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二章淀粉一．淀粉的物理性质1.颗粒：淀粉呈白色粉末状，在显微镜下观察是形状和大小各不相同的透明小颗粒，1kg玉米淀粉大约有17000亿个颗粒。
淀粉颗粒形状基本是圆形、椭圆形和多角形。
玉米淀粉的颗粒为圆形和多角形居多，椭圆形较少，故用显微镜大致可以将淀粉种类鉴别出来。
不同品种的淀粉颗粒大小不同，差别很大，同一种淀粉颗粒大小也不均匀，并且相差很多，玉米淀粉最小颗粒约5微米，最大颗粒约26微米，平均为15微米。
玉米淀粉在偏光显微镜下观察，淀粉颗粒呈现黑色十字，玉米淀粉十字交叉点在淀粉颗的中心。
2.水分含量淀粉含有相当高的水分，玉米淀粉在一般情况下含水份约为12%，含有的水是通过淀粉中的羟基和水分子形成氢键，可以容纳大量的水，因此淀粉含有大量水份，仍呈干燥状态。
不同品种淀粉的水分含量有差别，是由于羟基自行结合和水分子结合成氢键的结合程度不同的缘故。
淀粉的水分含量受周围空气湿度的影响，空气湿度大，淀粉吸收空气中的水汽使水分含量增高，在干燥的天气湿度小，淀粉散失水分，使水分含量低。
随温度升高，湿度降低含水减少。
3 .糊化：淀粉混于冷水中，经搅拌成乳状悬浮液，称之为淀粉乳，若停止搅拌，则淀粉乳慢慢下沉，经过一段时间后，淀粉乳产生沉淀，因淀粉不溶于冷水，同时它的比重大于水的比重，淀粉的比重约为1.6。
若将淀粉乳加热到一定温度，淀粉乳中的淀粉颗粒开始膨胀，偏光十字消失。
温度继续升高时，淀粉颗粒继续膨胀，可达原体积的几倍到几十倍。
由于颗粒的膨胀，晶体结构消失，体积胀大，互相接触，变成粘稠状液体，此时停止搅拌，淀粉也不会沉淀，这种现象称为“糊化”，生成粘稠体称为淀粉糊，发生糊化时的温度称为糊化温度。
玉米淀粉乳的糊化温度为64-72℃，开始的温度为64℃，完成糊化的温度为72℃。
淀粉颗粒大小的不同，其糊化的难易也不同，较大的淀粉颗粒容易糊化，较小的颗粒糊化困难，不能糊化的颗粒称为糊精，不溶于水，也不溶于酒精，称之为醇不溶物。
淀粉颗粒名词解释1. 淀粉的概述淀粉是一种重要的碳水化合物，是植物体内最主要的储能物质。
它是由大量葡萄糖分子通过α-1,4-糖苷键和α-1,6-糖苷键连接而成的高聚物。
淀粉在植物体内以颗粒的形式存在，被储存在植物的细胞质或器官中，如种子、根茎、块茎、果实等。
2. 淀粉颗粒的结构淀粉颗粒是由两种不同的多糖分子组成的，即支链淀粉和直链淀粉。
支链淀粉是由α-1,6-糖苷键连接的分支链构成，直链淀粉是由α-1,4-糖苷键连接的直链构成。
淀粉颗粒的外观通常呈现出多种形态，如圆形、椭圆形、多角形等。
淀粉颗粒的大小也有所差异，一般在2-100微米之间。
3. 淀粉颗粒的组成淀粉颗粒由两种多糖分子组成，即支链淀粉和直链淀粉。
支链淀粉由α-1,6-糖苷键连接的分支链构成，直链淀粉由α-1,4-糖苷键连接的直链构成。
支链淀粉主要由两个分子组成：支链淀粉分支酶（branching enzyme）和支链淀粉合成酶（starch synthase）。
支链淀粉分支酶负责在直链淀粉分子上引入α-1,6-糖苷键，形成分支链；而支链淀粉合成酶则负责合成直链淀粉分子。
