工业用高淀粉玉米及其品质改良(1)
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玉米淀粉基改性淀粉(PSM)的制备方法研究玉米淀粉基改性淀粉(PSM)的制备方法研究玉米淀粉是一种重要的天然多糖类生物聚合物,具有良好的生物可降解性和生物相容性。
为了进一步提高其性能和应用范围,科学家们通过基因工程技术对玉米淀粉进行改良,制备了玉米淀粉基改性淀粉(PSM)。
本文将重点介绍PSM的制备方法及其研究进展。
一、物理处理法物理处理法是最早用于制备PSM的方法之一。
通过将玉米淀粉与其他材料进行共混,然后利用物理性能的改变来获得改良的淀粉材料。
例如,通过添加适量的溶剂(如水、丙酮等)和表面活性剂,可以改变淀粉的溶解性能和流变性质。
此外,还可以通过冷冻干燥、热压成型等方法改变淀粉的结晶性和结构特性,从而得到具有不同性能的PSM。
二、化学改性法化学改性法是另一种常用的PSM制备方法。
常用的化学改性方法包括酯化、酰化、醚化等。
这些方法可以通过改变淀粉分子链上的官能团,使其具有不同的性质和应用特点。
例如,通过酯化反应可以引入脂肪酸酯基,从而提高PSM的疏水性和耐热性;通过醚化反应可以引入聚乙二醇等有机链,从而增加PSM的溶解性和生物降解性。
三、酶法酶法是一种绿色环保的制备PSM的方法。
通过使用适当的酶(如淀粉酶、水解酶等),可以在淀粉分子链上引入新的功能基团,从而改变淀粉的性质。
例如,通过酶催化反应可以部分降解淀粉分子链,得到具有较低粘度和较高流变性的PSM;通过引入磷酸基团可以提高PSM的磷含量,从而增加其吸附性能等。
四、微生物法微生物法是一种利用微生物代谢代谢特性来制备PSM的方法。
通过使用具有特定代谢途径的微生物,如淀粉酶产生菌、酶基因工程菌等,可以在发酵过程中直接合成PSM。
这种方法具有高效、经济的特点,并且能够在相对温和的条件下获得高品质的PSM。
总之,玉米淀粉基改性淀粉(PSM)的制备方法多种多样,可以通过物理处理、化学改性、酶法和微生物法等途径来实现。
不同的方法有不同的特点和应用领域,可以根据具体需求选择适合的制备方法。
改良型玉米淀粉在国标中的通用名称
摘要:
1.改良型玉米淀粉的定义和作用
2.国标中对改良型玉米淀粉的分类和标准
3.改良型玉米淀粉在我国的应用和发展前景
正文:
改良型玉米淀粉是一种经过物理、化学或生物方法改性的玉米淀粉,具有较高的应用价值。
它在国标中的通用名称主要有以下几类:
1.物理改性淀粉:通过加热、冷却、干燥、研磨等方法对原始玉米淀粉进行处理,提高其溶解度、糊化温度和稳定性。
这类改良型玉米淀粉在食品、医药、饲料等领域有广泛应用。
2.化学改性淀粉:通过酯化、醚化、接枝等化学反应对玉米淀粉进行改性,增强其溶解性、流动性和稳定性。
这类改良型玉米淀粉在塑料、涂料、油墨等行业具有重要作用。
3.生物改性淀粉:利用生物技术,如基因工程、发酵等手段,对玉米淀粉进行生物转化,生成具有特定功能的生物降解材料。
这类改良型玉米淀粉在环保、医药、生物降解材料等领域具有重要应用价值。
在我国,国标对改良型玉米淀粉的分类和标准有着严格的规定。
根据不同应用领域和性能要求,分别制定了相应的国家标准,如食品级、工业级、医药级等。
这些标准涵盖了淀粉的物理、化学、生物特性以及检测方法等方面,为我国改良型玉米淀粉的生产和应用提供了有力保障。
随着科技的进步和市场需求的增长,改良型玉米淀粉在我国的应用和发展前景十分广阔。
