男生不喜欢太瘦的女生:变性淀粉的基础知识

变性淀粉的基础知识

一、定义

变性淀粉是指利用物理、化学或酶的手段来改变天然淀粉的性质。通过分子切断、重排、氧化或淀粉分子中引入取代基可制得性质发生变化、加强或具有新的性质的淀粉衍生物。

二、分类

物理变性：预糊化淀粉、r射线、超高频辐射处理淀粉、机械研磨处理淀粉、湿热处理淀粉等。

化学变性：用化学试剂处理得到的变性淀粉。其中有两大类：一类是使分子量下降，如酸解淀粉、氧化淀粉、焙烤糊精等；另一类是使分子量增加，如交联淀粉、酯化淀粉、醚化淀粉、接枝淀粉等。

酶法变性（生物改性）：各种酶处理淀粉。如α、β、γ-环糊精、麦芽糊精、直链淀粉等。

复合变性：采用两种以上处理方法得到的变性淀粉。如氧化交联、交联酯化淀粉等。采用复合变性的淀粉具有两种变性淀粉的各自优点。

三、淀粉的化学基础

1、淀粉的分子结构。

2、淀粉的分类。

2，1直链淀粉：一种线形多聚物，都是由a-D-葡萄糖通过a-D-1，4糖苷键连接而成的链状分子。

     直链淀粉的用途较多，如可制成强度很高的纤维和透明薄膜，它无味、无     毒，具有抗水和抗油性能，是一种良好的食品包装材料。

2，2支链淀粉：是一种高度分散的大分子，主链上分出支链，各G单元之间以a-1，4糖苷键连接构成它的主链，支链通过a-1，6糖苷键与主链相连。

3、淀粉的回生（或称老化、凝沉）

3，1 淀粉稀溶液或淀粉糊在低温下静置一定的时间，浑浊度增加，溶解度减少，在稀溶液中会有沉淀析出，如果冷却速度快，特别是高浓度的淀粉糊，就会变成凝胶体（凝胶长时间保持时即出现回生），好象冷凝的果胶或动物胶溶液，这种现象称为回生或老化，这种淀粉称为回生淀粉（β-淀粉）.

3，2 回生的本质是糊化的淀粉分子在温度降低时由于分子运动减慢，此时直链淀粉分子和支链淀粉分子的分支都回头趋向于平行排列，互相靠拢，彼此以氢键结合，重新组成混合微晶。

3，3 影响回生的因素：

①分子组成（直链淀粉的含量），直链淀粉，长支链淀粉易于回生。

②分子的大小（链长）：直链淀粉若链太长，取向困难，不易回生，链太短，易于扩散（不易凝聚，布朗运动阻止分子相互吸引），不易于定向排列，也不易回生（溶解度大），故中等长度的直链淀粉才易回生。

③淀粉溶液的浓度——水分：淀粉溶液的浓度大，分子碰撞机会高，易于回生，浓度小相反。一般水分在30-60%的淀粉溶液易回生。水分小于10%的干燥状态难于回生。

④温度 接近0-4℃时贮存可加速淀粉的回生。

⑤冷却速度：缓慢冷却利于回生，迅速冷却可减少回生。

⑥PH值：中性易回生。

⑦各种无机离子及添加剂等：一些无机离子能阻止淀粉的回生，作用顺序：CNS^_>PO₄^3_>CO₃^2_>I^_>NO₄^_>Br^_>Cl^_>Ba²⁺>Sr²⁺>Ca²⁺>K⁺>Na⁺

3、淀粉糊的性质：一般在加热和剪切下膨胀时比较稳定的淀粉形成短糊，如玉米淀粉。在加热和剪切下膨胀时不稳定的淀粉粒形成长糊，粘稠有粘结力。

4、淀粉膜的性质：

性质

玉米

马铃薯

小麦

木薯

蜡质玉米

透明度

低

高

低

高

高

膜强度

低

高

低

高

高

柔软度

低

高

低

高

高

膜溶解性

低

高

低

高

高

5、淀粉酶：能作用于淀粉的各种酶的总称。

酶：由细胞原生质合成的一种具有高度催化活性的特殊蛋白质，又称生物催化剂。

⑴a-淀粉酶：属于内切型淀粉酶，它作用与淀粉时从分子内部以随机的方式断a-1，4糖苷键，但水解位于分子中间的a=1，4键的概率膏腴位于分子末端的a-1，4键，不能水解a=1，6键，也不能水解相邻分枝点的a-1，4键，不能水解麦芽糖，但可以水解麦芽三糖及以上的含a-1，4键的麦芽低聚糖。由于在水解产物中，还原性末端G分子中C₁的构型为a-型，故称a-淀粉酶。

⑵β-淀粉酶：外切型淀粉酶，它作用于淀粉时从非还原端依次切开相隔的β-1，6键，水解产物全为麦芽糖，故亦称麦芽糖酶。由于该淀粉酶在水解过程中将水解产物麦芽糖分子中C₁的构型由a型转变成β型，所以称β-淀粉酶。

β-淀粉酶不能水解支链淀粉的a-1，6键，也不能水解跨过分支点继续水解，故水解支链淀粉不完全，残留下大分子的所谓β-极限糊精。

⑶葡萄糖淀粉酶：

作用形式：对淀粉的水解作用与β-淀粉酶相比，从淀粉的非还原端开始，依次水解a-1，4葡萄糖糖苷键，以单个G为单位分离，产生β-葡萄糖，水解产物只有G。

葡萄糖淀粉酶专一性较差，可水解a-1，4糖苷键，还能水解a-1，6键和a-1，3键。

⑷脱支酶：是水解支链淀粉，糖还原等大分子化合物中a-1，6糖苷键的酶。

直接脱支酶：水解未经改性的支链淀粉或糖原中的a-1，6键。

间接脱支酶：仅可作用于已经酶改性的支链淀粉或糖原。Y_1">[J>Y1] 