直链淀粉主要由直链淀粉合成酶合成，它将多个葡萄糖分子通过α-1,4-糖苷键连接在一起，形成直链结构。
4. 淀粉颗粒的功能淀粉颗粒是植物体内最主要的储能物质，其功能主要有以下几个方面：4.1 能量储存淀粉颗粒能够储存植物体内的能量。
当植物需要能量时，淀粉颗粒会被水解成葡萄糖，通过酶的作用转化为能量供植物使用。
4.2 水解产物的利用淀粉颗粒水解后的产物葡萄糖，不仅可以被植物利用，还可以被其他生物利用。
葡萄糖是生物体内重要的能量源，可以通过呼吸作用产生ATP，供细胞进行代谢活动。
4.3 保护细胞器官淀粉颗粒在细胞内起到保护细胞器官的作用。
它可以包裹其他细胞器官，减少其受到外界环境的影响，保持细胞内环境的稳定。
4.4 维持细胞形态淀粉颗粒可以帮助细胞维持其形态。
由于淀粉颗粒具有一定的硬度和稳定性，它可以作为细胞内的支撑物，维持细胞的形态结构。
淀粉分子结构引言淀粉是一种重要的碳水化合物，在自然界中广泛存在于植物细胞中。
它是人类主要的能量来源之一，也是食物加工中常用的原料。
淀粉分子结构对其功能和性质具有重要影响。
本文将深入探讨淀粉分子的组成、结构和功能。
淀粉的组成淀粉由两种不同的多糖组成：支链淀粉（amylopectin）和直链淀粉（amylose）。
它们以不同比例存在于淀粉颗粒中，使得淀粉具有特殊的性质。
支链淀粉（amylopectin）支链淀粉是由α-D-葡萄糖单元通过α-1,4-糖苷键连接而成的直链，而在每个25至30个葡萄糖单位上，还有一个α-1,6-糖苷键连接形成分支点。
这些支链使得支链淀粉呈现出树枝状结构。
支链越多，分子越复杂，颗粒越大。
直链淀粉（amylose）直链淀粉是由α-D-葡萄糖单元通过α-1,4-糖苷键连接而成的直链，没有分支结构。
它相对较短，通常由几百个葡萄糖单位组成。
淀粉分子的结构淀粉分子具有层次结构，包括原子、分子、颗粒和聚合体四个层次。
原子层次淀粉由碳（C）、氢（H）和氧（O）三种元素组成。
每个葡萄糖单元都含有6个碳原子、12个氢原子和6个氧原子。
分子层次淀粉分子是由许多葡萄糖单元通过糖苷键连接而成的聚合物。
支链淀粉中，分支点的存在增加了其复杂性。
直链淀粉则是一条长链。
颗粒层次淀粉以颗粒的形式存在于植物细胞中。
颗粒由许多淀粉分子聚集而成，形成一个球形或类似圆柱形的结构。
颗粒大小和形态因植物种类而异。
聚合体层次在自然界中，淀粉以大聚合体的形式存在。
这些聚合体由许多淀粉颗粒聚集而成，形成可见的结构。
淀粉分子的功能淀粉在植物中具有多种功能，也是人类重要的能量来源之一。
储存能量植物通过将多余的光合产物转化为淀粉来储存能量。
当需要能量时，淀粉分解为葡萄糖单元，并通过呼吸产生能量。
提供结构支持淀粉颗粒在植物细胞中起到支撑作用，帮助维持细胞形态和结构稳定性。
调节温度一些植物可以利用淀粉来调节温度。
当环境温度升高时，淀粉会分解产生热量，帮助植物降低体温。
马铃薯淀粉粒的构造马铃薯淀粉粒是马铃薯的贮存器官，而人们经常使用的马铃薯淀粉也是由马铃薯淀粉粒提取而来。
淀粉粒的构造是由许多分支的淀粉颗粒组成，这个构造为我们了解淀粉的合成、分解、特性以及其在生物学中的重要性提供了基础。
第一步，淀粉颗粒的分类淀粉粒被广泛的分为两大类：糊精和淀粉。