一方面,科研人员不断研究新型改性技术,以满足不同领域对淀粉的需求;另一方面,政府和企业加大对生物降解材料、环保产业等领域的支持力度,为改良型玉米淀粉的市场推广创造了有利条件。
总之,改良型玉米淀粉作为一种重要的可再生资源,在我国得到了广泛关注和应用。
玉米淀粉工业用途
玉米淀粉是一种可广泛用于食品、医药、纺织、造纸、化工等领域的高科技产品,也是一种很有前途的工业原料。
其用途主要有以下几个方面:
1.食品工业。
玉米淀粉是生产各种食品的重要原料,如面包粉、方便面料、罐头、冷冻食品、果冻及各种糖果中的香精油等。
例如,日本在制造方便面时,每500克方便面中加入25克玉米淀粉,即可制成一公斤方便面。
在食品工业中玉米淀粉常作为添加剂来改善食品的风味,如用它可以提高面包和馒头的膨松度;在糖果中可作为填充剂改善糖果的柔软度和韧性;在饮料和调味品中可作为增稠剂及稳定剂等。
2.纺织工业。
玉米淀粉具有良好的吸水性,能吸附各种染料,使织物变得洁白柔软。
它还可以作为纺织工业的浆料,如用玉米淀粉代替棉和毛纤维可制成棉织物和毛织物的浆料,并具有一定的强度和弹性。
此外,它还可以用作印染工业的染色剂;在纺织品中使用玉米淀粉可使织物变得柔软舒适;在制造人造丝过程中玉米淀粉还可用作胶凝剂,从而使人造丝具有一定的强度和弹性。
—— 1 —1 —。
2021年第1期现代农村科技经验交流我国玉米种质资源及改良李如来邱磊牛忠林吴丽丽夏永伟蒋佰福靳晓春(黑龙江省农业科学院佳木斯分院黑龙江佳木斯154007)摘要:玉米是各国经济市场中重要的基础产品,在我国玉米种植区因地域、气候等因素差异较大,能满足生产需求的优质玉米品种较少,且因土资源匮乏,玉米育种工作易受外来资源影响。
本文简述了玉米3大种植区气候特点及玉米育种特征,为各地区玉米育种工作提供参考。
关键词:玉米;种质资源;改良玉米站加乡yZ.)是禾本科一年生草本作物,结实果穗可作为饲料储备,凭借其较高的肉、蛋、奶等次级产品的转化率,享有“饲料之王”的美称[1]。
在发达国家玉米种植80%用于饲料生产,作为农业生产大国,我国玉米生产仅次于水稻和小麦,用于饲料生产的玉米在70%以上。
除用作饲料外,玉米也是重要的工业生产原料,玉米作为高淀粉作物,其籽粒淀粉含量在70%以上,在食品、医药、化工等领域中应用广泛。
按玉米种植区域可分为北方春播玉米区、黄淮海平原夏播玉米区、西南山地玉米区、南方丘陵玉米区、西北灌溉玉米区、青藏高原玉米区。
前3个区是我国玉米主要产区,每年玉米种植面积及产量占全国80%以上[2]。
我国早期玉米育种工作利用的种质资源大部分来自地方品种或自交系,资源贫乏,杂交选育性状单一,而后随国际市场开放和国际交流,逐年引进全球各国商业杂交种或突变体,丰富了玉米遗传变异选育的多样性,拓宽了遗传基因选择区间,为我国玉米育种发展奠定了遗传基础。
更远。
参考文献[1]房世杰,王成,杜伟,等.加强基础研究促进科技创新——以新疆农业科学院农部级重点实验室为例[J].农业科技管理,2019,38(5):47-50. [2]于佃凤.创新农业科技成果转化,推动经济发展[J].中国市场,2018(19):179-180.[3]虞紫燕.推进农业科技成果转化的探索与实践——以上海市农业科学院为例[J].上海农村经济,2019(10):20-22.[4]郑小蔚,范海阔.农业科技成果的转化问题和对策研究[J].农业工程及能源,2017(11):156-164.⑸赵志鹏,吴立峰.浅谈我国农业科技成果转化存在的问题及对策[J].上海农业科技,2018⑵:1-2.1我国与美国玉米种植上的差别1.1种质资源差别1.1.1美国种质资源。
