1、會(huì)計(jì)學(xué)1淀粉天然高分子材料淀粉天然高分子材料23(C6H10O5)n 淀粉 (C6H10O5)mC12H22O11 C6H12O6 糊精 麥芽糖 葡萄糖 57淀粉的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 8日光日光葉綠素葉綠素葡萄糖的合成反應(yīng)葡萄糖的分子結(jié)構(gòu)式9H2O 麥芽糖【葡萄糖-（14）葡萄糖苷】葡萄糖葡萄糖14COC糖苷鍵糖苷鍵糖苷糖苷10淀粉的化學(xué)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)11由D-葡萄糖殘基通過(guò)-1,4糖苷鍵連接成的一條長(zhǎng)鏈。（1）直鏈淀粉amylose直鏈淀粉是捲曲成螺旋狀的葡萄糖長(zhǎng)鏈。每6個(gè)葡萄糖單元組成螺旋的一個(gè)螺距，在螺旋內(nèi)部只有氫原子，羥基位于螺旋外側(cè)。螺旋結(jié)構(gòu)的內(nèi)腔表面呈疏水性。螺旋結(jié)構(gòu)由分子內(nèi)的氫鍵維持。直鏈淀

2、粉一般也存在微量的支化現(xiàn)象，分支點(diǎn)是-(1,6)-D-糖苷鍵連接，平均每180320個(gè)葡萄糖單元有一個(gè)支鏈，分支點(diǎn)-(1,6)-D-糖苷鍵占總糖苷鍵的0.3%-0.5%。13螺旋管狀內(nèi)徑恰可允許碘分子進(jìn)入。直鏈淀粉遇碘時(shí)，碘分子便鉆入管內(nèi)呈鏈狀排列，會(huì)吸引很多自由電子，由于分子間作用力形成復(fù)合物改變了原來(lái)碘的顏色而變藍(lán)。加熱至沸時(shí)淀粉的螺旋結(jié)構(gòu)完全破壞，藍(lán)色便消失。1415（2）支鏈淀粉amylopectin16171819淀粉來(lái)源淀粉來(lái)源直鏈淀粉直鏈淀粉含量含量 wtwt淀粉來(lái)淀粉來(lái)源源直鏈淀粉直鏈淀粉含量含量 wtwt玉米玉米黏玉米黏玉米高直鏈淀粉玉高直鏈淀粉玉米米高梁高梁黏高梁黏高梁稻米

3、稻米27270 0707027270 01919糯米糯米小麥小麥馬鈴薯馬鈴薯木薯木薯甘薯甘薯0 0272720201717181820玉米玉米馬鈴薯馬鈴薯甘薯甘薯小麥小麥大米大米淀粉粒形淀粉粒形多面形，多面形，單粒單粒卵形，單粒卵形，單粒多面形，多面形，有復(fù)粒有復(fù)粒凸鏡形，單粒凸鏡形，單粒 多面形，復(fù)粒多面形，復(fù)粒淀粉粒徑淀粉粒徑（ m）621510024054028平均粒徑平均粒徑（ m）16501820421不同的不同的植物儲(chǔ)藏的淀粉顆粒植物儲(chǔ)藏的淀粉顆粒有不同的形式。有不同的形式。玉米淀粉馬鈴薯淀粉小麥淀粉豌豆淀粉Corn starchPotato starch 偏光顯微鏡: 呈現(xiàn)“十”

4、字消光圖樣。 Potato Starch Under Polarized Light PLM Corn Starch Under Polarized Light PLM25A-、B-和和Vh-型淀粉的型淀粉的X射線衍射圖射線衍射圖譜譜 2627Schematic view of the structure of a starch granule, with alternating amorphous and semi-crystalline zones constituting the growth rings2829n膠體體系的性質(zhì)主要取決于顆粒結(jié)構(gòu)，膠體體系的性質(zhì)主要取決于顆粒結(jié)構(gòu)，直鏈或

