又具有侧链，与其他的B链或A链相连，A链（外链）没有侧链。不同来源的淀粉其支链淀粉的聚合度不同，平均链长、内练及外链的平均长度也不同。1.2.2支链淀粉与磷酸结合的反应磷酸与支链淀粉分子中葡萄糖单位的C6碳原子呈酯化结合存在，磷酸65%在A链和B链的外部链存在，35%在B链的内部链存在。这种结合不易被酸分解，在酸水解淀粉的产物中发现有葡萄糖﹣6﹣磷酸酯。（马铃薯淀粉含磷量最高）1.3直链淀粉与支链淀粉的含量（1）直链淀粉与碘生成纯蓝色，支链淀粉与碘作用依

6、其分支与聚合度不同，生成紫-红-棕色（聚合度由大到小）。（2）不同来源的淀粉，直链淀粉含量不同。一般和谷类淀粉中直链淀粉的含量约为25%；薯类约为20%；豆类约为30%~35%；糯性粮食淀粉则几乎为零，只含支链淀粉。（3）同一种粮食中，直链淀粉的含量与类型、品种和成熟度有关。籼米的直链淀粉含量一般比粳米高；成熟的玉米为28%左右，未成熟的只有5%~7%.（4）直链淀粉含量与颗粒大小有关。2.淀粉的颗粒结构2.1淀粉粒的形态淀粉在胚乳细胞中以颗粒状存在，故可称为淀粉粒。不同来源的淀粉粒其形状、大小和构造各不相同，可借助显微镜鉴

7、别其来源和种类。2.1.1淀粉颗粒形状不同种类的淀粉粒具有各自特殊的形状，一般淀粉粒的形状为圆形（或球形）、卵形（或椭圆形）和多角形（或不规则形），这取决于淀粉的来源。如小麦、黑麦、粉质玉米淀粉颗粒为圆形，马铃薯和木薯为卵形，大米和燕麦为多角形。同一种来源淀粉粒也有差异。如马铃薯淀粉颗粒大的为卵形，小的为圆形。2.1.2淀粉颗粒大小不同来源的淀粉颗粒大小相差很大，一般以颗粒的长轴的长度表示淀粉粒的大小，介于2~120µm之间。商业淀粉中一般以马铃薯淀粉颗粒为最大（15~120µm），大米淀粉颗粒最小（2~10µm）。另外，同

8、一种淀粉其大小也不相同。淀粉颗粒的形状、大小常常受种子生长条件、成熟度、直链淀粉含量及胚乳结构等影响。如马铃薯在温暖多雨条件下生长，其淀粉颗粒小于在干燥条件下生长的淀粉颗粒。小麦淀粉颗粒有大小之分，大的称为A淀粉，尺寸为5~30µm，占颗粒总数的65%；小的称为B淀粉，尺寸5µm以下，占3