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1、1 第五章淀粉提取工艺 第一节淀粉的结构与性质第二节玉米淀粉提取工艺第三节薯类淀粉提取工艺第四节小麦淀粉提取工艺第五节豆类淀粉提取工艺 2 第一节淀粉的结构与性质 一 植物淀粉原料的种类 一 薯类淀粉原料 主要有马铃薯 甘薯 木薯等 二 谷物淀粉原料 有玉米 稻米 小麦 谷子 高粱 大麦 青稞等 三 豆类淀粉原料 主要有绿豆 豌豆和蚕豆等 四 其它淀粉原料 如藕 百合 山药 葛根 芭蕉芋 魔芋等 3 二 淀粉的分子结构 C6H10O5 n Amylose Amylopectin 淀粉是组成单元为葡萄糖的共价化合物 4 主要植物淀粉中直链淀粉及支链淀粉含量 5 一 直链淀粉 直链淀粉的螺旋型结构
2、 6 二 支链淀粉 7 支链淀粉分子的模式结构图 8 直链淀粉和支链淀粉的比较 9 淀粉分子在谷物中是以白色固体淀粉粒 starchgranule 的形式存在的 不同谷物会形成不同结构及性质的淀粉粒 各种谷物淀粉粒的结构 三 淀粉粒的结构 一 淀粉粒形态和大小 小麦 大麦 稻米 玉米 稻米 10 A d 土豆7 燕麦淀粉粒8 粟9 小麦10 玉米淀粉粒 11 常见植物淀粉粒的大小 12 二 淀粉粒的轮纹 striations 结构 单复粒轮纹示意图1 单粒2半复粒3复粒4假复粒 13 淀粉酶对小麦淀粉的酶解方式 左图为小麦淀粉赤道沟附近形成的孔 右图为 淀粉酶对小麦淀粉颗粒水解剖面图 可见在脐
3、点处易受酶的攻击 14 扫描电镜下观察到的芽孢杆菌细小a 淀粉酶侵蚀后的马铃薯淀粉颗粒 A 锥状的孔洞和带有小坑的表面 B 颗粒中心被深度腐蚀 表面相对未被腐蚀 15 左图 小麦淀粉颗粒在发芽其间所观察到的受到侵蚀后的图像 右图 被黑麦a 淀粉酶攻击后的黑麦淀粉颗粒图像 16 部分淀粉颗粒偏光十字显微镜图谱 三 淀粉粒的晶体结构 17 淀粉粒的结晶度 天然淀粉的X射线衍射图 18 各种淀粉的可能晶型 19 淀粉颗粒结构示意图a 淀粉颗粒的生长环示意图 由交替的无定形层和半结晶层构成 b 生长环中半结晶层的放大图 半结晶层由无定形层和结晶层交替组成c 生长环中半结晶层中的支链淀粉簇状结构 20
4、四 淀粉的物理化学性质 一 淀粉的润胀与糊化1 淀粉的润胀 swelling 润胀淀粉粒的大小 21 2 淀粉的糊化 gelatinization 若把淀粉的悬浮液加热 到达一定温度时 一般在55 以上 淀粉粒突然膨胀 因膨胀后的体积达到原来体积的数百倍之大 所以悬浮液就变成粘稠的胶体溶液 这种现象称为淀粉的糊化 22 1 淀粉糊化的三个阶段 可逆吸水阶段 不可逆吸水阶段 淀粉粒最后解体 2 淀粉糊化后淀粉糊粘度的变化 几种天然淀粉的Brabender糊化粘度曲线 23 3 影响淀粉糊化的因素 淀粉粒晶体结构的影响 水分的影响 碱的影响 盐类的影响 糖类的影响 极性高分子有机化合物的影响 脂类