玉米浸渍工艺及其对品质的影响研究玉米作为全球最重要的粮食作物之一,其地位不输于小麦和大米。
在中国,玉米不仅仅是一种重要的粮食作物,也是很多工业领域的原料。
但是,由于玉米的天然成分含有许多难以消化的成分,例如蛋白质、膳食纤维和淀粉等,使其在开发利用过程中存在一定困难。
因此,对于玉米的加工和利用,探索开发一些科学合理的方法和技术,极为必要。
于是,玉米的浸泡工艺就应运而生。
浸泡作为一种玉米加工的重要工艺,不仅可以改善玉米的营养成分,而且还能够改善玉米的储存能力和品质。
下面,本文将会详细介绍玉米浸泡工艺及其对品质的影响研究。
一、浸泡工艺的简介1. 玉米浸泡的概念浸泡工艺是指将含有淀粉、蛋白质等成分的玉米,通过水的作用,使其淀粉颗粒充分吸水胀大,随后流失至溶液之中,同时水中的酸碱度也会影响玉米蛋白质的水解过程,从而使玉米的营养价值得到提高。
2. 玉米浸泡的目的玉米浸泡的目的主要有以下几个方面:(1)去除玉米中的淀粉质和各种有害物质,以降低玉米的粘性。
(2)促进玉米中外源淀粉酶和天然淀粉酶的活化,使淀粉溶解更充分。
(3)归纳玉米中可溶性蛋白质,以改善玉米的营养价值。
(4)增加玉米中的可溶性糖,使玉米变得更好吃。
二、玉米浸泡对品质的影响1. 浸泡时间的影响玉米浸泡时间的长短是影响玉米品质的关键因素之一。
研究发现,浸泡时间愈长,玉米中淀粉溶解的愈充分,其吸水能力也越大。
但是,浸泡时间过长会引起玉米发生自发酵,导致玉米品质变差。
因此,在实际生产中,浸泡时间一般控制在8~ 12小时左右。
2. 浸泡温度的影响玉米浸泡温度是影响浸泡过程中酶活力和溶液环境的重要因素,可以影响玉米的吸水、膨胀和淀粉水解速率等特性。
在玉米浸泡过程中,最适宜的浸泡温度一般为30~35摄氏度,这样可以充分激活淀粉酶和蛋白酶等酶,并保证浸泡过程中不会引起玉米的腐败现象。
3. 浸泡液酸碱性的影响玉米浸泡液的酸碱性是影响浸泡工艺的关键因素之一。
酸性环境能够加速玉米中淀粉的水解,而碱性环境则能够促进玉米中蛋白质的水解。
木薯的产量和质量改良技术木薯(Manihot esculenta Crantz)是一种重要的经济作物,广泛种植于热带和亚热带地区。
它是一种高淀粉植物,被誉为“热带的玉米”,可用于人类食品、饲料、工业原料等多种用途。
然而,传统的木薯生产方式存在产量低、质量差的问题,因此,改良木薯的产量和质量成为农业科学家和农民们共同关注的课题。
要改善木薯的产量和质量,需要综合运用现代农艺技术、品种改良和生态环境调控等手段,下面将就这些方面阐述如何改良木薯的产量和质量。
首先,现代农艺技术对于改良木薯产量和质量起到至关重要的作用。
合理的田间管理措施是提高木薯产量和质量的基础。
一方面,合理施肥对于提高木薯的产量和品质具有重要影响。
施用有机肥、矿质肥和微量元素肥料能够满足木薯的养分需要,提高土壤肥力,从而提高木薯产量和质量。
另一方面,科学的灌溉管理也是关键。
木薯对水分的需求较高,但过度浇水会导致土壤板结、水分淤积和病虫害滋生。
因此,科学合理的灌溉水量和灌溉频次能够提高木薯的产量和质量。
其次,品种改良是提高木薯产量和质量的关键之一。
通过培育高产优质的木薯品种,可以提高木薯的产量和抗逆性。
目前,已经有许多优良的木薯品种被培育出来,具有较高的淀粉含量、抗病虫害能力以及适应不同生态环境的特点。
这些品种的推广种植将有助于提高木薯的产量和品质。
同时,利用分子生物学和遗传工程等技术手段,可以进一步提高木薯的抗逆性和品质。
此外,生态环境调控也是改良木薯产量和质量的一项重要措施。