5、支鏈淀粉的含量及其性質(zhì)。直鏈或支鏈淀粉的含量及其性質(zhì)。3032331. 糊化溫度34粉糊粘度的變化。隨著溫度升高，淀粉顆粒粉糊粘度的變化。隨著溫度升高，淀粉顆粒開始膨脹，粘度隨著上升，粘度快速上升時(shí)開始膨脹，粘度隨著上升，粘度快速上升時(shí)的溫度即為糊化溫度。的溫度即為糊化溫度。35測(cè)試淀粉糊化的裝置示意圖 溶液透明度的變化可以反映淀粉的糊化程度。 36淀粉的糊化溫度(C)淀粉種類淀粉種類膨脹開始溫度膨脹開始溫度糊化開始溫糊化開始溫度度糊化終了溫度糊化終了溫度甘薯淀粉526065馬鈴薯淀粉505963小麥淀粉506165大米淀粉545961玉米淀粉505563372. 溶解度3. 臨界濃度38天然

6、淀粉的糊化特性天然淀粉的糊化特性淀粉種類淀粉種類糊化溫度范圍糊化溫度范圍 （oC）膨脹度膨脹度 （干淀粉）（干淀粉）（ml/g）溶解度溶解度（）（）臨界濃度值臨界濃度值（g）馬鈴薯淀粉馬鈴薯淀粉西米淀粉西米淀粉木薯淀粉木薯淀粉番薯淀粉番薯淀粉玉米淀粉玉米淀粉高梁淀粉高梁淀粉小麥淀粉小麥淀粉稻米淀粉稻米淀粉糯玉米淀粉糯玉米淀粉糯高梁淀粉糯高梁淀粉糯米淀粉糯米淀粉玻皮豌豆淀粉玻皮豌豆淀粉高直鏈玉米淀粉高直鏈玉米淀粉566658.5 7062 7268.5 7552 6361 77.563 7267.5 7466 9210009771462422211964496656823948182522411

7、823191912130.11.01.42.24.44.85.05.61.62.120.020.01.839優(yōu)劣。優(yōu)劣。4041用在用在95oC下繼續(xù)保留下繼續(xù)保留1h的的粘度降低程度來(lái)表示淀粉膠粘度降低程度來(lái)表示淀粉膠體的熱穩(wěn)定性體的熱穩(wěn)定性；用在用在50oC下保溫下保溫1h的粘度的粘度升高表示淀粉膠體的凝沉性升高表示淀粉膠體的凝沉性強(qiáng)弱強(qiáng)弱。BU: Brabender Unites粘度測(cè)定：一種外筒旋轉(zhuǎn)粘度測(cè)定：一種外筒旋轉(zhuǎn)形粘度儀按一定速度形粘度儀按一定速度(1.5oC/min)加熱或冷卻淀粉加熱或冷卻淀粉懸浮的同時(shí)，通過(guò)扭矩的變懸浮的同時(shí)，通過(guò)扭矩的變化來(lái)測(cè)定淀粉粘度的變化。化來(lái)測(cè)定淀

8、粉粘度的變化。42絡(luò)合結(jié)構(gòu)，對(duì)顆粒膨脹起到抑制作用。若除絡(luò)合結(jié)構(gòu)，對(duì)顆粒膨脹起到抑制作用。若除去脂類化合物，可以使玉米淀粉膨脹自由。去脂類化合物，可以使玉米淀粉膨脹自由。434445n入離子基團(tuán)，通過(guò)離子間同類電荷的排斥效應(yīng)入離子基團(tuán)，通過(guò)離子間同類電荷的排斥效應(yīng)來(lái)抑制分子間氫鍵的形成，從而使變性淀粉的來(lái)抑制分子間氫鍵的形成，從而使變性淀粉的凝沉現(xiàn)象大大低于天然淀粉。凝沉現(xiàn)象大大低于天然淀粉。n3、淀粉的功能化 淀粉微球 微孔淀粉 納米淀粉微晶 淀粉泡沫材料 4、全淀粉塑料 5、淀粉共混與復(fù)合材料 與合成聚合物共混 與天然高分子材料共混 與填料進(jìn)行復(fù)合47淀粉的物理改性方法粉。它能在冷水中分散

