糧食加工學(xué)淀粉生產(chǎn)課件

1、糧食加工學(xué)淀粉生產(chǎn)課件糧食加工學(xué)淀粉生產(chǎn)課件2第一節(jié)第一節(jié) 淀粉的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)淀粉的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)一、植物淀粉原料的種類(lèi)一、植物淀粉原料的種類(lèi)( (一一) )薯類(lèi)淀粉原料：薯類(lèi)淀粉原料： 主要有馬鈴薯、甘薯、木薯等。主要有馬鈴薯、甘薯、木薯等。( (二二) )谷物淀粉原料：有玉米、稻米、小麥、谷子、高粱、大麥、谷物淀粉原料：有玉米、稻米、小麥、谷子、高粱、大麥、青稞等。青稞等。( (三三) )豆類(lèi)淀粉原料：豆類(lèi)淀粉原料： 主要有綠豆、豌豆和蠶豆等。主要有綠豆、豌豆和蠶豆等。( (四四) )其它淀粉原料：其它淀粉原料： 如藕、百合、山藥、葛根、芭蕉芋、魔芋等。如藕、百合、山藥、葛根、芭蕉芋、魔芋等。3

2、二、淀粉的分子結(jié)構(gòu)二、淀粉的分子結(jié)構(gòu)（C6H10O5）nAmyloseAmylopectin淀粉是組成單元為葡萄糖的共價(jià)化合物淀粉是組成單元為葡萄糖的共價(jià)化合物4主要植物淀粉中直鏈淀粉及支鏈淀粉含量主要植物淀粉中直鏈淀粉及支鏈淀粉含量5( (一一) )直鏈淀粉直鏈淀粉直鏈淀粉的螺旋型結(jié)構(gòu)直鏈淀粉的螺旋型結(jié)構(gòu)6( (二二) )支鏈淀粉支鏈淀粉7支鏈淀粉分子的模式結(jié)構(gòu)圖支鏈淀粉分子的模式結(jié)構(gòu)圖8直鏈淀粉和支鏈淀粉的比較直鏈淀粉和支鏈淀粉的比較9 淀粉分子在谷物中是以白色固體淀粉粒（淀粉分子在谷物中是以白色固體淀粉粒（starch granulestarch granule）的形式存）的形式存在的，

3、不同谷物會(huì)形成不同結(jié)構(gòu)及性質(zhì)的淀粉粒。在的，不同谷物會(huì)形成不同結(jié)構(gòu)及性質(zhì)的淀粉粒。各種谷物淀粉粒的結(jié)構(gòu)各種谷物淀粉粒的結(jié)構(gòu)三、淀粉粒的結(jié)構(gòu)三、淀粉粒的結(jié)構(gòu)( (一一) )淀粉粒形態(tài)和大小淀粉粒形態(tài)和大小小麥小麥大麥大麥稻米稻米玉米玉米稻米稻米10A-dA-d：土豆：土豆 7 7：燕麥淀粉粒：燕麥淀粉粒 8 8：粟：粟 9 9：小麥：小麥 10 10：玉米淀粉粒：玉米淀粉粒11常見(jiàn)植物淀粉粒的大小常見(jiàn)植物淀粉粒的大小12( (二二) )淀粉粒的輪紋（淀粉粒的輪紋（striationsstriations）結(jié)構(gòu)）結(jié)構(gòu) 單復(fù)粒輪紋示意圖單復(fù)粒輪紋示意圖1.1.單粒單粒 2 2半復(fù)粒半復(fù)粒 3 3 復(fù)

4、粒復(fù)粒 4 4 假?gòu)?fù)粒假?gòu)?fù)粒13 - -淀粉酶對(duì)小麥淀粉的酶解方式。淀粉酶對(duì)小麥淀粉的酶解方式。左圖為小麥淀粉赤道溝附近形成的孔。左圖為小麥淀粉赤道溝附近形成的孔。 右圖為右圖為-淀粉酶對(duì)小麥淀粉顆粒淀粉酶對(duì)小麥淀粉顆粒水解剖面圖，可見(jiàn)在臍點(diǎn)處易受酶的攻擊。水解剖面圖，可見(jiàn)在臍點(diǎn)處易受酶的攻擊。14 掃描電鏡下觀察到的芽孢桿菌細(xì)小掃描電鏡下觀察到的芽孢桿菌細(xì)小a-a-淀粉酶侵蝕后的馬鈴薯淀粉顆粒。淀粉酶侵蝕后的馬鈴薯淀粉顆粒。A A：錐狀的孔洞和帶有小坑的表面；：錐狀的孔洞和帶有小坑的表面；B B：顆粒中心被深度腐蝕，表面相對(duì)未被：顆粒中心被深度腐蝕，表面相對(duì)未被腐蝕。腐蝕。 15 左圖：小麥