木薯生长需要适宜的温度、光照、土壤湿度等环境因素。
合理调节这些环境因素有利于提高木薯的产量和品质。
例如,通过设置遮阳网、熏黑薄膜等措施,可以减轻高温对木薯生长的不利影响;合理排水和防治病虫害,能够降低木薯产量和品质的损失。
此外,生物防治也是一种有效的控制病虫害的方法,可减少化学农药对环境和木薯的负面影响。
此外,科学的收获和后期加工也是提高木薯产量和质量的关键。
木薯采收时应选择木薯根部充实、无病虫害的植株,避免采收生长势差的植株。
玉米生产淀粉工艺流程玉米淀粉是一种重要的工业原料,广泛应用于食品、医药、化工、纺织等领域。
玉米淀粉的生产工艺流程经过多年的发展和改进,已经相当成熟。
下面将介绍玉米生产淀粉的工艺流程。
1. 玉米的清洁与破碎首先,选用质量较好的玉米作为原料,经过清洁去杂处理,去除杂质和杂草。
然后将清洁后的玉米进行破碎,使得玉米颗粒被破碎成较小的颗粒,为后续的加工提供条件。
2. 玉米的浸泡破碎后的玉米颗粒需要进行浸泡处理。
将玉米颗粒放入大型浸泡槽中,加入适量的水和适量的碱液,进行浸泡处理。
浸泡的目的是软化玉米颗粒,使得后续的加工更加顺利。
3. 玉米的磨浆浸泡后的玉米颗粒需要进行磨浆处理。
将浸泡后的玉米颗粒送入磨浆机中进行磨浆处理,将玉米颗粒磨成细腻的浆状物,为后续的分离提供条件。
4. 玉米的分离经过磨浆处理后的玉米浆需要进行分离处理。
将玉米浆送入离心机中进行离心分离,将玉米浆中的淀粉和纤维等物质进行有效分离,得到较为纯净的玉米淀粉浆。
5. 玉米淀粉的提取经过分离处理后的玉米淀粉浆需要进行提取处理。
将玉米淀粉浆送入脱水机中进行脱水处理,将其中的水分进行脱除,得到较为干燥的玉米淀粉。
6. 玉米淀粉的干燥经过提取处理后的玉米淀粉需要进行干燥处理。
将玉米淀粉送入干燥机中进行干燥处理,将其中的余留水分进行蒸发,得到成品的玉米淀粉。
7. 玉米淀粉的包装最后,经过干燥处理后的玉米淀粉需要进行包装处理。
将玉米淀粉送入包装机中进行包装处理,将其包装成适合市场销售的包装规格,为市场销售提供便利。
以上就是玉米生产淀粉的工艺流程,通过以上的处理,玉米可以被加工成为高品质的淀粉产品,为人们的生活和工业生产提供了重要的原料。
工业用高淀粉玉米及其品质改良
长期以来玉米一直是粮食和饲料的主要资源。
目前,玉米已从单纯的粮食作物、饲料作物逐步向经济作物和工业原料过渡;由单纯产量型向定向品质型、专用型转变。
以美国为例,1972年用于食品和非食品
工业的玉米占全国玉米总量的9%,至1992 年则增加到18%,达377.19 X 108kg;我国1981年淀粉总产量仅为42X 104t, 1997年已达
270X 104t,玉米淀粉约占80%以上,淀粉产量的年增长率为14%左右。
玉米淀粉在医药、化工、食品、纺织、造纸、建筑、石油化工和塑料业等具有广泛的用途。
因此,加速工业用高淀粉玉米品种的培育和改良已势在必行。
高淀粉玉米的概念和分类
高淀粉玉米根据其籽粒中所含碳水化合物的比例和结构分为:混和高淀粉玉米,高支链淀粉玉米和高直链淀粉玉米。
混合高淀粉玉米是指
普通玉米籽粒中粗淀粉含量在75%以上的工业专用型玉米。
根据轻工部
75%以颁布的高淀粉玉米分级标准:一级为玉米籽粒中粗淀粉含量为上,二级为
72%以上,三级为69%以上。
普通玉米淀粉是直链淀粉和支
链淀粉的混合体,两者所占的比重分别大约为28%和72%。
我们通过品
质育种和改良可不同程度地改变玉米胚乳中直链淀粉和支链淀粉的含
量和比例。
将玉米籽粒胚乳中几乎含有100%的支链淀粉的类型叫支链