其中糊精在淀粉粒内部的结构比较简单，且易于水解。
淀粉则存在两种不同的构造，即直链淀粉和支链淀粉。
淀粉颗粒可能含淀粉A或淀粉B或同时具有两者。
淀粉A比淀粉B更容易和快速地消化，因此淀粉A通常被用作人们的饮食。
第二步，淀粉颗粒构造淀粉颗粒的外部形状是球形或者卵形。
马铃薯淀粉粒直径0.01mm-0.1mm，由两个互相独立的雾化层构成。
外面的一层由较轻微的α淀粉组成，而内部一层由更重的β淀粉构造成。
β淀粉在空气中能够紧密层叠在一起，而α淀粉子则相对稀疏。
此外，淀粉粒内部有许多小颗粒——淀粉颗粒，在其内部的多个薄膜上有利于构造一个更强壮的淀粉颗粒。
第三步，淀粉颗粒的功能淀粉颗粒是淀粉在植物中的主要形态，为植物的代谢过程提供了能量储备。
人们将淀粉颗粒提取后，能够将其转化为马铃薯淀粉，从而用于许多食品加工，包括牛奶、动物食品、速冻食品和许多其他的加工过程。
同时，淀粉颗粒对人体健康有益，能够帮助消化，维持正常的生理功能。
以上，总的来说，淀粉颗粒的构造是高度分支的，由多种淀粉颗粒组成。
了解淀粉颗粒结构对于理解淀粉的生命功能以及淀粉在人体中的消化和吸收过程至关重要。
本科生毕业论文毕业论文题目淀粉颗粒结构研究进展学生姓名袁康宁所在学院生物科学与技术学院专业及班级生物制药13级指导教师韦存虚完成日期2015 年1月23日目录摘要 (1)1 淀粉颗粒的概念 (1)2 淀粉颗粒的形状和大小 (1)3 淀粉颗粒的结构层次 (1)3.1 淀粉颗粒的分子结构 (2)3.2 淀粉颗粒的层次结构和微孔结构 (2)3.3 直链淀粉与淀粉颗粒结构 (3)3.4 支链淀粉与淀粉颗粒结构 (3)4 淀粉颗粒的形貌与结构 (3)4.1 马铃薯淀粉淀粉颗粒的形貌与结构 (3)4.2 木薯淀粉颗粒的形貌与结构 (3)4.3 玉米淀粉颗粒的形貌与结构 (4)4.4 银杏淀粉颗粒的形貌与结构 (4)4.5 小麦淀粉颗粒的形貌与结构 (4)5 植物淀粉颗粒的特性研究 (5)5.1 银杏淀粉颗粒的特性研究 (5)5.2 玉米多孔淀粉颗粒的特性研究 (5)6 淀粉颗粒特性影响的研究进展 (5)6.1 淀粉颗粒结构对酶水解的影响 (5)6.2 超高压对玉米淀粉的影响 (6)7 淀粉颗粒的利用价值与发展前景 (7)7.1 利用价值 (7)7.2 发展前景 (7)结语 (7)致谢 (7)参考文献 (8)淀粉颗粒结构研究进展生物制药13级袁康宁指导老师：韦存虚摘要：淀粉是植物体内贮藏的高分子碳水化合物，它可以分解成葡萄糖、麦芽糖等成分。
本文主要综述了淀粉颗粒的概念、淀粉颗粒的结构层次、淀粉颗粒的特性、淀粉颗粒的利用价值和发展前景等方面的研究进展。
关键词：淀粉颗粒，结构层次，颗粒特性，利用价值，发展前景淀粉颗粒是由直链淀粉和支链淀粉组成。
淀粉颗粒不溶于水，但参与植物能量的新陈代谢。
淀粉可以食用，在工业上也有广泛的应用前景，可以用于制葡萄糖，麦芽糖，酒精等。
本文综述了淀粉颗粒的概念、淀粉颗粒的结构特性、淀粉颗粒的特性、淀粉颗粒的利用价值和发展前景等方面的研究进展。
1．淀粉颗粒的概念淀粉存在于许多绿色植物中，主要贮存于植物的叶、根、芽、果实、谷粒和茎等组织和器官中，是生物圈中最丰富的碳水化合物之一。
淀粉的结构特点
