各种淀粉结构和性质

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各种淀粉结构
白坤
1淀粉颗粒大小和形态
⑴淀粉颗粒大小:在光学显微镜和扫描电子显微镜下观察,玉米淀粉颗粒较小,大小5~25µm,平均15µm,含有少量3µm的小颗粒,颗粒大小在各种原料的淀粉中为中等。玉米淀粉的抗剪切稳定性比较高,黏度中等,粘韧性短,不透明,凝沉性强。
⑵淀粉颗粒形态:①淀粉是植物经过光合作用形成的,不同植物来源的淀粉颗粒形状、大小和型态都不相同;②玉米淀粉颗粒形状为圆形和多角形两种,生长在玉米籽粒中上部粉质内胚层部位的淀粉颗粒在生长其间受到的压力小,大多数为圆形。生长在胚芽两侧角质内胚层部位的淀粉颗粒在生长其间受到的压力大,且被周围蛋白质网包围,形成多角形;③使玉米淀粉颗粒形成一定形状的因素有很多,主要有以下三个因素。第一个因素-不同生长部位的影响,淀粉在植物中和籽粒中所受的压力不同,形成的淀粉颗粒形状是不同的。第二个因素-水分和蛋白质的影响,水分多、蛋白质含量低、密度小的淀粉颗粒大,反之水分少、蛋白质含量高、密度大的淀粉颗粒小。第三个因素-玉米遗传基因影响,不同品种的玉米遗传基因是不同的,形成的淀粉颗粒形状也是不同的。胚乳分粉质胚乳和角质胚乳两部分,粉质胚乳中蛋白质低、水分多、淀粉颗粒大,角质胚乳中蛋白质高、水分少、淀粉颗粒小。
各种淀粉颗粒直径、形态和特性表见表1,各种淀粉颗粒形态图见图1,红薯淀粉显微镜图见图2,小麦淀粉显微镜图见图3,玉米淀粉显微镜图见图4,木薯淀粉显微镜图见图5,马铃薯淀粉显微镜图见图6。
表1                各种淀粉颗粒直径、形态和特性表
原料淀粉
类型
淀粉颗粒直径
比表面积
(m2/kg)
1g淀粉颗粒
数(×106)
淀粉颗
粒形态
型态
普通玉米谷物种子2~26(平均15) 300 1300 多角形单型蜡质玉米谷物3~26(平均15) 圆形,多角形单型糯质玉米谷物种子3~25(平均15) 300 1300 球形单型高直链玉米谷物种子2~30 不规则形单型
大米谷物种子3~8(平均5)(小颗粒)
150(复合粒)
工业机器人装配多角形单型
高粱谷物种子5~20(平均15) 球形单型
小麦谷物种子A型15~35 500 2600 小扁豆形双型B型2~10 圆球形双型
黄大飞
大麦谷物种子A型15~25 双型B型2~5 双型
黑麦谷物种子A型10~40 双型B型5~10 双型
燕麦(易聚合) 谷物种子3~16、80(复合粒) 多角形单型马铃薯块茎5~100(平均33) 110 100 椭圆形单型甘薯块茎15~55(平均30) 单型木薯根茎3~35(平均20) 200 500 椭圆形单型红薯块茎5~25(平均15) 多角形单型葛根块根5~70(平均30) 椭圆形,菱形
西米髓5~65(平均30) 椭圆形,菱形
豌豆种子5~10 椭圆形单型
玉米淀粉小麦淀粉大米淀粉
马铃薯淀粉豌豆淀粉计数继电器>二维液相谱
图1    各种淀粉颗粒形态图
a-单粒淀粉颗粒  b-复粒淀粉颗粒  c-半复粒淀粉颗粒
图2    红薯淀粉显微镜图
图3    小麦淀粉显微镜图
搁物架
图4    玉米淀粉显微镜图
图5    木薯淀粉显微镜图
图6    马铃薯淀粉显微镜图2淀粉偏光十字、轮纹和脐点
⑴淀粉偏光十字:淀粉粒在偏光显微镜下具有双折射性,在偏光显微镜下观察淀粉粒粒
