淀粉与α-淀粉

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1、淀粉与α-淀粉(福建省水产饲料研究会陈启发)淀粉或α-淀粉是渔用配合饲料安全、经济的粘合剂和能源物料，且占原料比率高，仅次于鱼粉，对配合饲料质量的影响较大，掌握其基本常识，对于加工α-淀粉(或变性淀粉)，膨化颗粒饲料或配制粉状渔用配合饲料等均有裨益。1.淀粉的简明结构与物性从生物化学知识明了，淀粉是由α-D六环葡萄糖组成，以糖苷键将其连成多聚长链的均一多糖。分为两大类：一类为直链淀粉(Ａｍｙｌｏｓｅ)，仅由D-葡萄糖单位以α-1，4-糖苷键连接并成卷曲、呈螺旋形的线状大分子，形成每个环有6～8个葡萄糖基。碘

2、分子极易进入螺旋环内部，形成蓝色的络合物。若加热至70℃，蓝色消失；冷却后蓝色重现。另一类是支链淀粉(Ａｍｙｌｏｐｅｃｔｉｎ)，是一种分枝很多的高分子多糖，分子比直链淀粉大，分子量在20万道尔顿以上，相当于1300个以上的葡萄糖单位组成。整个分子由很多较短的α-1，4-糖苷键连接的直链，再以α-１，６-糖苷键为分枝点，相连接成高度分枝状的大分子。其分子中90%为α-１，４-键；还有10%则为α-１，６-键，是分子的分枝处。与碘很难络合，所以遇碘仅呈现红紫色。直链、枝链淀粉的结构如图1示。+AB图1A直链、B

3、枝链淀粉示意图淀粉的分子式为(Ｃ６H１０Ｏ5)ｎ，是由一薄层蛋白质包裹的存在于植物体的颗粒，颗粒外层为枝链淀粉，内层为直链淀粉。不同来源的淀粉，直链和枝链淀粉的比例各不相同。如玉米淀粉为2:8；粘质玉米淀粉(WａｘｙＣｏｒｎＳｔａｒｃｈｅｓ)为0:10；糯米为0:10；高链玉米淀粉为7.5:2.5；小麦淀粉为2.5:7.5；马铃薯淀粉(Pｏｔａｔｏｓｔａｒｃｈｅｓ)为2:8；红薯淀粉为1.8:8.2；绿豆淀粉为6:4。经显微镜观察，植物品种不同，淀粉颗粒的形态和大小各不相同，其中，马铃薯淀粉的颗粒直径最大，

4、聚合度也最大。见表1。淀粉不溶于水，在水中随水温的上升而溶胀，然后即破裂而糊化。含有淀粉的水液，在加热初期仅产生混浊，只有达到糊化温度，才会变成非常粘稠的半透明液体。马铃薯淀粉的糊化起始温度最低，为65～66℃。在糊化起始温度，淀粉颗粒在偏光显微镜下的“十字”开始出现模糊，随着糊化进程直至“十字”完全消失。所谓糊化，即是淀粉颗粒的溶胀和相互接触、晶体结构消失，形成具有粘性的半透明凝胶或胶体溶液的现象。表1商品化淀粉的理化近似值项目玉米种子大米种子小麦种子木薯块根甜薯块根土豆块根颗粒形状多面体多面体镜片状铃状

5、铃状卵状直径(微米)6～212～85～404～352～405～100平均直径(微米)16420171850组成水分(%)131313121218蛋白质(%)0.350.070.380.020.10脂肪(%)0.040.560.070.10.10.05灰分(%)0.080.100.170.160.30.57P２Ｏ５(％)0.0450.0150.1490.01700.176直链淀粉251930171925聚合度直链淀粉480--1050-850支链淀粉1450--1300-2000糊化温度(℃)77～78757

6、567～787565～66用电镜观察马铃薯淀粉(低倍范围)、荧屏呈现规整的椭球颗粒图像，而马铃薯α-淀粉则呈现不规则的碎片形貌。淀粉颗粒在热水中溶胀过程，线型直链淀粉比枝链淀粉更容易通过颗粒膜而扩散，直链淀粉和枝链淀粉可分开。2.淀粉的α-化和βＲ化1930年，德国的物理学家Kａｔｚ氏提出了α-淀粉和β-淀粉理论。实际上，Kａｔｚ氏利用了Dｅｂｙｅ绕射光谱法(DｉｆｆｒａｃｔｉｏｎＳｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｒｙ)研究了各种天然生淀粉的结晶构造后，发现大致可分为A、B、C型三种绕射光谱，A型为高结晶性淀粉

7、，B型为弱结晶性淀粉，而C型则是介于A型与B型之间。Kａｔｚ把这三种形态的天然淀粉统称为βｎ淀粉(ｎ表示Ｎａｔｕｒａｌ)。若将生淀粉加足量的水，加热将它糊化，并于高温下迅速干燥之后，淀粉的绕射光谱吸收线条大部分消失，也是淀粉原有结晶形态多已瓦解消失，此类光谱称为Ｖｅｒkｌｅｉｓｔｅｒｕｎｇ型绕射光谱，简称V型光谱。Kａｔｚ将这种低度结晶的淀粉粒称为α-淀粉。糊化后的淀粉，若不迅速脱水干燥，而是在室温条件下自然冷却干燥，则Dｅｂｙｅ-Ｓｃｈｅｒｅ绕射光谱又可从V型渐渐回复到中度结晶性的C型或高度结晶性的A型光

8、谱。这种糊化后再老化结晶的淀粉，称为βＲ(Ｒ表示Ｒｅｔｒｏｇｒａｄａｔｅｄ)。总之，具有一定结晶构造的淀粉粒，统称为β淀粉，而那些失去结晶构造的淀粉粒则称为α-淀粉。如前所述，淀粉的糊化需有一定量的水，通过物理或化学过程，使淀粉颗粒吸水膨胀，从而导致淀粉分子间的氢键断裂，破坏淀粉原有的结晶结构，这就是淀粉的α-化过程。淀粉的βＲ化实际上是分子间氢键已断裂的α-淀粉又重新排列形成新的氢键的过程，也就是一个与α-化逆