9、。為區(qū)別起見，又稱預(yù)粉。它能在冷水中分散。為區(qū)別起見，又稱預(yù)糊化淀粉為糊化淀粉為 -淀粉，原天然淀粉為淀粉，原天然淀粉為-淀粉。淀粉。48顯著的變化，使淀粉的化學(xué)反應(yīng)活性顯著提高顯著的變化，使淀粉的化學(xué)反應(yīng)活性顯著提高。n機(jī)械活化后，淀粉的結(jié)晶度降低，冷水溶解度和機(jī)械活化后，淀粉的結(jié)晶度降低，冷水溶解度和透明度大幅提高，糊粘度下降，并能有效降低淀透明度大幅提高，糊粘度下降，并能有效降低淀粉糊的觸變性及剪切變稀現(xiàn)象。粉糊的觸變性及剪切變稀現(xiàn)象。5051 天然淀粉經(jīng)物理、化學(xué)、生物等方法處理改變了淀粉分子中的某些D吡喃葡萄糖單元的化學(xué)結(jié)構(gòu)，同時(shí)也不同程度地改變了天然淀粉的物理和化學(xué)性質(zhì)。經(jīng)過(guò)這種變

10、性處理的淀粉通稱為變性淀粉。淀粉的化學(xué)改性方法5253DS545556酸變性淀粉（一）生產(chǎn)工藝57酸變性淀粉的生產(chǎn)工藝流酸變性淀粉的生產(chǎn)工藝流程程58反應(yīng)條件59處于晶體結(jié)構(gòu)，具有偏光十字。處于晶體結(jié)構(gòu)，具有偏光十字。60酶進(jìn)攻，降解性能得到進(jìn)一步提高。酶進(jìn)攻，降解性能得到進(jìn)一步提高。621. 醋酸酯化淀粉 醋酸酯化淀粉又稱為乙?；矸刍虻矸鄞姿狨?，是酯化淀粉中最普遍、最重要的一個(gè)品種。由于在淀粉分子中引入了乙?；鶊F(tuán)，削弱了分子間的氫鍵作用，醋酸酯化淀粉具有一定的熱塑性，熱加工性能好于天然淀粉。 63 Starch-OH+(CH3CO2)2O starch-O-CCH3+CH3COONa+H

11、2ONaOHO醋酸酐（乙酐） Starch-OH+CH2=CHOCH starch-O-C-CH3+CH3CHOOO醋酸乙烯 Starch-OH+CH3COOH starch-O-C-CH3+H2OO醋酸H64原淀粉和醋酸酯化淀粉的原淀粉和醋酸酯化淀粉的SEMSEM照片照片取代度：取代度：(a) 0(a) 0；(b) 0.06(b) 0.06；(c) 1.61(c) 1.61；(d) 2.95(d) 2.95666768質(zhì)是人們努力的目標(biāo)。質(zhì)是人們努力的目標(biāo)。697%玉米淀粉離子液體溶液 在完全溶解的淀粉離子液體中，淀粉可以更迅速地和醋酸酐發(fā)生反應(yīng)，減少反應(yīng)時(shí)間，提高反應(yīng)速率，節(jié)省反應(yīng)能耗，制

12、備的醋酸酯化淀粉的取代度高. 702. 硫酸酯化淀粉3. 磷酸酯化淀粉4. 烷基脂肪酸酯化淀粉5. 烯基琥珀酸淀粉酯7172737476兩種常見的氧化淀粉的制備與應(yīng)兩種常見的氧化淀粉的制備與應(yīng)用用77反應(yīng)式簡(jiǎn)單表示如下： starch-CH2OH starch-CHO starch-COOH NaClO NaClO工業(yè)上制備次氯酸鹽氧化淀粉可采用如下工藝流程：淀粉漿乳氧 化中和洗滌干燥成品NaOH NaClOHClNa2SO3786 66.56.5，再加入脫氧劑亞硫酸鈉除去殘余的，再加入脫氧劑亞硫酸鈉除去殘余的有效氯成分。有效氯成分。（5 5）次氯酸鈉用量直接影響氧化淀粉的羧）次氯酸鈉用量直接

