发芽对玉米淀粉性质及功能特性的影响
目 录
1 引言 1
1.1 淀粉的理化性质 1
1.2 玉米淀粉 2
1.3 淀粉改性 3
1.4 本课题研究目的意义及内容 4
2 材料和方法 4
2.1 实验材料 4
2.2 主要试剂 5
2.3 主要仪器和设备 5
2.4 实验方法 6
2.5 数据处理与统计分析 8
3 结果与分析 8
3.1 玉米发芽过程中淀粉和还原糖含量的变化 8
3.2 玉米发芽过程中淀粉酶活性的变化 9
3.3 玉米发芽过程中淀粉颗粒微观结构的变化 10
3.4 玉米发芽过程中淀粉粘度的变化 11
3.5 玉米发芽过程中淀粉持水性与持油性的变化 12
3.6 玉米发芽过程中淀粉乳化性与乳化稳定性的变化 12
3.7 玉米发芽过程中淀粉膨胀力的变化 13
结论 14
致谢 15
参考文献 16
1 引言
淀粉是一种分子量很高的天然化合物，在生物圈中分布广泛，是食品的重要营养成分之一，除了食用功能，人们还依照其不同的功能特性将淀粉应用于造纸、医药、能源、纺织等等[1]。
淀粉是以贮藏状态存在于植物细胞中的多糖，其分子通式为（C6H12O5）n，（C6H12O5）n为一个葡萄糖单体，n表示有几个葡萄糖单位，其数目千差万别。根据化学性质，淀粉被分为：直链淀粉和支链淀粉。直链淀粉可溶解，但是支链淀粉不可溶。不同物种所含的直链淀粉和支链淀粉比例不同[2]。植物淀粉特性主要包括淀粉颗粒结构、淀粉组分构成、老化、糊化等 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
[3]。
1.1 淀粉的理化性质
1.1.1 淀粉的化学结构
在自然界存在的淀粉中，不管其是由动物产生还是由植物产生或者是由微生物产生，均包含两种主要的成分：直链淀粉和支链淀粉。支链淀粉是淀粉的重要组分，所占比例大都超过直链淀粉，支链淀粉由多条短链构成，这些短链通过α-1，6糖苷键在还原端连接在一起，因此支链淀粉结构复杂，分支众多。反观直链淀粉就简单的多，仅由一条单链构成，基本呈单一的线性形式。大多数淀粉中直链淀粉所占比例约为18 ~ 32%。但是，某些突变的淀粉中直链淀粉成分很少，甚至不含。比如有些种子的胚乳如蜡质物，可称为蜡质型。其它类型的淀粉中直链淀粉含量较多[4]。
1.1.2 直链淀粉
直链淀粉是一种线性大分子，主要以α -1，4糖苷键连接，每个葡萄糖残基中有分支的概率平均不到百分之一。分子量为104 ~ 107，聚合度主要在323 ~ 4922个葡萄糖之间。每个直链淀粉分子的分支点约为10 ~ 20个，大约由3 ~ 12条链构成。每条链长两百到七百个葡萄糖单位，对应分子量从三万到十一万不等。由于分子内氢键的相互作用，直链淀粉通常都形成螺旋卷曲，每一螺旋由6个葡萄糖分子构成。直链淀粉与碘反应，形成相应的淀粉一碘复合物，此复合物的在分光光度计下的最大光吸收为600 到690 nm之间。在淀粉与碘的显色反应中，影响反应颜色的主要因素是淀粉分子中多苷键的长度[5]。
1.1.3 支链淀粉
支链淀粉是分支度非常高的葡萄糖多聚物，分子量为105~ 112，每个α - 1，4糖苷键连接葡萄糖基中有1个α - 1，6分支点的概率为4% ~ 5%，约为直链淀粉中每个葡萄糖残基有分支概率的五倍。分支链长平均为1825个葡萄糖单位，其中高直链淀粉的分支链长最多可达1931个葡萄糖单位。聚合度为九千五百到一万六千个葡萄糖单位，主要包括三个类型：600 ~ 2100、4400 ~ 8500和13200 ~ 26800。同样，支链淀粉的分支也可以卷曲成螺旋形，只是由于螺旋长度比较短，可以束缚的碘分子的数目比较少。因而支链淀粉遇碘时显色反应与直链淀粉不同，最大光吸收在520 到552 nm之间[5]。