5、淀粉顆粒在發(fā)芽其間所觀察到的受到侵蝕后的圖像。左圖：小麥淀粉顆粒在發(fā)芽其間所觀察到的受到侵蝕后的圖像。右圖：被黑麥右圖：被黑麥a-a-淀粉酶攻擊后的黑麥淀粉顆粒圖像。淀粉酶攻擊后的黑麥淀粉顆粒圖像。16部分淀粉顆粒偏光十字顯微鏡圖譜部分淀粉顆粒偏光十字顯微鏡圖譜( (三三) )淀粉粒的晶體結(jié)構(gòu)淀粉粒的晶體結(jié)構(gòu)17淀粉粒的結(jié)晶度淀粉粒的結(jié)晶度天然淀粉的天然淀粉的X X射線衍射圖射線衍射圖18各種淀粉的可能晶型各種淀粉的可能晶型19 淀粉顆粒結(jié)構(gòu)示意圖淀粉顆粒結(jié)構(gòu)示意圖 a:a:淀粉顆粒的生長(zhǎng)環(huán)示意圖，由交替的無(wú)定形層和半結(jié)晶層構(gòu)成；淀粉顆粒的生長(zhǎng)環(huán)示意圖，由交替的無(wú)定形層和半結(jié)晶層構(gòu)成；b b：

6、生長(zhǎng)環(huán)中半結(jié)晶層的放大圖，半結(jié)晶層由無(wú)定形層和結(jié)晶層交替組成：生長(zhǎng)環(huán)中半結(jié)晶層的放大圖，半結(jié)晶層由無(wú)定形層和結(jié)晶層交替組成c c：生長(zhǎng)環(huán)中半結(jié)晶層中的支鏈淀粉簇狀結(jié)構(gòu)。：生長(zhǎng)環(huán)中半結(jié)晶層中的支鏈淀粉簇狀結(jié)構(gòu)。20四、淀粉的物理化學(xué)性質(zhì)四、淀粉的物理化學(xué)性質(zhì)( (一一) )淀粉的潤(rùn)脹與糊化淀粉的潤(rùn)脹與糊化 1. 1.淀粉的潤(rùn)脹（淀粉的潤(rùn)脹（swellingswelling）潤(rùn)脹淀粉粒的大小潤(rùn)脹淀粉粒的大小212.2.淀粉的糊化（淀粉的糊化（gelatinizationgelatinization） 若把淀粉的懸浮液加熱，到達(dá)一定溫度時(shí)若把淀粉的懸浮液加熱，到達(dá)一定溫度時(shí)( (一般在一般在5555

7、以上以上) )。淀粉粒突然膨脹，因膨脹后的體積達(dá)到原來(lái)體積的數(shù)百倍之大，淀粉粒突然膨脹，因膨脹后的體積達(dá)到原來(lái)體積的數(shù)百倍之大，所以懸浮液就變成粘稠的膠體溶液。這種現(xiàn)象稱為淀粉的糊化。所以懸浮液就變成粘稠的膠體溶液。這種現(xiàn)象稱為淀粉的糊化。22（1 1）淀粉糊化的三個(gè)階段：）淀粉糊化的三個(gè)階段： 可逆吸水階段：可逆吸水階段： 不可逆吸水階段：不可逆吸水階段： 淀粉粒最后解體：淀粉粒最后解體：（2 2）淀粉糊化后淀粉糊粘度的變化：）淀粉糊化后淀粉糊粘度的變化：幾種天然淀粉的幾種天然淀粉的BrabenderBrabender糊化粘度曲線糊化粘度曲線23（3 3）影響淀粉糊化的因素：）影響淀粉糊化的