13、影響氧化淀粉的羧基和羰基含量。基和羰基含量。79紡纖維的上漿劑。紡纖維的上漿劑。3 3食品工業(yè)：增稠劑等食品添加劑。食品工業(yè)：增稠劑等食品添加劑。80高碘酸和其鈉鹽氧化淀粉的反應(yīng)式高碘酸和其鈉鹽氧化淀粉的反應(yīng)式OOHOHOHCH2OHOCH3HIO4OHCOHCOOHCH2OHOCH3HIO4OHCOHCOCH2OHOCH3+ HCOOH8182AGU：失水葡萄糖單元 M：接枝單體圖3. 21淀粉接枝示意圖8384接枝共聚淀粉的性質(zhì)主要取決于所用的單體和接枝百分率，接枝效率、接枝鏈的平均分子量。85 世界上第一個(gè)高分子吸水材料：淀粉接枝丙烯腈共聚物硝酸鈰銨硝酸鈰銨8687交聯(lián)劑交聯(lián)劑 x 交聯(lián)

14、后，平均分子量明顯提高，糊化溫度提高很多。隨著交聯(lián)度的提高，淀粉顆粒變得緊密，溶脹和溶解程度降低。 常用的交聯(lián)劑有：三氯氧磷、偏磷酸三鈉、甲醛、丙烯醛、環(huán)氧氯丙烷等。88木薯淀粉木薯淀粉加水加水調(diào)至糊狀調(diào)至糊狀調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)pHpH加甲醛加甲醛產(chǎn)品產(chǎn)品干燥交聯(lián)干燥交聯(lián)脫水脫水水洗水洗攪拌攪拌木薯交聯(lián)淀粉的生成工藝流木薯交聯(lián)淀粉的生成工藝流程程89Starch-OH+NaOH Starch-O-+Na+H2O2Starch-O- + CH2-CH-CH2Cl Starch-O-CH2-CH-CH2-O-StarchOOH90具有高穩(wěn)定性。具有高穩(wěn)定性。9192淀粉的功能化93酸解法制備的淀粉微球 機(jī)械

15、法制備的淀粉微球 等方法生產(chǎn)。等方法生產(chǎn)。95Starch granules and nanocrystals9798 不同淀粉的發(fā)泡結(jié)構(gòu)天然馬鈴薯淀粉 馬鈴薯支鏈淀粉 馬鈴薯高直鏈淀粉Amylopectin foam with a) 0, b)10, c)40 and d)70% MFC.Berglund L A, et al. Advanced Materials, 2008.全淀粉塑料101形成具有熱塑性能的淀粉樹脂。形成具有熱塑性能的淀粉樹脂。102103淀粉擠出生產(chǎn)示意圖 106107淀粉共混與復(fù)合材料 1) 淀粉/聚乙烯塑料 應(yīng)用：塑料地膜、薄膜、垃圾袋、 包裝袋等 存在問題：二者相容性較差 淀粉大分子不易分散均勻 淀粉的親水性不利于成品的尺寸穩(wěn)定性 淀粉的熱穩(wěn)定性較差 不是真正意義上的可降解塑料108氧化物，從而導(dǎo)致聚合物大分子鏈斷裂。氧化物，從而導(dǎo)致聚合物大分子鏈斷裂。110111淀粉及改性材料的應(yīng)用（自學(xué)、了解） 在食品工業(yè)中的應(yīng)用 在紡織工業(yè)中的應(yīng)用 在造紙工業(yè)中的應(yīng)用 在生物醫(yī)用領(lǐng)域的應(yīng)用 在水處理中的應(yīng)用 在日用化學(xué)品中的應(yīng)用 在功能性材料中的應(yīng)用 112113淀粉的化學(xué)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)114115