淀粉是高分子碳水化合物，是由單一類型的糖單元組成的多糖。淀粉的基本構(gòu)成單位為α-D-吡喃葡萄糖，葡萄糖脫去水分子后經(jīng)由糖苷鍵連接在一起所形成的共價(jià)聚合物就是淀粉分子。淀粉屬于多聚葡萄糖，游離葡萄糖的分子式以C6H12O6表示，脫水后葡萄糖單位則為C6H10O5，因此，淀粉分子可寫成(C6H10O5)n，n為不定數(shù)。組成淀粉分子的結(jié)構(gòu)單體(脫水葡萄糖單位)的數(shù)量稱為聚合度，以DP表示。

物料分類

　　淀粉是經(jīng)由α-1,4糖苷鍵連接組成的。其后，人們把淀粉分為直鏈分子和支鏈分子，直鏈分子是D-六環(huán)葡萄糖經(jīng)α-1,4-糖苷鍵組成，支鏈分子的分支位置為α-1,6-糖苷鍵，其余為α-1,4糖苷鍵。

　　直鏈淀粉含幾百個(gè)葡萄糖單元，支鏈淀粉含幾千個(gè)葡萄糖單元。在天然淀粉中直鏈的占20%～26%，它是可溶性的，其余的則為支鏈淀粉。直鏈淀粉分子的一端為非還原末端基，另一端為還原末端基，而支鏈淀粉分子具有一個(gè)還原末端基和許多非還原末端基;當(dāng)用碘溶液進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，直鏈淀粉液呈顯深藍(lán)色，吸收碘量為19%~20%，而支鏈淀粉與碘接觸時(shí)則變?yōu)樽霞t色，吸收碘量為1%。

物理性質(zhì)

　　吸附性質(zhì)

　　淀粉可以吸附許多有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物，直鏈淀粉和支鏈淀粉因分子形態(tài)不同具有不同的吸附性質(zhì)。直鏈淀粉分子在溶液中分子伸展性好，很容易與一些極性有機(jī)化合物如正丁醇、脂肪酸等通過(guò)氫鍵相互締合，形成結(jié)晶性復(fù)合體而沉淀。

　　溶解度

　　淀粉的溶解度是指在一定溫度下，在水中加熱30 min后，淀粉樣品分子的溶解質(zhì)量分?jǐn)?shù)。淀粉顆粒不溶于冷水，受損傷的淀粉或經(jīng)過(guò)化學(xué)改性的淀粉可溶于冷水，但溶解后的潤(rùn)脹淀粉不可逆。隨著溫度的上升，淀粉的膨脹度增加，溶解度加大。

　　糊化

　　將淀粉懸浮液進(jìn)行加熱，淀粉顆粒開(kāi)始吸水膨脹，達(dá)到一定溫度后，淀粉顆粒突然迅速膨脹，繼續(xù)升溫，體積可達(dá)原來(lái)的幾十倍甚至數(shù)百倍，懸浮液變成半透明的黏稠狀膠體溶液，這種現(xiàn)象稱為淀粉的糊化。淀粉發(fā)生糊化現(xiàn)象的溫度稱為糊化溫度。即使同一品種的淀粉，因?yàn)榇嬖陬w粒大小的差異，因此糊化難易程度也各不相同，所需糊化溫度也不是一個(gè)固定值。

　　回生

　　糊化的淀粉在稀糊狀態(tài)下放置一定時(shí)間后會(huì)逐漸變渾濁，最終產(chǎn)生不溶性的白色沉淀。而在濃糊狀態(tài)下，可形成有彈性的膠體，這種現(xiàn)象稱為淀粉的回生，也叫淀粉的老化或凝沉。

　　膨脹能力

　　加熱淀粉乳，淀粉顆粒會(huì)膨脹。對(duì)于不同種類淀粉其顆粒膨脹能力不同。將淀粉乳樣品在一定溫度水浴中加熱30 min，然后離心，傾出上清液，將沉淀的顆粒稱重，淀粉膨脹后沉淀顆粒的重量與原來(lái)干淀粉重量之比稱為膨脹能力。