1.2 玉米淀粉
据调查显示，目前世界每年淀粉总产量约为4800万吨（这个数据还在不断被刷新），主要产品是玉米淀粉，其他产品如小麦、马铃薯和木薯淀粉所占比重不足10%。不同作物的淀粉含量也不尽相同：马铃薯淀粉含量为9% ~ 20%、小麦淀粉含量为55% ~ 78%、稻米中淀粉含量为60% ~ 87%、而玉米淀粉含量为65% ~ 73%[3]。因价格低廉而淀粉含量高，纯度高，所以玉米是制造淀粉的重要原料，玉米淀粉在全部商品淀粉的比重超过80%，是最重要的原淀粉。
1.2.1 玉米淀粉的提取方法
通常情况下采用干法或湿法提取淀粉。湿法提取是指在淀粉工业前处理时，把玉米原料浸泡在温水中，通过机器研磨，分出胚芽、蛋白质和纤维，由此得到的淀粉产品纯度非常高。而干法提取在玉米原料前处理时则不用大量的水浸泡，除研磨外再加筛分、风选的方法，分出纤维及胚芽，从而得到含有较少脂肪的玉米粉。
干法提取与湿法提取相比，湿法提取所得的淀粉产品质量纯净，副产品收 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
率高，并且有很高的生产效率。所以，湿法加工生产淀粉深受各大企业的青睐。众所周知，玉米湿法加工是一种通过物理方法将玉米籽粒中的主要成分分离，由此获取相应产品的过程。从经过这种物理加工方法处理后的玉米中可分离获取以下五种主要成分：皮渣（纤维）、胚芽、麸质（蛋白质）、可溶性蛋白和淀粉。由于研磨会使胚乳受到外部机械破坏，所以只能在玉米分离时对淀粉进行保护，因此湿法加工是众多企业的不二选择[6-7]。
1.2.2 玉米淀粉的优点[8]
1.2.2.1 加工性能好
胚乳中由细胞质基质包着的淀粉是约占玉米中淀粉总数的90% 以上，大大的方便了加工提取工作。玉米籽粒所含物质的综合利用效益好，而且种子中所含水分很少，所以比薯类加工过程中所产生的浆液少很多。玉米对贮藏要求低、回收率高、并且一年四季都可以进行生产加工，使设备利用率显著提高。
1.2.2.2 产品质量好
玉米淀粉产品质量有保证。虽然经过玉米破碎分离出来的淀粉乳中常混有一些蛋白质细渣和少量的泥沙，不过因为这些物质的比重不同，所以它们在悬液中的沉降速度也不同。
1.2.2.3 可变性强
玉米淀粉的可变性很强，且已广泛被应用于淀粉工业生产。比如常见的氧化淀粉、阳离子淀粉、淀粉醋酸醋、交联淀粉、淀粉黄原酸醋等。
1.2.3 玉米加工现状
玉米的营养成分充足，是全国主要消费的粮食之一，被称之为“黄金作物”。有关数据表明：每0.1千克玉米中含有粗纤维1.1克，热量196千卡，碳水化合物40.5克，脂肪2.2克，蛋白质3.6克，矿物质元素和微量元素等。
研究表明：在全球已经开发出来的玉米加工的几十类产品（如酒精、淀粉、玉米食品、玉米油、饲料等）中，在玉米消耗数量上最大的是饲料，约占玉米总产量的60%以上。虽然淀粉加工比饲料加工消耗的玉米数量少，但在玉米深加工中它是最主要也是最基础的原料。玉米淀粉产品不仅广泛应用于各行各业，还展现了玉米加工的产业发展前景。
乳化性(%)=(乳化层总体积/原液体总体积)×100%
1 引言 1
1.1 淀粉的理化性质 1