面上可看到以粒心为中心的黑十字形,即颗粒分成四个白区域的黑十字,称:偏光十字。这说明淀粉粒是一种球晶,同时又具有一般球晶没有的弹性变形的现象,可分析淀粉粒内部晶体结构的方向。不同品种淀粉颗粒的偏光十字的位置、形态和明显程度均有差别。各种不同原料的淀粉颗粒,都有不同位置的黑十字,将颗粒分成白的四部分,十字交叉点位于颗粒脐点处。淀粉颗粒内部存在两种不同的结构即结晶结构和无定形结构,在结晶区淀粉分子链是有序排列的,在无定形区淀粉分子链是无序排列的,这两种结构在密度和折射率上存在差别,即产生各向异性现象,在偏振光通过淀粉颗粒时形成了偏光十字。淀粉颗粒的葡萄糖链是垂直于颗粒表面排列着的,即淀粉颗粒的葡萄糖链是以脐点为中心,向淀粉颗粒的表面呈放射状排列的。
玉米淀粉颗粒偏光十字图见图7。
图7  玉米淀粉颗粒偏光十字图
⑵淀粉粒轮纹:一些植物(如马铃薯淀粉、小麦淀粉、豌豆淀粉等)在淀粉形成时由于受到昼夜光照强度的不同会形成轮纹。①淀粉颗粒各部分密度不同,使其折射率大小不同。淀粉粒在形成过程中受昼夜光照的差别,造成葡萄糖供应数量不同,致使淀粉合成速度有快有慢。白天供应葡萄糖多形成淀粉的密度大,夜间供应葡萄糖少形成淀粉的密度小,从而出现层状结构。淀粉颗粒是在成熟期间形成的,白天植物进行光合作用合成糖类,并进一步转化成淀粉储存起来,晚上光合作用停止,反复如此就形成了轮纹结构。有许多淀粉颗粒具有轮纹,轮纹结构包括轮层和粒心两部分构成,玉米淀粉是中心轮纹;②一个质体可形成一个淀粉粒称单粒淀粉,若一个质体内由于多个中心脐点而形成多粒淀粉,它们互相结合成一团称复粒淀粉,有些复粒淀粉在形成过程中,又形成几个共同层包围在外面称半复粒淀粉。
单粒淀粉、复粒淀粉和半复粒淀粉是淀粉粒三种类型:
A.单粒淀粉每一个淀粉粒通常只有一个脐点,环绕着脐点有无数层纹,脐点位于中心或一端,一至数个,明
显或不明显,层纹有或无
B.半复粒淀粉是在复粒淀粉粒外周又有共同的层纹将各分粒包围在内,脐点2个或多个,层纹明显或不明显
应力应变测试C.复粒淀粉淀粉颗粒由若干分粒组成,每一个复粒淀粉具有2个或多个脐点,每一个脐点各有层纹环绕着,
淀粉颗粒有2粒复合、3粒复合、4粒以上(不超过10粒)复合,脐点少见或不明显,层纹少见或
淀粉粒(轮纹)图见图8。
图8    淀粉粒(轮纹)图
⑶淀粉粒脐点:淀粉颗粒是无透明、具有高度折光性,具有一定结构。通常在颗粒上呈现出一圈圈轮纹,这是各层间折光情况不同,这些轮纹围绕着一个或数个核心,这种核心就称是前面所说的“脐点”,在小的淀粉粒内脐点不明显。轮纹形成原因是白体形成淀粉粒时每天有规律的周期性活动结果,即在一昼夜内不同时候积累起来的淀粉具不同的含水量,不同含水量的淀粉层密度
不同而出现轮纹。单粒淀粉只有1个脐点,环绕脐点有无数层轮纹。复粒淀粉有2个以上脐点,每个脐点各有轮纹围绕。半复粒淀粉有2个以上脐点,每个脐点除各具少数层轮纹以外还有共同的轮纹。脐点中心性,呈圆点状或星状。一般认为淀粉颗粒层纹的形成是由于在生长过程中质体的周期性活动结果,各层之间密度及含水量不同形成了环状纹理,即层纹。有时脐点偏于一边,层纹也成为偏心形同心环,淀粉的中心部分质体特别集中和密集,折光现象特别强,形成了一个点状或叉形、人字形、飞鸟形、短条形或木字形的点即为脐点,一般一个淀粉粒只有1个脐点,也有特殊的脐点。
脐点周围淀粉层图见图9。
图9    脐点周围淀粉层图
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本文发布于:2023-07-19 20:41:37,感谢您对本站的认可!

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