淀粉是植物体内储存能量的重要物质，在人类的日常饮食中也占有重要地位。
淀粉分子是由许多葡萄糖分子通过α-1,4-键和α-1,6-键连接而成，它的结构特点如下：
1.由葡萄糖分子构成
淀粉是由许多葡萄糖分子构成的高分子，葡萄糖是一种单糖，分子式为C6H12O6，它是淀粉分子的基本组成单元。
2.α-1,4-键连接
淀粉中的葡萄糖分子通过α-1,4-键连接在一起，这种键的形成使得淀粉分子更加稳定。
这种连接方式使得淀粉分子具有一定的空间结构。
3.有支链的分子结构
淀粉分子的结构中还包含着支链，支链的形成是由于淀粉分子中有一部分葡萄糖分子通过α-1,6-键和主链上的葡萄糖分子连接而成，这种分支结构使得淀粉分子更加复杂。
4.可以聚集成颗粒
淀粉分子在植物体内聚集成为淀粉粒，淀粉粒是植物储存淀粉的形态之一、淀粉粒的大小、形状和结构特征与植物种类有关。
总结起来，淀粉的结构特点是由葡萄糖分子构成，通过α-1,4-键连接形成线性结构并有支链，可以聚集成颗粒。
这种结构特点使得淀粉分子能够在植物体内稳定地储存能量，并能够被人体消化吸收。
令狐文艳 令狐文艳 淀粉颗粒形态及结构
令狐文艳 1.1 淀粉颗粒的形态结构 淀粉是植物经过光合作用形成的，不同植物来源的淀粉，形状和大小都不相同（见表1-1）。小麦有两种不同形状和大小的淀粉颗粒：扁豆形的大颗粒，直径15~35um称为A淀粉；呈球形的小颗粒，直径2~10um，称为B淀粉，经研究这两种淀粉的化学组成相同。小麦淀粉扫描电镜图见图1-1和1-2，其他淀粉的形态如下表 表1-1 淀粉来源 作 物 特 性 形 态 直径（um） 小麦 谷 物 双 型 小扁豆形（A型） 15~35um 圆球形（B型） 2~10um 大麦 谷 物 双 型 A型 15~25um B型 2~5um 黑麦 谷 物 双 型 A型 10~40um B型 5~10um 燕麦 （易聚合） 谷 物 单 型 多角形 3~16um 80um（复合粒）
普通玉米 谷 物 单 型 多角形 2~30um 糯性玉米 谷 物 单 型 球形 5~25um 高直链玉米 谷 物 单 型 不规则形 2~30um 大米 谷 物 单 型 多角形 3~8um（小颗粒） 150um（复合粒 高粱 谷 物 单 型 球形 5~20um 豌豆 种 子 单 型 椭圆形 5~10um 土豆 块 茎 单 型 椭圆形 5~100um 木薯(不易老化) 根 类 单 型 椭圆形 5~35um
1.2 淀粉颗粒的晶体结构
淀粉粒由直链淀粉分子（Am）和支链淀粉分子（Ap）组成，但所有淀粉粒的共性是具有结晶性，用X射线衍射法证令狐文艳 令狐文艳 明淀粉粒具有一定形态的晶体构造，用X--射线衍射法和重氢置换法，可测得各种淀粉粒都有一定的结晶化度，见表1-2 表1-2 种 类 结晶化度（%） 测定法 马铃薯 25 X--射线衍射法 小 麦 36 稻 米 38 玉 米 39 糯玉米 39 高直链淀粉 19 甘 薯 37
X--射线衍射是物质分析鉴定，尤其是研究分析鉴定固体物质
