推荐木薯淀粉的理化性质.docx
- 文档编号:682972
- 上传时间:2022-10-12
- 格式:DOCX
- 页数:8
- 大小:21.78KB
推荐木薯淀粉的理化性质.docx
《推荐木薯淀粉的理化性质.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《推荐木薯淀粉的理化性质.docx(8页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
推荐木薯淀粉的理化性质
木薯淀粉的理化性质
淀粉是绿色植物通过光合作用合成的,它储存于植物的种子、块茎和块根中。
植物所含淀粉的多少与品种、生长周期、繁殖与种植方法、收获方法、抗病抗灾性能、日照的时间与强度、环境的温度与湿度、降水量、地形和土壤条件等因素有密切的关系。
在稻、麦、玉米、高粱的种子颗粒中含有70%左右的淀粉,在马铃薯的块茎中含有18%左右的淀粉,在木薯的块根中含有25%左右的淀粉。
我们就是利用这些含淀粉高的种子、块茎、块根作为原料来生产淀粉。
淀粉是可再生资源,也是产量仅次于纤维素的第二大可再生资源。
它取之不尽,用之不竭,是人类赖以生存和发展的最基本和最重要的资源。
为区别淀粉品种,一般加用原料名称,如玉米淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉、甘薯淀粉、小麦淀粉等等。
木薯淀粉玉米淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉等一样,都是重要的工业原料,用途极其广泛。
一、木薯淀粉的化学组成和结构
淀粉主要由碳、氢、氧三种元素组成。
淀粉是在水介质中光合作用合成,即植物的绿叶以叶绿素为催化剂,通过将二氧化碳和水合成为葡萄糖,其反应式为:
日光
↓
6CO2+6H2O─→C6H12O6+6O2
↑
叶绿素
葡萄糖又经一系列的生物化学反应,最后生成淀粉、纤维素等多聚糖。
淀粉的分子式为(C6H10O5)n,光合作用分子量是n(162.14)。
n是一个不定数,表示淀粉分子是由许多个葡萄糖单位组成。
组成淀粉分子的葡萄糖单位数量称为聚合度,聚合度乘以葡萄糖单位分子量162.14便得淀粉分子量〔为了与游离葡萄糖(C6H12O6)区别,通常称(C6H10O5)为葡萄糖单位〕。
在组成淀粉的元素中,碳占44.5%,氢占6.2%,氧占49.3%。
干淀粉燃烧生成二氧化碳和水,并放出大量的热,其反应式为:
燃烧
↓
(C6H10O5)n+6nO2─→5nH2O+6nCO2+Q(热)
↑
△
木薯淀粉为多聚葡萄糖,属于碳水化合物中的多糖类。
多糖类又叫高聚糖,是许多单糖的聚合物,即许多葡萄糖分子连接起来成为淀粉分子。
工业生产葡萄糖就是以淀粉作原料,将聚合状态的葡萄糖经水解转变成为游离状态的葡萄糖。
这个反应过程称为“糖化”,其反应式如下:
酸或酶
↓
(C6H10O5)n+nH2O ─→n(C6H12O6)
在水解过程中,淀粉先生成中间产物,如糊精、低聚麦芽糖,最后生成葡萄糖。
在淀粉中,除含有水分外,还含有脂肪、蛋白质、灰分等杂质。
蛋白质实际上包括全部含氮物,其中有真正蛋白质及肽、氨基酸、核苷酸等。
灰分主要为钠、钾、镁、钙等无机化合物。
木薯淀粉的化学组成如下:
淀粉85%
水分14%
蛋白质0.2%
灰分0.3%
其它0.5%
淀粉的生产是将原料中的非淀粉物质分离出去,但由于用途不同,产品使用的要求也有很大的差异,其目的是达到用户要求为准。
故尚有理化指标的要求,如水分、灰分、酸度、蛋白质、粘度等。
淀粉中杂质含量的多少,是决定其产品质量的重要依据,但只要符合国家规定的质量要求,对一般食品和其它工业使用已无妨碍。
淀粉是由葡萄糖组成的多糖高分子化合物,有直链状和支叉状二种分子,分别称为直链淀粉和支链淀粉。
天然淀粉一般都有这两种结构,大都为这两种淀粉混合而成,二者混合组成的量因淀粉的种类和品种的不同而各异(见下表)。
不同种类淀粉的直链和支链淀粉含量
淀粉种类
直链淀粉含量(%)
支链淀粉含量(%)
木薯
17
83
甘薯
