淀粉是高分子碳水化合物，是由單一類型的糖單元組成的多糖。淀粉的基本構(gòu)成單位為α-D-吡喃葡萄糖，葡萄糖脫去水分子后經(jīng)由糖苷鍵連接在一起所形成的共價聚合物就是淀粉分子。淀粉屬于多聚葡萄糖，游離葡萄糖的分子式以C6H12O6表示，脫水后葡萄糖單位則為C6H10O5，因此，淀粉分子可寫成(C6H10O5)n，n為不定數(shù)。組成淀粉分子的結(jié)構(gòu)單體(脫水葡萄糖單位)的數(shù)量稱為聚合度，以DP表示。

物料分類

　　淀粉是經(jīng)由α-1,4糖苷鍵連接組成的。其后，人們把淀粉分為直鏈分子和支鏈分子，直鏈分子是D-六環(huán)葡萄糖經(jīng)α-1,4-糖苷鍵組成，支鏈分子的分支位置為α-1,6-糖苷鍵，其余為α-1,4糖苷鍵。

　　直鏈淀粉含幾百個葡萄糖單元，支鏈淀粉含幾千個葡萄糖單元。在天然淀粉中直鏈的占20%～26%，它是可溶性的，其余的則為支鏈淀粉。直鏈淀粉分子的一端為非還原末端基，另一端為還原末端基，而支鏈淀粉分子具有一個還原末端基和許多非還原末端基;當用碘溶液進行檢測時，直鏈淀粉液呈顯深藍色，吸收碘量為19%~20%，而支鏈淀粉與碘接觸時則變?yōu)樽霞t色，吸收碘量為1%。

物理性質(zhì)

　　吸附性質(zhì)

　　淀粉可以吸附許多有機化合物和無機化合物，直鏈淀粉和支鏈淀粉因分子形態(tài)不同具有不同的吸附性質(zhì)。直鏈淀粉分子在溶液中分子伸展性好，很容易與一些極性有機化合物如正丁醇、脂肪酸等通過氫鍵相互締合，形成結(jié)晶性復合體而沉淀。

　　溶解度

　　淀粉的溶解度是指在一定溫度下，在水中加熱30 min后，淀粉樣品分子的溶解質(zhì)量分數(shù)。淀粉顆粒不溶于冷水，受損傷的淀粉或經(jīng)過化學改性的淀粉可溶于冷水，但溶解后的潤脹淀粉不可逆。隨著溫度的上升，淀粉的膨脹度增加，溶解度加大。

　　糊化

　　將淀粉懸浮液進行加熱，淀粉顆粒開始吸水膨脹，達到一定溫度后，淀粉顆粒突然迅速膨脹，繼續(xù)升溫，體積可達原來的幾十倍甚至數(shù)百倍，懸浮液變成半透明的黏稠狀膠體溶液，這種現(xiàn)象稱為淀粉的糊化。淀粉發(fā)生糊化現(xiàn)象的溫度稱為糊化溫度。即使同一品種的淀粉，因為存在顆粒大小的差異，因此糊化難易程度也各不相同，所需糊化溫度也不是一個固定值。

　　回生

　　糊化的淀粉在稀糊狀態(tài)下放置一定時間后會逐漸變渾濁，最終產(chǎn)生不溶性的白色沉淀。而在濃糊狀態(tài)下，可形成有彈性的膠體，這種現(xiàn)象稱為淀粉的回生，也叫淀粉的老化或凝沉。

　　膨脹能力

　　加熱淀粉乳，淀粉顆粒會膨脹。對于不同種類淀粉其顆粒膨脹能力不同。將淀粉乳樣品在一定溫度水浴中加熱30 min，然后離心，傾出上清液，將沉淀的顆粒稱重，淀粉膨脹后沉淀顆粒的重量與原來干淀粉重量之比稱為膨脹能力。

　　臨界濃度

　　淀粉的臨界濃度是指淀粉在95℃條件下膨脹后正好將100 mL水全部吸收，無游離水遺留的干基重量。當?shù)矸蹪舛瘸^臨界值時，淀粉將形成膨脹粒的連續(xù)相，全部自由水都被截留;低于臨界值將會有游離水分存在。工業(yè)上應用的淀粉糊濃度遠高于臨界濃度，淀粉的臨界濃度是配制一定黏度糊所需要淀粉量的依據(jù)。

化學性質(zhì)

　　淀粉的許多化學性質(zhì)與葡萄糖相似，但由于它是葡萄糖的聚合體，又有自身獨特的性質(zhì)，生產(chǎn)中應用淀粉化學性質(zhì)改變淀粉分子可以獲得兩大類重要的淀粉深加工產(chǎn)品。

　　第一大類是淀粉的水解產(chǎn)品，它是利用淀粉的水解性質(zhì)將淀粉分子進行降解所得到的不同DP的產(chǎn)品。淀粉在酸或酶等催化劑的作用下，α-1,4糖苷鍵和α-1,6糖苷鍵被水解，可生成糊精、低聚糖、麥芽糖、葡萄糖等多種產(chǎn)品。

　　第二大類產(chǎn)品是變性淀粉，它是利用淀粉與某些化學試劑發(fā)生的化學反應而生成的。淀粉分子中葡萄糖殘基中的C2、C3和C6位醇羥基在一定條件下能發(fā)生氧化、酯化、醚化、烷基化、交聯(lián)等化學反應,生成各種淀粉衍生物。

物料應用

　　淀粉的應用廣泛，其中變性淀粉是重點。變性淀粉是指利用物理?；瘜W或酶的手段改變原淀粉的分子結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)，從而產(chǎn)生新的性能與用途的淀粉或淀粉衍生物。其種類多樣，根據(jù)處理方式分為以下幾類。

