【正文】 當小麥淀粉的含水量在 13％一 18． 7％時，玻璃化溫度 (Tg)在 30一90℃ 的范圍內； 同時推測當含水量超過 20％時，淀粉的 Tg將低于室溫。 天然高分子改性與應用 量熱法和差示掃描量熱分析 是表征玻璃化轉變的非常有效的方法。在高聚物發(fā)生玻璃化轉變時，許多物理性質發(fā)生急劇變化，例如比容、折射率、形變、熱容等。 短橫表示 1 mm 淀粉大分子顆粒模型示意圖 天然高分子改性與應用 圖 26 天然淀粉的 X射線衍射圖樣 (線的粗細表示相對強度 ) 結晶結構占顆粒體積的 25%50%，其余為無定形 淀粉的化學反應主要發(fā)生在無定形結構區(qū) 天然高分子改性與應用 天然高分子改性與應用 淀粉的玻璃化轉變 玻璃化溫度 (Tg)是非品態(tài)高聚物的重要特征，它反映分子 鏈段開始運動的溫度。 項目 直鏈淀粉 支鏈淀粉 分子形狀 直鏈分子 支鏈分子 聚合度 1006000 10003000000 尾端基 分子的一端為非還原尾端基其另一端為還原端基 分子具有一個還原尾端基和許多非還原尾端基 碘著色反映 深藍色 紅紫色 吸附碘 量 /% 1920 1 凝沉性質 溶液不穩(wěn)定，凝沉性強 易溶于水，溶液穩(wěn)定，凝沉性很弱 絡合結構 能與酸性有機物和碘生成絡合結構 不能與極性有機物和碘生成絡合結構 X光衍射分析 高度結晶 無定型 乙酰衍生物 能制成強度很高的纖維如薄膜 制成的薄膜很脆弱 表 25 直鏈淀粉和支鏈淀粉的比較 天然高分子改性與應用 天然高分子改性與應用 ? 2. 淀粉的顆粒結構及物理性狀 圖 24 玉米淀粉顆粒 (光學顯微鏡 ) 圖 25 玉米淀粉顆粒 (掃描電子顯微鏡 ) 天然高分子改性與應用 玉米淀粉顆粒經(jīng)過 α –淀粉酶水解后的電鏡照片： (a, c, e) 掃描電鏡 , (b, d, f) 透射電鏡。 天然高分子改性與應用 天然高分子改性與應用 圖 22 直鏈淀粉的螺旋形結構 淀粉 含量 /% 玉米 27 糯玉米 0 高直鏈淀粉玉米 70以上 高粱 27 黏高粱 0 稻米 19 糯米 0 小麥 27 馬鈴薯 20 木薯 17 甘薯 18 表 23 不同品種淀粉的直鏈淀粉含量 在天然淀粉中．支鏈淀粉約占 70％一 80％ 天然高分子改性與應用 直 鏈 淀 粉 一級結構 α（ 1→ 4） 葡萄糖 苷鍵 ?可溶于熱水 ?250~300個糖分子 ?遇碘呈 紫藍色 空間結構 玉米淀粉顆粒 天然高分子改性與應用 糖苷鍵的形式有多種 天然高分子改性與應用 ?支鏈淀粉 是指在其直鏈部分仍是由 α1， 4糖苷鍵聯(lián)接的，而在其分支位置則是由 α1， 6糖苷鍵聯(lián)接。 圖 21 直鏈淀粉的結構 例如．玉米直鏈淀粉的聚合度在 200一 1200之間，平均約 800， 馬鈴薯魚鏈淀粉的聚合度杯 1000—6000之間，平均約 3000。 ?高梁籽粒的化學組成接近玉米，淀粉含量為 ％ ％。 ?小麥是世界主要糧食作物之一，出粉率約 25%，但谷朊粉中含有 72％ 85％的蛋白質。分布于根、塊莖、符粒、髓、果實、葉子等。 全世界淀粉年產量，在 20世紀 70年代中期為 700余萬噸，到 80年代已發(fā)展到 1800余萬噸， 90年代初突破 2022萬噸，目前已超過 3600萬噸。植物以葉綠素為催化劑。第二章 淀粉和淀粉深加工 天然高分子改性與應用 淀粉是自然界植物體內存在的一種高分子化合物。在自然界中的產量僅次于纖維素。通過光合作用將二氧化碳和水合成葡萄糖。 日光 葉綠素 天然高分子改性與應用 玉米淀粉 薯類淀粉 谷物淀粉 總產量 木薯 馬鈴薯 甘薯 小麥等 33262 表 21 1999年中國淀粉生產量匯總／ t 天然高分子改性與應用 天然淀粉的來源 淀粉的結構與性質 淀粉的化學法變性加工 天然高分子改性與應用 天然淀粉的來源 天然淀粉又稱原淀粉，其來源是依賴于植物體內的天然合成。 ? 1. 玉米淀粉 玉米的種植而積和總產量僅次于小麥和水稻而居第三位 成分 范圍 平均值 成分 范圍 平均值 水分 723 灰分 淀粉 6478 纖維 蛋白質 814 糖 脂肪 表 22 玉米的化學成分范圍及平均值％ (質量 ) 天然高分子改性與應用 天然高分子改性與應用 ? 2. 其他谷類淀粉 小麥淀粉、大米淀粉及高粱淀粉等。 ?大米，一般含淀粉 70％ 80％。 天然高分子改性與應用 ? 3. 薯類淀粉 馬鈴薯、木薯、甘薯 天然高分子改性與應用 天然高分子改性與應用 淀粉的結構與性質 ? 1. 淀粉的化學結構與性質 ?直鏈淀粉的聚合度約在 1006000之間。 天然高分子改性與應用 直鏈淀粉 ： 葡萄糖分子以 α（ 14） 糖苷鍵縮合而成的多糖鏈。 圖 23 支鏈淀粉的結構 天然高分子改性與應用 ?碘的顯色反應可用于鑒別 直鏈淀粉 和 支鏈淀粉 。 (a) 和 (b) 示出高直鏈淀粉被水解 50％以后的顯微照片； (c) 和 (d) 示出普通玉米淀粉水解程度達到 15％的照片； (e) 和 (f) 示出蠟質玉米淀粉水解 22％后的顯微照片。一般高聚物難以形成 100％的結晶，因此總有非品區(qū)的存在，即存在對應的玻璃化轉變。在只有兒度范圍的轉變溫度區(qū)間前后，高聚物的模量將改變 3—4數(shù)量級，使材料從堅硬的固體轉變成柔軟的彈性體，完全改變了材料的使用性能。 淀粉受熱時的物理化學變化包括物化、熔融、坡確化轉變、結晶、晶型的轉變、體積膨脹、分子降解等，比一般的高聚物要復雜得多，因而會導致測試結果小 —致。 然而，也發(fā)現(xiàn)當含水量為 55％時，淀粉的 Tg在； o一 85的范圍 。淀粉變成具有功性的半邊明凝膠或膠體溶液，習慣稱為淀粉糊，這種現(xiàn)象稱為 糊化 ，或稱淀粉的 α化，此時的淀粉相應地稱為 α淀粉。但若把淀粉的懸浮液加熱，到達一定溫度時 (一般在 55℃ 以上 )，淀粉粒突然膨脹，因膨脹后的體積達到原來體積的數(shù)百倍之大，所以懸浮液就形成粘稠的糊狀膠體溶液 ,這一現(xiàn)象稱為 “