18
82
马铃薯
20
80
玉米
27
73
大米
19
81
粘玉米
0
100
粘高粱
0
100
直链淀粉是由葡萄糖单位通过α-1,4糖苷键连接,接成直链状分子,可被淀粉酶水解为麦芽糖。
它没有一定的分子大小,差别很大,用不同的方法测得直链淀粉的相对分子质量为3.2×104-1.6×105。
此值相当于分子中有200-980个葡萄糖单位。
木薯淀粉的直链淀粉,其含量(干基)为17%,平均聚合度为2600,平均聚合度质量为6700,表现的聚合度分布为580-2200。
支链淀粉具有高度分支结构,由线型直链淀粉短链组成,其分子较直链淀粉大,相对分子质量在1×105-1×106之间,相当于聚合度为600-6000个葡萄糖单位。
其结构除了在直链结构部分以1、4糖苷键连接,而在支叉结构部分则以1、6糖苷连接,它含有1000-3000个葡萄糖单位,大约每20-30个葡萄糖单位上就有一个分支。
用淀粉酶水解支链淀粉时,只有外围的支链可被水解为麦芽糖。
木薯淀粉的支链淀粉,其含量(干基)为83%,聚合度范围为3×105-3×106。
直链淀粉和支链淀粉在若干性质方面存在很大差别。
直链淀粉遇碘液变成为蓝色;支链淀粉遇碘液则变成为紫红色。
因此,可以根据这一现象,对其鉴别。
经糊化的直链淀粉很不稳定,在贮存过程中会发生凝沉现象,使糊化物质逐渐变成混浊,胶粘性降低,最后出现白色沉淀。
支链淀粉经糊化易溶于水,生成稳定的溶液,具有高粘度,凝沉性微弱。
直链淀粉能制成强度高、柔软性高的纤维和薄膜,具有纤维素制品的性质;支链淀粉却不能。
在淀粉颗粒中,直链淀粉和支链淀粉两种淀粉分子组成的复杂结构,至今还未能了解清楚。
在实验室中常用戊醇、丁醇分离法将直链淀粉和支链淀粉分离。
在工业上采用分级沉淀法、纤维素吸附法将直链淀粉和支链淀粉分离。
二、木薯淀粉的物理性质
1、颜色与形状
木薯淀粉呈白色粉末状,无嗅无味。
在显微镜下观察,淀粉颗粒为圆形或卵形,还可见到清楚的轮纹。
块根淀粉由于在生长期间所受的压力较小,而且块根组织又比较松软,所以容易解体。
木薯淀粉颗粒的直径为5-35微米,平均为20微米。
在偏光显微镜下观察,木薯淀粉颗粒中心具有相当明显的黑色十字,将颗粒分成四个白色的区域。
成熟的淀粉颗粒为洁净的圆型和卵形物质,且有清楚轮纹,易受污染。
未成熟的淀粉或在生长期受害的木薯淀粉颗粒不饱满,且轮纹更为明显,更易受到污染。
故在木薯的清洗、碎解、浸渍、筛分、分离、脱水、干燥、冷却等过程中,要讲究卫生,包括设备卫生、周围环境卫生以及操作人员卫生。
各种淀粉颗粒大小及形状
淀粉名称
颗粒大小(微米)
平均(微米)
形状
木薯
5~35
20
圆形、卵形截切形
甘薯
10~25
15
圆形、卵形
马铃薯
15~100
33
卵形、圆形
玉米
5~26
15
圆形、多角形
大米
3~8
5
多角形
从上表可见,不同品种淀粉的颗粒大小存在差别,而且同一种淀粉的颗粒也不均匀,象木薯淀粉的最小颗粒为5微米,最大则达到35微米。
淀粉颗粒不溶于一般的有机溶剂。
2、比重
木薯淀粉颗粒的比重大于水,约为1.6,因而淀粉颗粒在水中容易沉淀,但淀粉颗粒的大小不同,沉淀的速度也不同。
过去,在木薯淀粉生产中使用2.5‰坡度的流槽,进行放流,一般的流速应控制在8-10米/分(浆水浓度为3波美度时)。
流槽回收湿淀粉,是根据淀粉、水、黄桨、泥沙等比重不同的原理,以水为介质进行分离的。
碟式分离机、沉降分离机同样也是根据这个原理进行分离的。
在淀粉生产过程中,为防止淀粉在浆池中沉淀,应不停的搅拌,使乳浆浓度保持一致,以便于抽浆、筛分、分离。
3、吸湿性
木薯淀粉能够吸收潮湿空气中的水分,又能在干燥空气中失去水分,这是淀粉在自然界中的特性,我们称之为吸湿性。
淀粉吸湿性很强,它的颗粒具有渗透性,水和水渗液能自由渗入颗粒内部。
通常在含水分13-14%时也不显得潮湿,却呈干燥粉末状,这是因为淀粉分子中的羟基(—OH)和水分子相互生成氢键的缘故。
淀粉的水分含量受周围环境空气湿度的影响,在阴雨天湿度高时,淀粉吸收空气中的水分,使含水量提高;在干燥天气湿度低时,淀粉含有的水分则向周围空气中逸散,从而使淀粉含水量降低。
