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淀粉(amylum)是高分子碳水化合物,是由葡萄糖分子聚合而成的多糖。其基本构成单位为α-D-吡喃葡萄糖,分子式为(C6H10O5)n。
淀粉有直链淀粉和支链淀粉两类。前者为无分支的螺旋结构;后者以24~30个葡萄糖残基以α-1,4-糖苷键首尾相连而成,在支链处为α-1,6-糖苷键。
淀粉属于多聚葡萄糖,游离葡萄糖的分子式以C6H12O6表示,脱水后葡萄糖单位则为C6H10O5,因此,淀粉分子可写成(C6H10O5)n,n为不定数。组成淀粉分子的结构单体(脱水葡萄糖单位)的数量称为聚合度,以DP表示。
直链淀粉含几百个葡萄糖单元,支链淀粉含几千个葡萄糖单元。在天然淀粉中直链的占20%~26%,它是可溶性的,其余的则为支链淀粉。直链淀粉分子的一端为非还原末端基,另一端为还原末端基,而支链淀粉分子具有一个还原末端基和许多非还原末端基;当用碘溶液进行检测时,直链淀粉液呈显深蓝色,吸收碘量为19%~20%,而支链淀粉与碘接触时则变为紫红色,吸收碘量为1% 。
糊化的淀粉在稀糊状态下放置一定时间后会逐渐变浑浊,终产生不溶性的白色沉淀。而在浓糊状态下,可形成有弹性的胶体,这种现象称为淀粉的回生,也叫淀粉的老化或凝沉 [1]。
淀粉的应用广泛,其中变性淀粉是。变性淀粉是指利用物理、化学或酶的手段改变原淀粉的分子结构和理化性质,从而产生新的性能与用途的淀粉或淀粉衍生物。其种类多样,根据处理方式分为以下几类 [2]。
变性淀粉还可按生产工艺路线进行分类,有干法(如磷酸酯淀粉、酸解淀粉、阳离子淀粉、羧甲基淀粉等)、湿法、有机溶剂法(如羧基淀粉制备一般采用乙醇作溶剂)、挤压法和滚筒干燥法(如天然淀粉或变性淀粉为原料生产预糊化淀粉)等
使淀粉分子间发生交联反应的试剂叫交联剂,其种类很多,分子结构中含双官能团和多官能团。工业生产中常用的交联剂有:环氧氯丙烷、三氯氧化磷和三偏磷酸钠等。前者具有两个官能团,后两者具有三个官能团。淀粉经交联剂处理后发生交联反应,促使一个淀粉分子与另一个分子间搭成键桥,产生交联结构。由于淀粉分子具有众多的醇羟基,除分子与分子之间的交联反应外,起反应的两个不同羟基也有的是来自同一个淀粉分子,没有起到不同淀粉分子间的交联反应。反应试剂也可能只与一个羟基起了反应,没有在不同淀粉分子之间形成交联键。这两种情况都有发生,但整个反应过程趋向分子间交联,在食品工业(常使用交联的磷酸酯、醋酸酯和羟烷基淀粉)、医疗业(外科手术橡胶手套的润滑剂)、纺织工业应用较多 [2]。
酯化淀粉是指在糊化温度以下淀粉乳与有机酸酐(醋酸酐,丁二酸酐等)在一定条件下进行酯化反应而得到的一类变性淀粉,在食品工业(作为增稠剂)、造纸工业(施胶料)、纺织工业(经纱上浆)应用较多 [2]。