淀粉(来源、组成、结构、化学性质、作用) 淀粉是许多食品的组成成分,也是人类营养最重要的碳水 化合物来源。 (一)来源: 主要:玉米、小麦、马玲薯、甘薯; 其次:稻、粟、藕。 ●(二)组成 淀粉粒由二种葡聚糖组成,即直链淀粉和支链淀粉 多数淀粉含20~39%的直链淀粉,新玉米品种含直链淀 粉可达5080%; 少数淀粉粒含7080%支链淀粉,而糯玉米或糯米糯粟 含支链淀粉近100%。 (三)结构:直链淀粉和支链淀粉的结构见图:
一、淀粉（来源、组成、结构、化学性质、作用） ⚫ 淀粉是许多食品的组成成分，也是人类营养最重要的碳水 化合物来源。 ⚫ （一）来源： ⚫ 主要：玉米、小麦、马玲薯、甘薯； ⚫ 其次：稻、粟、藕。 ⚫ （二）组成 ⚫ 淀粉粒由二种葡聚糖组成，即直链淀粉和支链淀粉。 ⚫ 多数淀粉含20～39％的直链淀粉，新玉米品种含直链淀 粉可达50—80％； ⚫ 少数淀粉粒含70—80％支链淀粉，而糯玉米或糯米糯粟 含支链淀粉近100％。 （三）结构：直链淀粉和支链淀粉的结构见图：
(1)直链淀粉分子结构 图2.3直链淀粉的螺旋状结构示意图 直链淀粉在水溶液中并不是线型分子,而是由分子内的氢键作用使之 卷曲成螺旋状,每个环转含有6个葡萄糖残基 直链淀粉是由葡萄糖以 4糖苷键缩合而成的,聚合度为100 6000之间,一般为几百。分子量为3万2~16万
⚫ 直链淀粉在水溶液中并不是线型分子，而是由分子内的氢键作用使之 卷曲成螺旋状，每个环转含有6个葡萄糖残基。 ⚫ 直链淀粉是由葡萄糖以α一1，4糖苷键缩合而成的，聚合度为100～ 6000之间，一般为几百。分子量为3万2~16万。 （1）直链淀粉分子结构
(2)支链淀粉分子结构 图2.4支链淀粉的结构示意图 支链淀粉是“树枝”状结构,A、B和C三种链C链是主链,每个支链淀粉分子只有 条C链,一端为非还原端基,另一端为还原端基;A链是外链,经由α-1,6键与B链连接 B链又经由a-1,6键与C链连接,A链和B链平均含20~30个葡萄糖残基。A链和B链只有 非还原端基。分支之间相距有11~12个葡萄糖残基,各分支卷曲成螺旋状。支链淀粉 分子近似球形,聚合度在1千3百万之间
⚫ 支链淀粉是“树枝”状结构，A、B和C三种链,C链是主链，每个支链淀粉分子只有 一条C链，一端为非还原端基，另一端为还原端基; A链是外链，经由α-1,6键与B链连接， B链又经由α-1,6键与C链连接，A链和B链平均含20～30个葡萄糖残基。A链和B链只有 非还原端基。分支之间相距有11～12个葡萄糖残基，各分支卷曲成螺旋状。支链淀粉 分子近似球形，聚合度在1千~3百万之间。 （2）支链淀粉分子结构
CHOH HO OH CH2OH H CH2OH 直链淀粉 H CH2OH M/B HO oH人 CH,OH HO OH a-1,6键 支链淀粉 HO OH CHOH HO OH 图3-26直链淀粉和支链淀粉的结构 图3-27支链淀粉分子结构示意图
