文档介绍：第二章谷物淀粉
第一节淀粉的生产
植物中的叶绿素利用太阳能把二氧化碳和水合成葡萄糖,其反应式可以写为:
6H2O + 6CO2 C6H12O6 +3O2
葡萄糖是植物生长和代谢的要素,但其中一部分被用作下一代生长发育的养料贮备起来。在植物体内葡萄糖是以多糖的形式贮藏的,其中最主要的多糖形式是淀粉,其在植物体内由葡萄糖缩合形成的途径如下:
首先,由磷酸化酶把2个葡萄糖分子缩合为麦芽糖。
2α- D-葡萄糖
光、叶绿素
磷酸化酶
麦芽糖
第二步,由麦芽糖淀粉缩合的方法有多种, 随着氧原子连在1-4,1-3,或1-6位而定,形成了不同结构的淀粉
直链淀粉——由1-4键连接构成
支链淀粉——由1-4和1-6或/和1-3键连接构成
在谷物中贮藏的淀粉主要由这两种成分构成
谷物籽粒以淀粉的形式贮藏能量,不同谷物中淀粉含量不同,一般可以占到总量的60~75%,因此,人们消耗的食品大多是淀粉,它是人体所需要热能的主要来源,同时,淀粉也是食品工业的重要原料,各种谷物的淀粉含量见表2-1。
表2-1 各种谷物籽粒中的淀粉含量(干基,%)
名称
淀粉含量
名称
淀粉含量
糙米
75~80
燕麦(不带壳)
50~60
普通玉米
60~70
燕麦(带壳)
35
甜玉米
20~28
荞麦
44
高粱
69~70
大麦(带壳)
56~66
粟
60
大麦(不带壳)
40
小麦
58~76
第二节淀粉粒的结构
淀粉分子在谷物中以白色固体淀粉粒(starch granule)的形式存在
淀粉粒是淀粉分子的集聚体,不同谷物由于遗传及环境条件的影响,形成不同结构及性质的淀粉粒
因此淀粉粒结构及性质的研究,对于鉴别谷物品种、了解和改进谷物食用品质,具有重要意义
光学显微镜图
1:小麦
2:大麦
3:黑麦
4:高粱
5:玉米
6:大米
7:燕麦
扫描电子显微镜图
8:粟
9:小麦
10:玉米
(每单位10 m)
淀粉的层状结构
粒心的大小和显著程度随谷物品种而有所不同
由于粒心部分含水分较多,比较柔软,所以在加热干燥时,常造成星状裂纹
根据这种裂纹的形状,可辩别淀粉粒的来源特点,如玉米淀粉粒心呈星状裂纹
用α-淀粉酶处理过的高粱籽粒横切面扫描电子显微镜图(每单位10μm)
各轮纹层围绕的一点叫做“粒心”
禾谷类淀粉粒的粒心常在中央,称为“中心轮纹”
马铃薯淀粉粒的粒心常偏于一侧,称“偏心轮纹”
(1)淀粉粒由直链淀粉分子和支链淀粉分子有序集合而成 (2)淀粉粒的形态和大小可因遗传因素及环境条件不同而有差异 但:所有粮种的淀粉粒都具有共同的性质,即具有结晶性,其根据主要有以下几点:
淀粉粒的晶体结构
在偏光显微镜下,淀粉粒具有双折射性,即可看到以淀粉粒的粒心为中心的黑色十字形,称为偏光十字。这种偏光十字是球晶所具有的特性。因此淀粉粒也是一种球晶。
用酸及酶处理的结果显示,淀粉粒中具有耐酸、耐酶作用的结晶性部分和易被酸、酶作用的非晶质部分。
淀粉粒的结晶性主要由支链淀粉分子非还原端葡萄糖链相互靠拢,呈近乎平行位置以氢键彼此缔合,形成微晶束而构成的,直链淀粉也参与微晶束结构之中。
图2-7 淀粉粒晶体结构示意图
淀粉粒晶体结构特征
①淀粉粒是由许多排列成放射状的微晶束构成的;
②微晶束以支链淀粉分子作为骨架,以其葡萄糖链先端相互平行靠拢,并借氢键彼此结合成簇状结构。直链淀粉分子主要在淀粉粒内部;
③淀粉分子(包含支链及直链)参加到微晶束的构造中,并不是整个分子全部参加到同一个微晶束里,而是一个直链淀粉分子的不同链段,或支链淀粉分子的各个分支分别参加到多个微晶束的组成之中;分子上也有某些部分并未参与微晶束的组成,这部分就呈无定形状态即非结晶性部分,这就是淀粉粒之所以具有弹性及变形特点的由来;
④淀粉粒的外层是结晶性部分,它主要由支链淀粉分子的先端构成(占90%),具有一定的抵抗酸、酶作用的能力;
⑤微晶束有一定的大小和密度。