1.2 玉米淀粉 2
1.3 淀粉改性 3
1.4 本课题研究目的意义及内容 4
2 材料和方法 4
2.1 实验材料 4
2.2 主要试剂 5
2.3 主要仪器和设备 5
2.4 实验方法 6
2.5 数据处理与统计分析 8
3 结果与分析 8
3.1 玉米发芽过程中淀粉和还原糖含量的变化 8
3.2 玉米发芽过程中淀粉酶活性的变化 9
3.3 玉米发芽过程中淀粉颗粒微观结构的变化 10
3.4 玉米发芽过程中淀粉粘度的变化 11
3.5 玉米发芽过程中淀粉持水性与持油性的变化 12
3.6 玉米发芽过程中淀粉乳化性与乳化稳定性的变化 12
3.7 玉米发芽过程中淀粉膨胀力的变化 13
结论 14
致谢 15
参考文献 16
1 引言
淀粉是一种分子量很高的天然化合物，在生物圈中分布广泛，是食品的重要营养成分之一，除了食用功能，人们还依照其不同的功能特性将淀粉应用于造纸、医药、能源、纺织等等[1]。
淀粉是以贮藏状态存在于植物细胞中的多糖，其分子通式为（C6H12O5）n，（C6H12O5）n为一个葡萄糖单体，n表示有几个葡萄糖单位，其数目千差万别。根据化学性质，淀粉被分为：直链淀粉和支链淀粉。直链淀粉可溶解，但是支链淀粉不可溶。不同物种所含的直链淀粉和支链淀粉比例不同[2]。植物淀粉特性主要包括淀粉颗粒结构、淀粉组分构成、老化、糊化等 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
[3]。
1.1 淀粉的理化性质
1.1.1 淀粉的化学结构
在自然界存在的淀粉中，不管其是由动物产生还是由植物产生或者是由微生物产生，均包含两种主要的成分：直链淀粉和支链淀粉。支链淀粉是淀粉的重要组分，所占比例大都超过直链淀粉，支链淀粉由多条短链构成，这些短链通过α-1，6糖苷键在还原端连接在一起，因此支链淀粉结构复杂，分支众多。反观直链淀粉就简单的多，仅由一条单链构成，基本呈单一的线性形式。大多数淀粉中直链淀粉所占比例约为18 ~ 32%。但是，某些突变的淀粉中直链淀粉成分很少，甚至不含。比如有些种子的胚乳如蜡质物，可称为蜡质型。其它类型的淀粉中直链淀粉含量较多[4]。
1.1.2 直链淀粉
直链淀粉是一种线性大分子，主要以α -1，4糖苷键连接，每个葡萄糖残基中有分支的概率平均不到百分之一。分子量为104 ~ 107，聚合度主要在323 ~ 4922个葡萄糖之间。每个直链淀粉分子的分支点约为10 ~ 20个，大约由3 ~ 12条链构成。每条链长两百到七百个葡萄糖单位，对应分子量从三万到十一万不等。由于分子内氢键的相互作用，直链淀粉通常都形成螺旋卷曲，每一螺旋由6个葡萄糖分子构成。直链淀粉与碘反应，形成相应的淀粉一碘复合物，此复合物的在分光光度计下的最大光吸收为600 到690 nm之间。在淀粉与碘的显色反应中，影响反应颜色的主要因素是淀粉分子中多苷键的长度[5]。
1.1.3 支链淀粉
支链淀粉是分支度非常高的葡萄糖多聚物，分子量为105~ 112，每个α - 1，4糖苷键连接葡萄糖基中有1个α - 1，6分支点的概率为4% ~ 5%，约为直链淀粉中每个葡萄糖残基有分支概率的五倍。分支链长平均为1825个葡萄糖单位，其中高直链淀粉的分支链长最多可达1931个葡萄糖单位。聚合度为九千五百到一万六千个葡萄糖单位，主要包括三个类型：600 ~ 2100、4400 ~ 8500和13200 ~ 26800。同样，支链淀粉的分支也可以卷曲成螺旋形，只是由于螺旋长度比较短，可以束缚的碘分子的数目比较少。因而支链淀粉遇碘时显色反应与直链淀粉不同，最大光吸收在520 到552 nm之间[5]。