5、的影响 化学变性的影响 24 二 淀粉的凝沉作用 Retrogradation 1 淀粉凝沉作用的概念淀粉的稀溶液或淀粉糊 在低温下静置一定时间后 溶液变混浊 溶解度降低 而沉淀析出 如果淀粉溶液浓度比较大 则沉淀物可以形成硬块而不再溶解 也不易被酶作用 这种现象称为淀粉的凝沉作用 也叫淀粉的老化作用 这种淀粉叫 凝沉淀粉 或 老化淀粉 直链淀粉凝沉作用机制 Schoch1969 25 3 影响淀粉凝沉的因素 分子构造的影响 分子大小的影响 26 直链淀粉分子与支链淀粉分子比例的影响 溶液浓度的影响 溶液pH值及无机盐类的影响 冷却速度的影响 27 三 淀粉的吸附性质1 对一些极性有机化合物的
6、吸附 2 对碘的吸附 直链淀粉与碘所形成的络合物的结构 28 淀粉结合碘的标准曲线 20 29 四 淀粉的化学性质1 水解作用 2 氧化作用 30 3 成酯作用 4 烷基化作用 5 醚化 离子化 交联 接枝共聚等 31 五 淀粉及其制品的用途 一 食品工业 二 医药工业 三 造纸工业 四 纺织工业 五 酿造业 石油化工业 去污 浆洗衣服等 32 第二节玉米淀粉的提取工艺 一 玉米的子粒结构 33 玉米子粒各部分的化学成分 干物质 34 二 玉米淀粉生产的工艺流程 35 一 清理 玉米的清理流程 36 二 玉米的浸泡1 浸泡的目的 改变胚乳的结构和物理化学性质 削弱淀粉的粘着力 降低籽粒的机械强
7、度 浸泡出部分可溶性物质 钝化胚芽 一般采用亚硫酸水浸泡玉米 亚硫酸水的作用 亚硫酸经过玉米的半渗透种皮进入玉米籽粒内部 解除蛋白质分子的聚集 并使部分不溶性蛋白质转变成溶解状态 亚硫酸还能使 胚芽钝化 并使 种皮由半渗透变成完全渗透 因而可以加速可溶性物质向浸泡水中渗透 还有 防腐作用 乳酸的作用 产生的乳酸降低了介质的pH值 从而限制了其他微生物的生长 乳酸还能促进玉米蛋白质软化和膨胀 乳酸还可保持溶液中镁离子和钙离子 从而有利于减少蒸发设备不溶性物质的沉积 37 2 玉米浸泡前后干物质的变化 38 3 玉米浸泡的方法 静止浸泡法和逆流扩散浸泡法 39 4 浸泡的工艺条件 亚硫酸浓度 0
8、20 0 25 浸泡时间 48 50h 浸泡温度 48 50 较好质量玉米 50 55 病变的 腐烂的活过于干燥的玉米 5 浸泡工艺的改进 浸泡试剂 以亚硫酸氢盐和亚硫酸钠代替亚硫酸 浸泡工艺 第一是两级浸泡法 第二是加乳酸菌法 第三采用高压浸泡工艺 40 三 玉米的破碎破碎的目的 使胚芽与胚乳分开 并释放出一定数量的淀粉 玉米破碎是在打击式破碎机或破碎磨中进行的 41 四 胚芽的分离 1 胚芽的分离 42 2 胚芽的筛分与洗涤 43 两次破碎 两次分离胚芽 并进一步清净胚芽的流程 44 五 浆料的细磨与纤维分离1 浆料的细磨最大限度地使与蛋白质和纤维结合的淀粉游离出来 并为以后的分离创造良好条件 45 2 纤维的分离 46 47 六 蛋白质的分离及淀粉的洗涤1 蛋白的分离 沉淀法 离心分离法 浮选分离法 48 七 淀粉的脱水与干燥 49 三 玉米淀粉生产的工艺流程 50 四 玉米淀粉生产副产品的综合利用 51 第三节薯类淀粉的提取工艺 一 薯类结构和组成成分 52 53 二 薯类淀粉的生产工艺流程 54 第四节小麦淀粉的提取工艺 一 马丁法 简化马丁法工艺流程示意图 55 二 巴特法 56 三 旋液分离法 底流 57 第五节豆类淀粉的提取工艺 一 豆类主要成分 58 二 离心分离法 三 旋流分离法 59 TONEXTCHAPTER