四、酸变性淀粉

用酸在糊化温度以下处理的淀粉改变其性质的产品称酸变性淀粉。

机理：直链淀粉分子间经由氢键结合成晶态结构，酸渗入困难，a-1，4键不易被酸水解，而支链淀粉的a-1，4键，a-1，6键较易被渗入，发生水解。酸催化优先水解支链淀粉。

性质：粘度低，能配制高浓度糊液，含水分较少，干燥快，胶粘力强，适合于成膜性及粘附性工业。酸变性淀粉薄膜强度略低于原淀粉。

五、氧化淀粉

淀粉在酸、碱、中性介质中与氧化剂作用，称为氧化淀粉。

氧化机理：

在酸性，碱性条件下氧化反应很慢，而在中性或微酸、微碱环境下反应最快。

与原淀粉比，氧化淀粉糊化温度低，最高热糊粘度降低，热糊粘度稳定性提高，凝沉性减弱，冷粘度降低，溶解性增加，糊液的渗透性及成膜性提高。与酸变性淀粉相比，薄膜更均匀，收缩及断裂的可能性更少，薄膜也更易溶于水，氧化淀粉颗粒具有羧基，带有负电荷，能吸收带正电荷的颗粒，如亚甲基蓝。氧化淀粉一般对热敏感，高温下变成黄色或褐色，贮存时随着醛基的提高，氧化淀粉变得越来越黄。

六、预糊化淀粉

经事先糊化并经干燥，粉碎的产品，称为预糊化淀粉，又称a-淀粉。该状态淀粉规则排列的胶束被破坏，微晶消失，并且容易接受酶的作用。

特点：能够在冷水中溶胀，溶解，形成具有一定比粘度的糊液，且其凝沉原淀粉小。

七、交联淀粉

淀粉的醇羟基与具有二元或多元官能团的化学试剂形成二醚键或二酯键，使两个或两个以上的淀粉分子之间“架桥”在一起，呈多维空间网状结构的反应，称为交联反应。 参加此反应的多元官能团称为交联剂，淀粉交联的产物称为交联淀粉。

⑴酯交联反应

⑵醚交联反应

性质：交联淀粉的糊粘度对热、酸和剪切力的影响具有稳定性，具有较高的冷冻稳定性和冻融稳定性，膜强度提高，膨胀度，热水溶解度降低。

八、酯化淀粉

指淀粉的羟基被无机酸及有机酸酯化而得。

（一）淀粉磷酸单酯

（二）淀粉醋酸酯

性质：（一）淀粉磷酸单酯是淀粉阴离子衍生物，仍为颗粒状，与原淀粉相比，糊粘度、透明度和稳定性均有明显提高，凝沉性减弱，冷却或长期贮存也不凝结成胶冻，冻融稳定性好。很低的酯化程度，糊化的性质也改变很大。

（二）属离子型淀粉衍生物，糊粘度受PH影响，能被钙、镁、铝等离子沉淀。

九、醚化淀粉

淀粉分子中的羟基与反应活性物质反应生成的淀粉取代醚。

（一）羟烷基淀粉

1、羟乙基淀粉

反应机理：淀粉与环氧乙烷或氯乙醇在碱性条件下发生亲核取代反应而制得，起反应方程式分别为：

2、羟丙基淀粉

    反应机理：环氧丙烷在碱性条件下易与淀粉起醚化反应得到羟丙基淀粉，此反应为亲核反应，方程式如下：

（二）羧甲基淀粉（CMS）

    St-ONa + ClCH₂COOH —→St-O-CH₂COONa + NaCl + H₂O

（三）阳离子淀粉

性质：

（一）羟烷基淀粉：低取代度，随取代度提高，糊化温度下降，粘度稳定，透明度好，胶粘力强，凝沉性弱，冻融稳定。贮存稳定性高。淀粉薄膜比原淀粉清晰，较易弯曲、柔软、光滑、均匀，没有微孔，改善了抗油性，在较高的温度下不变粘，水溶性好，醚键对酸、碱、热和氧化剂作用的稳定性好，为非离子型淀粉。不会引起颜料或填料的凝聚，盐或硬水不影响糊液粘度的稳定性。高取代度（MS大于0.5。具有热缩性和水溶性，溶于冷水，其糊液耐剪切，耐PH值和酶的侵蚀，生物酶降解能力下降。

（二）羧甲基淀粉（CMS）：阴离子淀粉醚，为溶于冷水的聚电解质。MS增加，溶解度提高。具有较高的粘度，取代度增加，粘度增加。CMS的峰值粘度增加，热糊稳定性降低，CMS糊液的耐酸、耐剪切的能力较低，在中性至碱性溶解液稳定，强酸性CMS中的钠被氢取代，溶解度降低，甚至析出沉淀。

（三）阳离子淀粉：与原淀粉相比，糊液清澈，流动性好，糊粘度稳定，凝沉性弱，具有较高分散性，溶解性，对带负电荷的纤维等具有亲和力。

十、糊精：分为三类，白糊精、黄糊精和英国胶。他们之间的差异在于对淀粉的预处理方法及热处理的条件不同。

白糊精在较低温度下转化生成，低PH不至于有过多有色产物形成。

英国胶在较高PH值和较高温度下转化，色泽比白糊精深。

黄糊精在低PH及高温下的转化产品。