因温度会影响空气湿度,故也间接影响淀粉的水分含量。
温度增高,空气相对湿度降低,使淀粉散失水分;温度降低,则相对湿度增高,使淀粉吸收水分。
由于淀粉具有吸湿性强的特点,因而淀粉的仓库应该通风干燥。
刚生产出来的淀粉,使用塑料编织袋包装时,必须经过冷却处理后方能装袋包装,否则会因热气未能散出而导致淀粉发霉变质。
4、淀粉的糊化
将淀粉置于冷水中搅拌,可形成乳状悬浮液(淀粉乳浆),若停止搅拌,则淀粉颗粒慢慢下沉,上部则为清水。
这是因为淀粉不溶于冷水和其颗粒比重大于水的缘故。
在生产过程中,可利用淀粉这一特性,以水为分离介质生产淀粉,并利用淀粉的糊化加工成为各种变性淀粉产品。
如将淀粉放入水中搅拌均匀成为淀粉乳后,再将淀粉乳加热,随着温度上升,则淀粉颗粒逐渐吸收水分,体积膨胀,达到一定温度,高度膨胀的淀粉颗粒间互相接触,变成半透明的粘稠糊状,称为淀粉糊,也就是我们通常所说的浆糊。
此时,即使停止搅拌,淀粉颗粒也不会沉淀,这种现象称为“糊化”。
发生糊化现象的温度称为糊化温度。
不同淀粉的糊化温度是不同的。
即使同样一种淀粉,由于颗粒大小不同,糊化温度也不一样,相差约10℃。
较大的颗粒能在较低的温度下糊化,否则反之。
木薯淀粉的糊化温度为59-69C,前面为糊化开始温度,后面糊化完成温度。
由于木薯淀粉颗粒较大,体积膨胀大,与水接触好,容易糊化,糊化温度也较低,因此木薯淀粉在淀粉糖和发酵生产的液化过程中,可使用较高浓度的淀粉乳,这样可提高生产能力,降低热能消耗,增加经济效益。
不同品种淀粉的糊化温度存在差别,这是因为颗粒结构强度不同,吸水膨胀难易也不同。
即使同一品种淀粉的不同颗粒的糊化难易也存在差别。
各种淀粉的糊化温度单位:
℃
淀粉名称
糊化开始温度
糊化完成温度
木薯
59
69
甘薯
58
72
马铃薯
58
68
玉米
62
70
大米
68
78
小麦
59.5
64
木薯淀粉颗粒在水中加热膨胀、糊化大致分为三个阶段:
第一阶段,加热在糊化温度以下,淀粉颗粒吸收少量的水分,体积膨胀也很小,淀粉乳的粘度增加不大,此时即使其冷却、干燥,所得淀粉颗粒的性质尚无改变;第二阶段,加热达到糊化温度后,淀粉颗粒吸收大量水分,淀粉颗粒急剧膨胀,体积增加数倍,同时偏光十字消失,淀粉乳的粘度急增,透明度也增高,而且有一部分淀粉溶于水中,淀粉乳逐渐变成淀粉糊;第三阶段,是继续加热到糊化完成温度,此时淀粉颗粒已膨胀成无定形的袋状,变成淀粉糊。
淀粉糊并不是真正的溶液,为高度膨胀颗粒呈不溶的胶体存在。
如欲获得淀粉溶液,需在高压釜中用喷射器,因淀粉品种不同,加热温度也不同,木薯淀粉约为100℃。
由于淀粉几乎都是经过糊化成淀粉糊后应用的,因此淀粉糊的热粘度及其稳定性,胶粘性、透明度等等性质都与淀粉的用途密切相关。
木薯淀粉糊化后,粘度增高,并且随温度的上升粘度继续增高,当粘度达到最高值(最高粘度)以后,继续加热,并保持一定的温度,则粘度下降。
再继续加热期间下降程度为粘度的稳定性,下降幅度小,则热稳定性高。
若停止加热,使淀粉糊冷却,则粘度会上升。
淀粉糊在高速搅拌的情况下,粘度也会降低,搅拌速度愈快,则粘度降低愈大。
在工业生产中,淀粉如果保持较长时间的搅拌,及使用泵的机械冲击,也会使生产的淀粉糊的粘度有所降低。
淀粉在水中加热易糊化,而干加热却不糊化,干淀粉加热到130℃成为无水物,再加热至150-160℃就变成黄色可溶液性物质,继续加热则碳化。
淀粉糊的清澄或浑浊的程度,也因淀粉品种不同而异,马铃薯淀粉糊最透明,木薯淀粉糊次之,玉米淀粉糊不透明。
影响淀粉糊透明的因素比较复杂,除淀粉本身的支链淀粉含量、凝沉性质外,还有糊的浓度、酸碱性、添加物料的种类、加热情况及放置时间等。
稀淀粉糊很不稳定,放置一定时间后,粘度降低,由透明变成浑浊,有白色沉淀下沉,水分析出,胶体结构破坏
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 推荐 木薯 淀粉 理化 性质
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)