的最有效普遍的方法，X--射线的波长正好与物质微观结构中原子、离子间的距离（一般为1~10埃）相当，所以它能被晶体衍射。借助晶体物质的衍射图是迄今为止最有效能直接观察到物质微观结构的实验手段。 完整淀粉颗粒具有三种类型的X--射线衍射图谱，分别称为A、B、C形：大多谷物淀粉和支链淀粉呈现A形，高直链淀粉谷物和马铃薯、块茎类淀粉和老化淀粉呈现B形，豆类淀粉和块根类多为C形：C形是A形和B形的混合物。 直链淀粉包和化合物晶体的X--射线衍射图谱呈现V形，在天然淀粉中不存在，仅在淀粉糊化后，与类脂物及有关化合物形成复合物后产生的。A、B、V形的X--射线衍射图谱如图1-3 1.3 淀粉颗粒的轮纹和偏光十字 在显微镜下观察淀粉粒，看到表面有轮纹结构，像树木年轮，各轮纹层围绕的一点叫“粒心”，又叫“脐”。根据粒心数目和轮纹情况，淀粉粒可分为：单粒、复粒、半复粒三种。 令狐文艳 令狐文艳 在偏光显微镜下，观察淀粉颗粒会出现黑色的十字，将颗粒分成四个白色区域，称为偏光十字。这是由于淀粉颗粒的有序结构产生的双折射现象。当淀粉粒充分膨胀、压碎或受热干燥时，晶体结构即行消失， 淀粉化学特性 2.1 直链淀粉和支链淀粉 淀粉是由α-D-葡萄糖组成的多糖高分子化合物，有直链状和支叉状两种分子，分别称为直链淀粉和支链淀粉。见图2-1,2为直链淀粉和支链淀粉的分子结构。 谷物颗粒中心主要是支链淀粉，外围主要是直链淀粉和酯类； 土豆淀粉：小颗粒中磷脂含量高，大颗粒则低。 小麦淀粉中含戊聚糖 2.1.1 直链淀粉的性质 1. 直链淀粉是线性的α-葡聚糖，结构中99%是以α-1.4-糖苷键连接，还有1%是以α-1.6-糖苷键连接，也就是分子中有分叉点。 2. 直链淀粉的分子量一般在105~106之间，每一个淀粉颗粒含有1.8×109个Am。 3. 直链淀粉空间构象是卷曲成螺旋结构，以麦芽糖为重复单元，糖苷键角是117º，每一转由六个葡萄糖苷组成。 4. 当淀粉在水中加热高于糊化温度后，Am从淀粉粒中游离出，溶于水中；温度升高，大分子和带分支的Am被溶出。 5. Am淀粉与碘、有机酸、醇形成螺旋包合物，淀粉溶液中加令狐文艳 令狐文艳 入正丁醇可使Am淀粉沉淀，形成了不溶性复合物。 6. Am淀粉易老化，即两个螺旋体形成双螺旋。 2.1.2 支链（Ap）淀粉的性质 1. Ap淀粉的支叉位置以α-1.6-糖苷键连接，其余为α-1.4-糖苷键连接，约5%为α-1.6-糖苷键；分子量在107~109。 2. Ap淀粉随机分叉，具有三种形式的链：A--链，由α-1.4-糖苷键连接的葡萄糖单元，是分子最外端的链；B—链，由α-1.4-糖苷键和α-1.6-糖苷键组成；C—链，由α-1.4-糖苷键和α-1.6-糖苷键连接的葡萄糖单元再加一个还原端组成。见图2-3为支链淀粉的分子形式。 3. Ap淀粉在水中形成球状颗粒，不易老化，当浓度为0.9%时，就形成双螺旋结构，呈现凝胶状。 玉米和小麦淀粉的Am含量为28%，马铃薯淀粉为21%，木薯淀粉为17%，高直链玉米的Am含量高达70%，糯玉米淀粉的Am只有1%，同一品种间的直支比基本相同。 2.1.3 性质差异 表2-1
形 状 连接键 膜强度 凝沉性 与碘变色 吸附碘量
直链淀粉 线 性 α-1.4-糖苷键 高 强 蓝色 20%自身重量 支链淀粉 分 支 α-1.4-糖苷键 α-1.6-糖苷键 弱 弱 紫红色 < 1%
2.1.4 淀粉的分离