8、因素： 淀粉粒晶體結(jié)構(gòu)的影響：淀粉粒晶體結(jié)構(gòu)的影響： 水分的影響：水分的影響： 堿的影響：堿的影響： 鹽類(lèi)的影響：鹽類(lèi)的影響： 糖類(lèi)的影響：糖類(lèi)的影響： 極性高分子有機(jī)化合物的影響：極性高分子有機(jī)化合物的影響： 脂類(lèi)的影響：脂類(lèi)的影響： 化學(xué)變性的影響：化學(xué)變性的影響：24( (二二) )淀粉的凝沉作用（淀粉的凝沉作用（RetrogradationRetrogradation） 1. 1.淀粉凝沉作用的概念淀粉凝沉作用的概念 淀粉的稀溶液或淀粉糊，在低溫下靜置一定時(shí)間后，溶液變混濁，溶解度降低，而沉淀析出。如果淀粉溶液濃度比較大，則沉淀物可以形成硬塊而不再溶解，也不易被酶作用，這種現(xiàn)象稱為淀粉

9、的凝沉作用，也叫淀粉的老化作用。這種淀粉叫“凝沉淀粉”或“老化淀粉”。直鏈淀粉凝沉作用機(jī)制（直鏈淀粉凝沉作用機(jī)制（Schoch 1969）25（3 3）影響淀粉凝沉的因素：）影響淀粉凝沉的因素： 分子構(gòu)造的影響：分子構(gòu)造的影響： 分子大小的影響：分子大小的影響：26 直鏈淀粉分子與支鏈淀粉分子比例的影響：直鏈淀粉分子與支鏈淀粉分子比例的影響： 溶液濃度的影響：溶液濃度的影響： 溶液溶液pHpH值及無(wú)機(jī)鹽類(lèi)的影響：值及無(wú)機(jī)鹽類(lèi)的影響： 冷卻速度的影響：冷卻速度的影響：27( (三三) )淀粉的吸附性質(zhì)淀粉的吸附性質(zhì) 1. 1.對(duì)一些極性有機(jī)化合物的吸附：對(duì)一些極性有機(jī)化合物的吸附： 2. 2.對(duì)

10、碘的吸附：對(duì)碘的吸附： 直鏈淀粉與碘所形成的絡(luò)合物的結(jié)構(gòu)28淀粉結(jié)合碘的標(biāo)準(zhǔn)曲線（20）29( (四四) )淀粉的化學(xué)性質(zhì)淀粉的化學(xué)性質(zhì) 1. 1.水解作用水解作用 2.2.氧化作用氧化作用30 3.3.成酯作用成酯作用 4.4.烷基化作用烷基化作用5 5. .醚化、離子化、交聯(lián)、接枝共聚等醚化、離子化、交聯(lián)、接枝共聚等31五、淀粉及其制品的用途五、淀粉及其制品的用途( (一一) )食品工業(yè)：食品工業(yè)：( (二二) )醫(yī)藥工業(yè)：醫(yī)藥工業(yè)：( (三三) )造紙工業(yè)：造紙工業(yè)： ( (四四) )紡織工業(yè)：紡織工業(yè)： ( (五五) )釀造業(yè)、石油化工業(yè)、去污、漿洗衣服等：釀造業(yè)、石油化工業(yè)、去污、漿

11、洗衣服等： 32第二節(jié)第二節(jié) 玉米淀粉的提取工藝玉米淀粉的提取工藝一、玉米的子粒結(jié)構(gòu)一、玉米的子粒結(jié)構(gòu)33玉米子粒各部分的化學(xué)成分玉米子粒各部分的化學(xué)成分( (干物質(zhì)干物質(zhì)) )34二、玉米淀粉生產(chǎn)的工藝流程二、玉米淀粉生產(chǎn)的工藝流程35( (一一) )清理清理 玉米的清理流程玉米的清理流程36( (二二) )玉米的浸泡玉米的浸泡 1. 1.浸泡的目的：改變胚乳的結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性質(zhì)，削弱淀粉的粘浸泡的目的：改變胚乳的結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性質(zhì)，削弱淀粉的粘著力，降低籽粒的機(jī)械強(qiáng)度，浸泡出部分可溶性物質(zhì)，鈍化胚著力，降低籽粒的機(jī)械強(qiáng)度，浸泡出部分可溶性物質(zhì)，鈍化胚芽。芽。 一般采用亞硫酸水浸泡玉米。一般