四)淀粉的化学性质(水解、糊化、老化) 1.淀粉的水解 淀粉在酸或酶的作用下,发生水解反应,分别称为酸水解法 和酶水解法 (1)酸水解 以无机酸为催化剂水解淀粉,因水解程度不同,其产物也有 所不同 紫色糊精(30个葡萄糖残基片断) 红色糊精(20个葡萄糖残基片断) 直链淀粉 无色糊精(6个葡萄糖残基) 麦芽糖 葡萄糖 *不同来源的淀粉对酸水解的难易有差别,马铃薯淀粉较玉米、麦、高梁 等谷类淀粉易水解,大米淀粉较难水解; *支链淀粉较直链淀粉易水解: *α-1,4糖苷键水解速度较β-1,6糖苷键快
（四）淀粉的化学性质（水解、糊化、老化) 1. 淀粉的水解 淀粉在酸或酶的作用下，发生水解反应，分别称为酸水解法 和酶水解法。 （1）酸水解 以无机酸为催化剂水解淀粉，因水解程度不同，其产物也有 所不同。 紫色糊精(30个葡萄糖残基片断) 红色糊精(20个葡萄糖残基片断) 直链淀粉 无色糊精(6个葡萄糖残基) 麦芽糖 葡萄糖 *不同来源的淀粉对酸水解的难易有差别，马铃薯淀粉较玉米、麦、高梁 等谷类淀粉易水解，大米淀粉较难水解； *支链淀粉较直链淀粉易水解； *α—l，4糖苷键水解速度较β一l，6糖苷键快
●(2)酶水解: 酶水解在工业上称为酶糖化。酶糖化经过糊化、液化和糖化三 道工序。淀粉颗粒的晶体结构抗酶作用力强,因此,淀粉酶不能 直接作用于淀粉,需事先加热淀粉乳,破坏其晶体结构使其糊化 淀粉水解应用的淀粉酶主要为。α淀粉酶(液化酶)、β一淀粉酶(转 化酶)和葡萄糖淀粉酶。 ●*一淀粉酶水解淀粉是从分子内部进行的,水解中间位置的a-1,4糖苷键, 先后次序没有一定的规律,这种由分子内部进行水解的酶称为“内酶”,生 成产物的还原尾端葡萄糖单位为α一构型,故称α一淀粉酶,α一淀粉酶不能水 解α一1,6糖苷键,但能越过此键继续水解;α一淀粉酶不能水解麦芽糖分 中的α-1,4糖苷键 *β一淀粉酶能水解α-1,4葡萄糖苷键,不能水解α-1,6糖苷键,也不能越 过它继续水解,水解从淀粉分子的还原尾端开始,不能从分子内部进行。因 此属于外酶,水解最后产物是β一麦芽糖和β极限糊精 *葡萄糖淀粉酶,由非还原尾端水解α-1,4、α-,6和α1,3糖苷键,分离 岀来的葡萄糖构型发生转变,最后产物全部焬β-葡萄糖。葡萄糖淀粉酹属于外 酶,专一性差
⚫ （2） 酶水解： ⚫ 酶水解在工业上称为酶糖化。酶糖化经过糊化、液化和糖化三 道工序。淀粉颗粒的晶体结构抗酶作用力强，因此，淀粉酶不能 直接作用于淀粉，需事先加热淀粉乳，破坏其晶体结构使其糊化。 淀粉水解应用的淀粉酶主要为。α淀粉酶(液化酶)、β一淀粉酶(转 化酶)和葡萄糖淀粉酶。 ⚫ *α一淀粉酶水解淀粉是从分子内部进行的，水解中间位置的α一1，4糖苷键， 先后次序没有一定的规律，这种由分子内部进行水解的酶称为“内酶” ，生 成产物的还原尾端葡萄糖单位为α一构型，故称α一淀粉酶，α一淀粉酶不能水 解α一1，6糖苷键，但能越过此键继续水解；α一淀粉酶不能水解麦芽糖分子 中的α一1，4糖苷键。 ⚫ *β一淀粉酶能水解α一1，4葡萄糖苷键，不能水解α一1，6糖苷键，也不能越 过它继续水解，水解从淀粉分子的还原尾端开始，不能从分子内部进行。因 此属于外酶，水解最后产物是β一麦芽糖和β一极限糊精。 ⚫ * 葡萄糖淀粉酶，由非还原尾端水解α一1，4、α—l，6和α一l，3糖苷键,分离 出来的葡萄糖构型发生转变，最后产物全部为β-葡萄糖。葡萄糖淀粉酶属于外 酶，专一性差