淀粉玉米(糯玉米或蜡质玉米) ;将胚乳中直链淀粉含量在50%~80%的
玉米叫高直链淀粉玉米。
2 影响玉米淀粉含量遗传基因及高淀粉玉米品质育种方法
糯玉米(支链淀粉)基因型及选育方法: 1909年 Collins 把 来源于我国的糯质玉米基因定名为 wx ;糯玉米籽粒,由于发生单基因 突变(Wx 变为wx ),在纯合的隐性基因 WxWX 勺控制下,可以将支链淀
粉含量提高到 100%。
糯质玉米胚乳不透明,晦暗,类似蜂蜡状又称蜡
质玉米。
糯质玉米基因作用是累加的,其基因点上有若干个等位基因,
它们是 WX Wx2和 Wx Wx 对后二者为显性,后二者均为隐性基因。
首
自交系和糯玉米农户种杂交选育糯玉米二环系。
( 3)
一次回交选育糯玉米二环系 。
选择优良的普通玉米自交系与糯玉米农家 种杂交,第二年在同组合内回交,而回交的后代用轮回亲本成对互测配
合力,从中选优良系自交至稳定。
目前主要运用 Wx 基因既可以在籽粒 中表达,也可以在花粉上表达。
通过 2%的 KI 溶液染色呈红棕色并渐渐 变成暗棕色,而普通玉米则呈蓝色的识别方法。
运用回交转育,回交、
自交交替进行将优良的普通玉米自交系转育成含 Wx 基因的糯玉米同型 系。
由于控制糯玉米 Wx 的基因只是改变了玉米胚乳淀粉的性质,对产
量并无太大影响。
糯质玉米的配合力一般低于马齿玉米配合力,糯质玉 米杂交种产量也略低于马齿玉米杂交种产量 ,而采用这一方法育成的糯
2.1 先是从选育优良自交系入手,一般采取方法为: 1)从糯玉米农家种中 直接选育一环系。
( 2) 糯普异型杂交:用配合力和抗性较好的普通玉米
糯普异型杂交成对
玉米产量基本上与普通玉米相同。
谢军(1990 年)报道,吉林省糯玉
米资源淀粉含量比普通玉米略低,平均为64.6%~67%。
中国农科院品资
所(1991)测定的1986~1988年共计4790 份糯玉米资源结果为:糯玉米与普通玉米种质资源的粗淀粉含量没有明显差异。
笔者认为作为粒用
型糯玉米,应属中晚熟品种,籽粒中支链淀粉含量100%,总淀粉含量70%,产量在9000kg/hm2 以上为宜。
2.2 高直链淀粉的基因型表现及选育方法:影响籽粒直链淀
粉含量的突变基因主要有ae, du和su2,这三种突变基因都增加了直
链淀粉的含量,但以ae 基因最为显著。
该基因是1952 年由Vineyard
和Bear 在一个普通玉米中发现了这个可加倍直链淀粉含量的单隐性基
因,后由Kramer等人(1958)建立以ae符号作为该基因在第5染色体
上的永久性符号。
纯合隐性基因ae 可以把直链淀粉提高到55%~65%,
甚至达到80% Haunold和Lindsey (1960)曾指出,高直链淀粉突变
体的表现型鉴定是困难的,但有时一种外观透明”的胚乳与高直链
淀粉的特性是结合在一起的。
他们还注意到一定的黄色遗传背景下,高
直链淀籽粒颜色对原始黄色的饰变。
Crane1964年曾报道,比较高的直
链淀粉与成熟籽粒的轻度凹陷或皱缩是有关的。
ae基因虽然可以显著
提高直链淀粉的含量,但它可以引起籽粒总淀粉含量的下降和含水量的增加。
目前高直链淀粉玉米杂交种的平均产量只有普通玉米的
65%〜75%目前世界上只有美国已将含有ae基因的玉米杂交种商品化,
含du、su2 基因的杂交种也进入了示范阶段。
商品化的直链淀粉玉米有
三种类型:
种为五级(含直链淀粉50%~60%);第二种为七级(含直
链淀粉70%~80%);第三种为八级(含直链淀粉80%~90%)。
高直链淀粉
玉米育种,现世界上主要是利用ae 基因。