1. 分离的前提：支链淀粉与直链淀粉的分离，性质不能改变，不能降解。 2. 分离方法： 令狐文艳 令狐文艳 ㈠ 温水浸出法 淀粉糊化时，直链淀粉析出进入水中，温度影响较大。 例：脱脂玉米淀粉（浓度2%）→加热（60~80℃）→离心分离（分出Ap颗粒）→上清液→加正丁醇（结晶）→沉淀→分离→洗去正丁醇（用乙醇洗涤）→干燥→得直链淀粉
㈡ 硫酸镁分步沉淀法是利用直链和支链淀粉在不同硫酸镁溶液中沉淀差异，分布沉淀分离。 2.2 淀粉颗粒的化学组成 表2-2 主要成份（淀粉含量%） 水分% 微量成分（%） Ap Am H2O Protein Lipids Ash 磷 戊聚糖
玉米 67~64 26~31 11~14 0.35 0.8 0.1 0.02 0.1 马铃薯 73~77 23~27 12~17 0.06 0.05 0.4 0.08 0.1 小麦 69~73 27~31 11~14 0.4 0.8 0.15 0.06 200
2.2.1 脂类
谷物淀粉中的脂类含量较高（0.8~0.9%），马铃薯和甘薯淀粉中则低得多（不到1%）。 脂类化合物可与直链淀粉分子形成包合物。 （1）降低淀粉的水合能力，使其不能充分糊化。 （2）产生异味，带原谷物的气味。 （3）使淀粉糊和淀粉膜不透明。 （4）减少淀粉分子与其它的分子结合，降低粘稠力。 2.2.2 含氮物质 令狐文艳 令狐文艳 淀粉中含氮物质主要是蛋白质，蛋白质含量是通过测含氮量乘以6.25来计算。谷物中淀粉与蛋白质结合紧密，分离困难，淀粉中蛋白含量较高。 蛋白的影响： （1）影响淀粉的分散特性，淀粉颗粒的水化速度及与酶的相互作用。 （2）水解时，发生美拉德反应，是葡萄糖的气味，颜色表现出来。 （3）蒸煮时易产生泡沫。 2.2.3 灰分 灰分是淀粉产品在特定温度下完全燃烧后的残余物。灰分的主要成分是磷酸盐基团，马铃薯淀粉灰分含量相对较高。 2.2.4 磷 淀粉中的磷主要以磷酸酯的形式存在，小麦中含磷高，木薯淀粉含磷量最低，马铃薯淀粉含磷量最高，带负电荷的磷酸基赋予淀粉一些聚电解质的特征，糊化温度低，快速润胀，淀粉糊粘性高，膜的透明度高。 2.2.5 戊聚糖 主要影响小麦淀粉，影响水解产品的强化，不易过滤。 淀粉的物理性质 3.1 粘性和流变特性 粘性：液体对抗流变性的能力，凭借分子内部摩擦力对抗。 牛顿流体 τ=F/A τ=ηγ 令狐文艳 令狐文艳 F：表示正压力 A: 受力面积 τ：剪切力 η：粘度(Pa·S) γ：剪切速度（S-1） 非牛顿流体 τ=ηγn 假塑性流体（剪切稀化）：n<1 粘性随剪切速度增加而降低的流体 触稠流体（剪切稠化）n>1 粘性随剪切速度增加而增加的流体 3.2 淀粉的糊化与溶胀 3.2.1 淀粉糊化过程 淀粉混于冷水中搅拌成乳状悬浮液，称为淀粉乳浆。停止搅拌，淀粉粒下沉（原因是淀粉比重比水大，和淀粉分子中羟基间形成氢键，阻止淀粉溶解），上部为清水。淀粉在冷水中有轻微的润胀，是可逆的，干燥后淀粉粒恢复原状。 加热淀粉乳浆，结晶区发生不可逆膨胀，水合作用加强，颗粒溶胀以至破裂，乳液变成粘性很大的糊状物，透明度增高，小部分直链淀粉溶出。停止搅拌，淀粉不会沉淀，也不能回复原颗粒。形成的粘稠的糊状物称为淀粉糊，这种现象称为糊化作用， 下图描述糊化过程： 碎片 淀粉颗粒 ∆T 溶胀 ∆T 粘度最大 ∆T 粘度降低