　　1.物理變性：預糊化(α-化)淀粉、γ射線、超高頻輻射處理淀粉、機械研磨處理淀粉、濕熱處理淀粉等。

　　2.化學變性：用各種化學試劑處理得到的變性淀粉。其中有兩大類：一類是使淀粉分子量下降，如酸解淀粉、氧化淀粉、焙烤糊精等;另一類是使淀粉分子量增加，如交聯(lián)淀粉、酯化淀粉、醚化淀粉、接枝淀粉等。

　　3.酶法變性(生物改性)：各種酶處理淀粉。如α、β、γ-環(huán)狀糊精、麥芽糊精、直鏈淀粉等。

　　4.復合變性：采用兩種以上處理方法得到的變性淀粉。如氧化交聯(lián)淀粉、交聯(lián)酯化淀粉等。采用復合變性得到的變性淀粉具有兩種變性淀粉的各自優(yōu)點。

　　另外，變性淀粉還可按生產(chǎn)工藝路線進行分類，有干法(如磷酸酯淀粉、酸解淀粉、陽離子淀粉、羧甲基淀粉等)、濕法、有機溶劑法(如羧基淀粉制備一般采用乙醇作溶劑)、擠壓法和滾筒干燥法(如天然淀粉或變性淀粉為原料生產(chǎn)預糊化淀粉)等。

　?、兕A糊化淀粉

　　預糊化淀粉是一種加工簡單，用途廣泛的變性淀粉，應用時只要用冷水調(diào)成糊，免除了加熱糊化的麻煩。廣泛應用與醫(yī)藥、食品、化妝品、飼料、石油鉆井、金屬鑄造、紡織、造紙等很多行業(yè)。

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　　酸變性淀粉引是指在糊化溫度以下將天然淀粉用無機酸進行處理，改變其性質(zhì)而得到的一類變性淀粉。通常制備酸變性淀粉的條件是：淀粉乳濃度為 36%～ 40%，溫度低于糊化反應溫度(35 ～ 60℃)，反應時間為 0.5h 至數(shù)小時。當達到所需要的 粘度或轉(zhuǎn)化度時，中和、過濾、洗滌、干燥即得產(chǎn)品，在食品工業(yè)(糖果廠)、造紙工業(yè)(施膠料)、紡織工業(yè)應用較多。

　　③氧化淀粉

　　淀粉經(jīng)氧化劑處理后形成的變性淀粉為氧化淀粉，其在建筑工業(yè)(用作絕緣板。墻壁紙和隔音板原材料的粘合劑)、食品工業(yè)、造紙工業(yè)、紡織工業(yè)應用較多。

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　　使淀粉分子間發(fā)生交聯(lián)反應的試劑叫交聯(lián)劑，其種類很多，分子結(jié)構(gòu)中含雙官能團和多官能團。工業(yè)生產(chǎn)中常用的交聯(lián)劑有:環(huán)氧氯丙烷、三氯氧化磷和三偏磷酸鈉等。前者具有兩個官能團，后兩者具有三個官能團。淀粉經(jīng)交聯(lián)劑處理后發(fā)生交聯(lián)反應，促使一個淀粉分子與另一個分子間搭成鍵橋，產(chǎn)生交聯(lián)結(jié)構(gòu)。由于淀粉分子具有眾多的醇羥基，除分子與分子之間的交聯(lián)反應外，起反應的兩個不同羥基也有的是來自同一個淀粉分子，沒有起到不同淀粉分子間的交聯(lián)反應。反應試劑也可能只與一個羥基起了反應，沒有在不同淀粉分子之間形成交聯(lián)鍵。這兩種情況都有發(fā)生，但整個反應過程趨向分子間交聯(lián)，在食品工業(yè)(常使用交聯(lián)的磷酸酯、醋酸酯和羥烷基淀粉)、醫(yī)療業(yè)(外科手術(shù)橡膠手套的潤滑劑)、紡織工業(yè)應用較多。

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　　酯化淀粉是指在糊化溫度以下淀粉乳與有機酸酐(醋酸酐，丁二酸酐等)在一定條件下進行酯化反應而得到的一類變性淀粉，在食品工業(yè)(作為增稠劑)、造紙工業(yè)(施膠料)、紡織工業(yè)(經(jīng)紗上漿)應用較多。

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　　醚化淀粉是淀粉分子的羥基與烴化合物中的羥基通過氧原子連接起來的淀粉衍生物。它有許多品種，其中工業(yè)化生產(chǎn)的主要有三種類型，即羧甲基淀粉、羥烷基淀粉和陽離子淀粉。對淀粉進行醚化變性，可提高黏度的穩(wěn)定性，特別是在高pH條件下，醚化淀粉較前面提到的氧化淀粉和酯化淀粉性能更加穩(wěn)定，應用更加廣泛，在食品工業(yè)(增稠劑)、醫(yī)藥工業(yè)(藥片的粘合劑和崩解劑)、石油鉆井(降濾失劑)、紡織工業(yè)、造紙工業(yè)、日化工業(yè)(可作肥皂、家用洗滌劑的抗污垢再沉淀劑)。

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　　功能性變性淀粉主要指對人體有一定保健作用和生理作用的變性淀粉，如抗性淀粉、多孔淀粉等，主要用于食品、醫(yī)療、制藥、日用化工等行業(yè)，可顯著提高相關(guān)產(chǎn)品的品質(zhì)和檔次。盡管目前產(chǎn)量不大，但卻具有較高的附加值，是國內(nèi)外研究開發(fā)的熱點。

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