　　臨界濃度

　　淀粉的臨界濃度是指淀粉在95℃條件下膨脹后正好將100 mL水全部吸收，無(wú)游離水遺留的干基重量。當(dāng)?shù)矸蹪舛瘸^(guò)臨界值時(shí)，淀粉將形成膨脹粒的連續(xù)相，全部自由水都被截留;低于臨界值將會(huì)有游離水分存在。工業(yè)上應(yīng)用的淀粉糊濃度遠(yuǎn)高于臨界濃度，淀粉的臨界濃度是配制一定黏度糊所需要淀粉量的依據(jù)。

化學(xué)性質(zhì)

　　淀粉的許多化學(xué)性質(zhì)與葡萄糖相似，但由于它是葡萄糖的聚合體，又有自身獨(dú)特的性質(zhì)，生產(chǎn)中應(yīng)用淀粉化學(xué)性質(zhì)改變淀粉分子可以獲得兩大類重要的淀粉深加工產(chǎn)品。

　　第一大類是淀粉的水解產(chǎn)品，它是利用淀粉的水解性質(zhì)將淀粉分子進(jìn)行降解所得到的不同DP的產(chǎn)品。淀粉在酸或酶等催化劑的作用下，α-1,4糖苷鍵和α-1,6糖苷鍵被水解，可生成糊精、低聚糖、麥芽糖、葡萄糖等多種產(chǎn)品。

　　第二大類產(chǎn)品是變性淀粉，它是利用淀粉與某些化學(xué)試劑發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)而生成的。淀粉分子中葡萄糖殘基中的C2、C3和C6位醇羥基在一定條件下能發(fā)生氧化、酯化、醚化、烷基化、交聯(lián)等化學(xué)反應(yīng),生成各種淀粉衍生物。

物料應(yīng)用

　　淀粉的應(yīng)用廣泛，其中變性淀粉是重點(diǎn)。變性淀粉是指利用物理?；瘜W(xué)或酶的手段改變?cè)矸鄣姆肿咏Y(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)，從而產(chǎn)生新的性能與用途的淀粉或淀粉衍生物。其種類多樣，根據(jù)處理方式分為以下幾類。

　　1.物理變性：預(yù)糊化(α-化)淀粉、γ射線、超高頻輻射處理淀粉、機(jī)械研磨處理淀粉、濕熱處理淀粉等。

　　2.化學(xué)變性：用各種化學(xué)試劑處理得到的變性淀粉。其中有兩大類：一類是使淀粉分子量下降，如酸解淀粉、氧化淀粉、焙烤糊精等;另一類是使淀粉分子量增加，如交聯(lián)淀粉、酯化淀粉、醚化淀粉、接枝淀粉等。

　　3.酶法變性(生物改性)：各種酶處理淀粉。如α、β、γ-環(huán)狀糊精、麥芽糊精、直鏈淀粉等。

　　4.復(fù)合變性：采用兩種以上處理方法得到的變性淀粉。如氧化交聯(lián)淀粉、交聯(lián)酯化淀粉等。采用復(fù)合變性得到的變性淀粉具有兩種變性淀粉的各自優(yōu)點(diǎn)。

　　另外，變性淀粉還可按生產(chǎn)工藝路線進(jìn)行分類，有干法(如磷酸酯淀粉、酸解淀粉、陽(yáng)離子淀粉、羧甲基淀粉等)、濕法、有機(jī)溶劑法(如羧基淀粉制備一般采用乙醇作溶劑)、擠壓法和滾筒干燥法(如天然淀粉或變性淀粉為原料生產(chǎn)預(yù)糊化淀粉)等。

　　①預(yù)糊化淀粉

　　預(yù)糊化淀粉是一種加工簡(jiǎn)單，用途廣泛的變性淀粉，應(yīng)用時(shí)只要用冷水調(diào)成糊，免除了加熱糊化的麻煩。廣泛應(yīng)用與醫(yī)藥、食品、化妝品、飼料、石油鉆井、金屬鑄造、紡織、造紙等很多行業(yè)。