通过回交和自交交替进行的方法是获得高直链淀粉自交系的一个较理想的方法。
这种方法的缺点是育种周期长,每两个世代才能完成一次回交。
但我们如果在每个世代对回交单株进行测交鉴定,选杂合突变基因型连续回交。
具体程序是从回交第二代开始,在回交的同时取被回交单株花粉与纯合隐性亲本测交。
收获后鉴定测交果穗,仅保留测交鉴定表现1:1分离的回交果穗。
如
此重复便可以达到每个世代回交一次的目的。
2.3 混合高淀粉玉米的选育方法:根据11 个省市(市)、自治区所选育并推广的88 个杂交种的品质分析结果看:普通玉米粗淀粉平均为68.157%,其中粗淀粉含量大于70%的占64.62%,最高含量达76.6%。
从28 个省、市(区)提供的7609 份玉米种质资源的淀粉品质分析表明:我国玉米种质资源的粗淀粉含量为68.31%,大部分在60%~72%,最高可
达75.75%,粗淀粉含量大于72%的资源有230 份。
这说明从普通玉米中
通过育种材料的定向选择,完全可以培育出粗淀粉含量达75%的专用型
高淀粉玉米品种。
因此,我们应调整育种目标,选择淀粉含量高的优质种质或合成优质群体做为育种素材,并通过添置快速品质分析设备,加强早代选系的品质分析,通过累加效应,达到提高淀粉含量的效果,力
争早日培育出粗淀粉含量在75%的工业专用型高淀粉玉米新品种,产量
与目前主栽玉米相同。
3 高淀粉玉米在工业中的加工利用途径
3.1 混合高淀粉玉米中粗淀粉的加工利用:淀粉经一定量酸
碱催化可制成淀粉糖(葡萄糖、果糖、麦芽糖、果葡糖浆),果葡糖浆是食品和饮料工业的重要原料。
葡萄糖氢化可制成山梨醇,它是一种重要的食品添加剂,山梨醇人体可以代谢,但不易被微生物所利用,可防止变败,所以作为面包和蛋糕的添加剂可防止食品干裂,保持食品的柔软新鲜,延长保质期和防止变质。
山梨醇代谢不引起血糖升高,可作为
糖尿病人的甜食品;山梨醇在口腔中不会引起pH值降低,可以作为防
龋食品的原料。
山梨醇是生产维生素C的起始原料;利用山梨醇可生产
表面活性剂,在纺织业中作为乳化剂加工合成纤维,防止静电产生,在印染业中可作助染剂。
山梨醇作代甘油,在化妆品,卷烟和油漆行业中的用途更为广泛。
在医药工业中,精制的山梨醇可作为降脑压制剂;山梨醇经硝化生成硝基失水山梨醇,是治疗冠心病的良药。
3.2 支链淀粉在工业中的加工利用途径:由于支链淀粉具有较好的稳定性、溶解性、粘滞性、透明性,适于作增稠予制剂、乳化剂、粘着剂等而广泛用于香肠、汤羹类罐头、冷冻食品、膨化食品、快餐方便食品,固体饮料、软饮料、糕点、冰淇淋、果酱、饼干等食品的添加剂。
工业方面,广泛应用于胶带,粘合剂。
在造纸业、纺织业、建筑业、石油化工等工业也有广泛的用途。
3.3 直链淀粉在工业中的加工利用途径:直链淀粉是由一种可以制成像玻璃纸一样薄的透明薄膜的线型分子构成。
直链淀粉可以制造可降解塑料制品、赛璐玢、胶片和其它产品。
特别是在农用薄膜加工业、包装业、纺织业、食品工业、建筑业、石油化工等工业中有着大量的需求。
研究表明,直链淀粉是生产生物降解膜的主要原料。
在纺织业中,直链淀粉作为玻璃状定型胶料,是优质的浆纱原料;在食品业中,由于直链淀粉凝胶速度快非常适于作软糖的添料;在建筑业中作为制作波纹提花板和制造瓦楞纸箱的快干粘合剂等。
目前,高淀粉玉米深加工和综合开发利用已成为21 世纪玉米产业的一个重点和发展趋势。
因此,抓住这个有利时机,尽快组织力量开展高淀粉玉米的研究,坚持走引进、选育、生产、加工和销售相结合的产业化发展道路,对于促进优质农业的发展,增加农民收入,提高农业效益,具有重大意义。