1.2 玉米淀粉
据调查显示，目前世界每年淀粉总产量约为4800万吨（这个数据还在不断被刷新），主要产品是玉米淀粉，其他产品如小麦、马铃薯和木薯淀粉所占比重不足10%。不同作物的淀粉含量也不尽相同：马铃薯淀粉含量为9% ~ 20%、小麦淀粉含量为55% ~ 78%、稻米中淀粉含量为60% ~ 87%、而玉米淀粉含量为65% ~ 73%[3]。因价格低廉而淀粉含量高，纯度高，所以玉米是制造淀粉的重要原料，玉米淀粉在全部商品淀粉的比重超过80%，是最重要的原淀粉。
1.2.1 玉米淀粉的提取方法
通常情况下采用干法或湿法提取淀粉。湿法提取是指在淀粉工业前处理时，把玉米原料浸泡在温水中，通过机器研磨，分出胚芽、蛋白质和纤维，由此得到的淀粉产品纯度非常高。而干法提取在玉米原料前处理时则不用大量的水浸泡，除研磨外再加筛分、风选的方法，分出纤维及胚芽，从而得到含有较少脂肪的玉米粉。
干法提取与湿法提取相比，湿法提取所得的淀粉产品质量纯净，副产品收 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
率高，并且有很高的生产效率。所以，湿法加工生产淀粉深受各大企业的青睐。众所周知，玉米湿法加工是一种通过物理方法将玉米籽粒中的主要成分分离，由此获取相应产品的过程。从经过这种物理加工方法处理后的玉米中可分离获取以下五种主要成分：皮渣（纤维）、胚芽、麸质（蛋白质）、可溶性蛋白和淀粉。由于研磨会使胚乳受到外部机械破坏，所以只能在玉米分离时对淀粉进行保护，因此湿法加工是众多企业的不二选择[6-7]。
1.2.2 玉米淀粉的优点[8]
1.2.2.1 加工性能好
胚乳中由细胞质基质包着的淀粉是约占玉米中淀粉总数的90% 以上，大大的方便了加工提取工作。玉米籽粒所含物质的综合利用效益好，而且种子中所含水分很少，所以比薯类加工过程中所产生的浆液少很多。玉米对贮藏要求低、回收率高、并且一年四季都可以进行生产加工，使设备利用率显著提高。
1.2.2.2 产品质量好
玉米淀粉产品质量有保证。虽然经过玉米破碎分离出来的淀粉乳中常混有一些蛋白质细渣和少量的泥沙，不过因为这些物质的比重不同，所以它们在悬液中的沉降速度也不同。
1.2.2.3 可变性强
玉米淀粉的可变性很强，且已广泛被应用于淀粉工业生产。比如常见的氧化淀粉、阳离子淀粉、淀粉醋酸醋、交联淀粉、淀粉黄原酸醋等。
1.2.3 玉米加工现状
玉米的营养成分充足，是全国主要消费的粮食之一，被称之为“黄金作物”。有关数据表明：每0.1千克玉米中含有粗纤维1.1克，热量196千卡，碳水化合物40.5克，脂肪2.2克，蛋白质3.6克，矿物质元素和微量元素等。
研究表明：在全球已经开发出来的玉米加工的几十类产品（如酒精、淀粉、玉米食品、玉米油、饲料等）中，在玉米消耗数量上最大的是饲料，约占玉米总产量的60%以上。虽然淀粉加工比饲料加工消耗的玉米数量少，但在玉米深加工中它是最主要也是最基础的原料。玉米淀粉产品不仅广泛应用于各行各业，还展现了玉米加工的产业发展前景。
乳化性(%)=(乳化层总体积/原液体总体积)×100%
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