淀粉的糊化 (1)淀粉的糊化:未受损伤的淀粉颗粒不溶于 冷水,但能可逆地吸收水和轻微地溶胀,但 随着温度升高,淀粉分子振动剧烈,造成氢 键断裂,断裂的氢键与较多的水分子结合 由于水分子的进入造成更长的淀粉链段的分 离,增加了结构的无序性、减少了结晶区域 溶液呈糊状。 (2)糊化温度:糊化通常发生在一个狭窄的温 度范围,较大的颗粒先糊化,较小的颗粒后 糊化。淀粉粒溶胀、内部结构破坯的温度范 围,称为糊化温度
2 淀粉的糊化 （1）淀粉的糊化：未受损伤的淀粉颗粒不溶于 冷水，但能可逆地吸收水和轻微地溶胀，但 随着温度升高，淀粉分子振动剧烈，造成氢 键断裂，断裂的氢键与较多的水分子结合。 由于水分子的进入造成更长的淀粉链段的分 离，增加了结构的无序性、减少了结晶区域， 溶液呈糊状。 （2）糊化温度：糊化通常发生在一个狭窄的温 度范围，较大的颗粒先糊化，较小的颗粒后 糊化。淀粉粒溶胀、内部结构破坏的温度范 围，称为糊化温度
冷却 老化 飞结支淀粉 孓形 mm空结显直链淀粉 ~類形 1淀粉颗粒在加热与拎却时变化
2淀粉的糊化 ●(3)影响淀粉的糊化的因素: *温度:温度越高,糊化程度越大。 *水分活度:水分活度低,不能糊化发生或糊化程度非常 有限,因为食品成分和淀粉竞争与水的结合而影响淀粉糊 *髙浓度糖、脂类等,与直链淀粉形成复合物,推迟颗粒 的溶胀。 *在低pH值时,淀粉水解产生糊精而变稀,故糊化使用交 联淀粉。 ●*直链淀粉与支链淀粉的含量也影响糊化温度。直链淀粉 含量越高,淀粉越难以糊化,糊化温度越高;相反,十些 淀粉仅含有支链淀粉,一般产生清糊且相当稳定
2 淀粉的糊化 ⚫ （3）影响淀粉的糊化的因素： ⚫ * 温度：温度越高，糊化程度越大。 ⚫ * 水分活度：水分活度低，不能糊化发生或糊化程度非常 有限，因为食品成分和淀粉竞争与水的结合而影响淀粉糊 化。 ⚫ * 高浓度糖、脂类等，与直链淀粉形成复合物，推迟颗粒 的溶胀。 ⚫ * 在低pH值时，淀粉水解产生糊精而变稀，故糊化使用交 联淀粉。 ⚫ * 直链淀粉与支链淀粉的含量也影响糊化温度。直链淀粉 含量越高，淀粉越难以糊化，糊化温度越高；相反，一些 淀粉仅含有支链淀粉，一般产生清糊且相当稳定
3淀粉老化 (1)定义:淀粉由增溶或分散态向不溶的微晶态的不可 逆转变,即大多是直链淀粉分子的重新定位 冷却 老化 @“⑤圈 结晶支链淀粉 无定形 结晶直链淀粉 无定形 图3-31淀粉颗粒在加热与冷却时变化
3 淀粉老化 (1)定义： 淀粉由增溶或分散态向不溶的微晶态的不可 逆转变，即大多是直链淀粉分子的重新定位