淀粉,这一连接葡萄糖的长链状分子,在食品工业中扮演着增稠剂的多元角色。其通式为(C6H0O5)n,经过水解可得到麦芽糖,甚至进一步完全水解为葡萄糖。作为植物体内的重要养分,淀粉广泛存在于诸如大米、麦子、玉蜀黍以及马铃薯等众多植物的种子、根、茎等组织中。

在探讨淀粉的结构时,我们不得不提及其由直链淀粉和支链淀粉组成的复杂特性。直链淀粉,以D—吡喃葡萄糖为基础,通过α—,4糖苷键线性连接而成,但并非完全直线,而是因分子内氢键作用而呈现左螺旋状。其相对分子质量范围广泛,从到甚至更大。值得注意的是,直链淀粉的比例在淀粉分子中有着重要的意义,它反映了分子大小的分布,而平均聚合度则因淀粉种类而异。

另一方面,支链淀粉的结构则更为复杂。它同样以D—吡喃葡萄糖为构建单元,但连接方式更为多样,包括α—,4糖苷键和α—,6糖苷键,从而形成了带分枝的复杂大分子。其整体结构呈树枝状,支链较短,平均包含20—30个葡萄糖基。相较于直链淀粉,支链淀粉的分子量更大,相对分子质量在—0之间,相当于聚合度为—0个葡萄糖残基。这种高度分支的结构使得支链淀粉在性质上与直链淀粉显著不同。支链淀粉的分子形状宛如高粱穗,其中包含众多小分子,推测至少超过50个。每个分支平均含有20至30个葡萄糖残基,这些分支均以D—葡萄糖通过α—,4糖苷键相连,形成卷曲的螺旋状结构。然而,在分子接点处,则是通过α—,6糖苷键相连。这些分支与分支之间的距离约为至2个葡萄糖残基。

接下来,我们将探讨淀粉的性质。首先,关于淀粉的物理性质

淀粉呈白色粉末状,通常不溶于有机溶剂,但能溶于二甲基亚砜和N,N—二甲基甲酰胺。其吸湿性强,颗粒具有渗透性。值得注意的是,纯支链淀粉可溶于冷水,而直链淀粉和天然淀粉则不溶于冷水。

另一方面,淀粉还具有一些重要的物理化学性质

例如,当水温达到53℃以上时,淀粉会在高温下发生溶胀和分裂,形成均匀的糊状溶液,这一过程被称为淀粉的糊化。淀粉的糊化作用可以分为三个阶段:可逆吸水阶段、不可逆吸水阶段和淀粉粒解体阶段。同时,淀粉的糊化温度会因淀粉种类和颗粒大小的不同而有所差异。

另一方面,淀粉在室温或低于室温下放置时

经过自动排列成序,会形成紧密、高度结晶化的不溶性淀粉分子微束,这一现象被称为淀粉的老化。老化后的淀粉与水失去亲和力,难以被淀粉酶水解,因此也不易被人体消化吸收。在食品工业中,对淀粉老化作用的控制具有重要意义。不同来源的淀粉在老化难易程度上有所不同,这主要与所含直链淀粉和支链淀粉的比例有关。一般来说,直链淀粉较支链淀粉更易老化,直链淀粉含量越高,老化速度越快。老化与淀粉的含水量紧密相关。当淀粉的含水量处于30%至60%的范围内时,其老化速度较快,而低于0%或在大量水中的淀粉则不易老化。此外,老化作用在2至4℃的温度范围内最为适宜,超出此范围则不会发生老化。同时,淀粉在偏酸或偏碱的环境下也不易发生老化。

接下来,我们将探讨淀粉的化学性质。

在热、氧化剂、酸、碱和酶的作用下,淀粉会分解成多种产物,如淀粉糊精、氧化淀粉、酸处理淀粉、麦芽糖和葡萄糖等。此外,淀粉分子中的羟基还可以发生酯化反应、醚化反应以及其他反应,从而生成多种淀粉衍生物。

除了上述性质外,淀粉还展现出其他一些有趣的性质。例如,其颗粒性质包括凝聚状态的吸附性、凝聚性、吸湿性以及再湿性等。另外,当淀粉被加热或冷却时,其粘度会发生变化,这种变化受到低温贮藏和冻融过程的影响。此外,淀粉膜的性质也是值得

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