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　　酸變性淀粉引是指在糊化溫度以下將天然淀粉用無(wú)機(jī)酸進(jìn)行處理，改變其性質(zhì)而得到的一類變性淀粉。通常制備酸變性淀粉的條件是：淀粉乳濃度為 36%～ 40%，溫度低于糊化反應(yīng)溫度(35 ～ 60℃)，反應(yīng)時(shí)間為 0.5h 至數(shù)小時(shí)。當(dāng)達(dá)到所需要的 粘度或轉(zhuǎn)化度時(shí)，中和、過(guò)濾、洗滌、干燥即得產(chǎn)品，在食品工業(yè)(糖果廠)、造紙工業(yè)(施膠料)、紡織工業(yè)應(yīng)用較多。

　　③氧化淀粉

　　淀粉經(jīng)氧化劑處理后形成的變性淀粉為氧化淀粉，其在建筑工業(yè)(用作絕緣板。墻壁紙和隔音板原材料的粘合劑)、食品工業(yè)、造紙工業(yè)、紡織工業(yè)應(yīng)用較多。

　?、芙宦?lián)淀粉

　　使淀粉分子間發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)的試劑叫交聯(lián)劑，其種類很多，分子結(jié)構(gòu)中含雙官能團(tuán)和多官能團(tuán)。工業(yè)生產(chǎn)中常用的交聯(lián)劑有:環(huán)氧氯丙烷、三氯氧化磷和三偏磷酸鈉等。前者具有兩個(gè)官能團(tuán)，后兩者具有三個(gè)官能團(tuán)。淀粉經(jīng)交聯(lián)劑處理后發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，促使一個(gè)淀粉分子與另一個(gè)分子間搭成鍵橋，產(chǎn)生交聯(lián)結(jié)構(gòu)。由于淀粉分子具有眾多的醇羥基，除分子與分子之間的交聯(lián)反應(yīng)外，起反應(yīng)的兩個(gè)不同羥基也有的是來(lái)自同一個(gè)淀粉分子，沒(méi)有起到不同淀粉分子間的交聯(lián)反應(yīng)。反應(yīng)試劑也可能只與一個(gè)羥基起了反應(yīng)，沒(méi)有在不同淀粉分子之間形成交聯(lián)鍵。這兩種情況都有發(fā)生，但整個(gè)反應(yīng)過(guò)程趨向分子間交聯(lián)，在食品工業(yè)(常使用交聯(lián)的磷酸酯、醋酸酯和羥烷基淀粉)、醫(yī)療業(yè)(外科手術(shù)橡膠手套的潤(rùn)滑劑)、紡織工業(yè)應(yīng)用較多。

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　　酯化淀粉是指在糊化溫度以下淀粉乳與有機(jī)酸酐(醋酸酐，丁二酸酐等)在一定條件下進(jìn)行酯化反應(yīng)而得到的一類變性淀粉，在食品工業(yè)(作為增稠劑)、造紙工業(yè)(施膠料)、紡織工業(yè)(經(jīng)紗上漿)應(yīng)用較多。

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　　醚化淀粉是淀粉分子的羥基與烴化合物中的羥基通過(guò)氧原子連接起來(lái)的淀粉衍生物。它有許多品種，其中工業(yè)化生產(chǎn)的主要有三種類型，即羧甲基淀粉、羥烷基淀粉和陽(yáng)離子淀粉。對(duì)淀粉進(jìn)行醚化變性，可提高黏度的穩(wěn)定性，特別是在高pH條件下，醚化淀粉較前面提到的氧化淀粉和酯化淀粉性能加穩(wěn)定，應(yīng)用加廣泛，在食品工業(yè)(增稠劑)、醫(yī)藥工業(yè)(藥片的粘合劑和崩解劑)、石油鉆井(降濾失劑)、紡織工業(yè)、造紙工業(yè)、日化工業(yè)(可作肥皂、家用洗滌劑的抗污垢再沉淀劑)。

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　　功能性變性淀粉主要指對(duì)人體有一定保健作用和生理作用的變性淀粉，如抗性淀粉、多孔淀粉等，主要用于食品、醫(yī)療、制藥、日用化工等行業(yè)，可顯著提高相關(guān)產(chǎn)品的品質(zhì)和檔次。盡管目前產(chǎn)量不大，但卻具有較高的附加值，是國(guó)內(nèi)外研究開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)。

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