12、采用亞硫酸水浸泡玉米。 亞硫酸水的作用：亞硫酸水的作用： 亞硫酸經(jīng)過(guò)玉米的半滲透種皮進(jìn)入玉米籽粒內(nèi)部，解除蛋白亞硫酸經(jīng)過(guò)玉米的半滲透種皮進(jìn)入玉米籽粒內(nèi)部，解除蛋白質(zhì)分子的聚集，并使部分不溶性蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)變成溶解狀態(tài)。亞硫質(zhì)分子的聚集，并使部分不溶性蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)變成溶解狀態(tài)。亞硫酸還能使胚芽鈍化，并使種皮由半滲透變成完全滲透，因而酸還能使胚芽鈍化，并使種皮由半滲透變成完全滲透，因而可以加速可溶性物質(zhì)向浸泡水中滲透。還有防腐作用?？梢约铀倏扇苄晕镔|(zhì)向浸泡水中滲透。還有防腐作用。乳酸的作用：乳酸的作用： 產(chǎn)生的乳酸降低了介質(zhì)的產(chǎn)生的乳酸降低了介質(zhì)的pHpH值，從而限制了其他微生物的值，從而限制了其他微生物的

13、生長(zhǎng)。乳酸還能促進(jìn)玉米蛋白質(zhì)軟化和膨脹；乳酸還可保持生長(zhǎng)。乳酸還能促進(jìn)玉米蛋白質(zhì)軟化和膨脹；乳酸還可保持溶液中鎂離子和鈣離子，從而有利于減少蒸發(fā)設(shè)備不溶性物質(zhì)的溶液中鎂離子和鈣離子，從而有利于減少蒸發(fā)設(shè)備不溶性物質(zhì)的沉積。沉積。372.2.玉米浸泡前后干物質(zhì)的變化玉米浸泡前后干物質(zhì)的變化383.3.玉米浸泡的方法：靜止浸泡法和逆流擴(kuò)散浸泡法。玉米浸泡的方法：靜止浸泡法和逆流擴(kuò)散浸泡法。394.4.浸泡的工藝條件：浸泡的工藝條件： 亞硫酸濃度：亞硫酸濃度：0.20-0.25%0.20-0.25% 浸泡時(shí)間：浸泡時(shí)間：48-50h48-50h 浸泡溫度：浸泡溫度：48-5048-50（較好質(zhì)量玉米

14、）；（較好質(zhì)量玉米）； 50-55 50-55（病變的、腐爛的活過(guò)于干燥的玉米）。（病變的、腐爛的活過(guò)于干燥的玉米）。5. 5. 浸泡工藝的改進(jìn)：浸泡工藝的改進(jìn)： 浸泡試劑：以亞硫酸氫鹽和亞硫酸鈉代替亞硫酸；浸泡試劑：以亞硫酸氫鹽和亞硫酸鈉代替亞硫酸； 浸泡工藝：第一是兩級(jí)浸泡法；第二是加乳酸菌法；浸泡工藝：第一是兩級(jí)浸泡法；第二是加乳酸菌法； 第三采用高壓浸泡工藝。第三采用高壓浸泡工藝。40( (三三) )玉米的破碎玉米的破碎 破碎的目的：使胚芽與胚乳分開(kāi)，并釋放出一定數(shù)量的淀粉。玉米破碎的目的：使胚芽與胚乳分開(kāi)，并釋放出一定數(shù)量的淀粉。玉米破碎是在打擊式破碎機(jī)或破碎磨中進(jìn)行的。破碎是在打擊

15、式破碎機(jī)或破碎磨中進(jìn)行的。41( (四四) )胚芽的分離胚芽的分離 1.1.胚芽的分離胚芽的分離422.2.胚芽的篩分與洗滌胚芽的篩分與洗滌43兩次破碎、兩次分離胚芽，并進(jìn)一步清凈胚芽的流程兩次破碎、兩次分離胚芽，并進(jìn)一步清凈胚芽的流程44( (五五) )漿料的細(xì)磨與纖維分離漿料的細(xì)磨與纖維分離 1. 1.漿料的細(xì)磨漿料的細(xì)磨 最大限度地使與蛋白質(zhì)和纖維結(jié)合的淀粉游離出來(lái)，并為以后的分離創(chuàng)造良好條件。 45 2. 2.纖維的分離纖維的分離4647( (六六) )蛋白質(zhì)的分離及淀粉的洗滌蛋白質(zhì)的分離及淀粉的洗滌 1. 1.蛋白的分離：蛋白的分離： 沉淀法： 離心分離法： 浮選分離法： 48( (七七) )淀粉的脫水與干燥淀粉的脫水與干燥 49三、玉米淀粉生產(chǎn)的工藝流程三、玉米淀粉生產(chǎn)的工藝流程50四、玉米淀粉生產(chǎn)副產(chǎn)品的綜合利用四、玉米淀粉生產(chǎn)副產(chǎn)品的綜合利用51第三