淀粉的性质

天然动物蛋白

一、不同品种淀粉中直链淀粉与支链淀粉的组成

不同品种的淀粉所含的直链淀粉和支链淀粉各不相同。普通品种的淀粉由直链淀粉与支链淀粉共同组成，如玉米、小麦、马铃薯等；特殊的淀粉则完全由支链淀粉组成，如黏玉米、黏高粱、糯米。

二、淀粉的基本性质

（一）直链淀粉与支链淀粉的性质差异

直链淀粉和支链淀粉在若干性质方面存在很大差异，主要体现在碘显色与吸碘能力、水溶性与凝沉性、成膜成纤性能等方面。

碘显色与吸碘能力：直链淀粉与碘能形成螺旋络合结构，呈现深蓝色，且遇碘显色与其分子聚合度有关——聚合度12以下的短链遇碘不显色；聚合度12～15呈现棕色；20～30呈现红色；35～40呈现紫色；45以上呈现蓝色，吸收光谱在650 nm处具有最高值。支链淀粉与碘液呈现紫红色，故常用碘液鉴定淀粉。吸碘量方面，直链淀粉吸碘量为19%～20%，支链淀粉吸碘量小于1%。

水溶性与凝沉性：直链淀粉难溶于水，溶液不稳定，凝沉性强；支链淀粉易溶于水，溶液稳定，凝沉性弱。

成膜成纤性能：直链淀粉能制成强度高、柔软性好的纤维和薄膜，具有类似纤维素制品的性质；支链淀粉则不能。

表1 直链淀粉与支链淀粉的性质对比

性质	直链淀粉	支链淀粉
与碘反应	形成螺旋络合结构，呈深蓝色（显色随聚合度变化）	呈紫红色
吸碘量	19%～20%	小于1%
水溶性	难溶于水，溶液不稳定	易溶于水，溶液稳定
凝沉性	强	弱
成膜成纤	可制成强度高、柔软性好的纤维和薄膜	不能

（二）淀粉的颗粒特性

淀粉的颗粒特性主要是指淀粉颗粒的形态、大小、轮纹、偏光十字和晶体结构等。轮纹结构又称层状结构，各轮纹层围绕的一点称“粒心”或“脐点”。不同种类的淀粉根据粒心和轮纹情况可分为单粒、复粒和半复粒三种。淀粉颗粒具有双折射性，在偏光显微镜下可以观察到颗粒的偏光十字。淀粉颗粒的形态、大小、轮纹和偏光十字可用多功能光学显微镜、扫描电子显微镜和偏光显微镜等测定。

（三）淀粉的晶体结构

淀粉是一种天然多晶聚合物，目前对淀粉及其衍生物颗粒晶体结构的研究已成为各国淀粉科学研究领域的一个前沿课题。根据X射线衍射特征谱线，可将淀粉的晶体结构分为A、B、C、V四种类型，并根据不同的X射线衍射特征进一步划分淀粉的微晶结构：晶粒线度大、晶形完整及长程有序的区域，在X射线衍射曲线上表现出明显的尖峰衍射特征，称为结晶区；处于短程有序、长程无序状态的区域，在X射线衍射曲线上表现出明显的弥散衍射特征，称为无定形区。

大量研究表明，在淀粉的非晶与微晶结构之间存在着亚微晶结构，这种结晶结构因晶粒线度小、晶形不完整，不会表现出尖峰衍射特征，只表现出类似非晶结构的弥散衍射特征。任何淀粉颗粒的物态组成，都可看成是由亚微晶、微晶和非晶态三者中的一种、两种或三种成分所组成。

（四）淀粉颗粒的非晶化

淀粉颗粒的非晶化现象也是淀粉研究的一个热点。所谓非晶化，是指通过物理或化学等方法处理后，原淀粉多晶颗粒态发生变化，从而使淀粉中只含无定形结构的非晶颗粒态。国内外文献已有诸多报道：马铃薯淀粉颗粒在高碘酸氧化制备双醛淀粉的过程中、小麦/玉米及豆类淀粉颗粒在高压下、木薯淀粉在中等水分含量下加热，都会产生非晶化现象。张本山等研究发现，随反应取代度增加，三氯氧磷高交联木薯、马铃薯和玉米淀粉的颗粒逐渐非晶化，并且具有非糊化特性。

三、淀粉的凝胶特性

（一）淀粉凝胶的结构及形成机理

Imberty等认为，完全糊化后的淀粉在冷却的过程中，由于淀粉链的相互作用和相互缠绕，可溶性直链淀粉形成连续三维网状凝胶结构，溶胀淀粉颗粒和碎片填充在直链淀粉网络中。

（二）淀粉凝胶形成过程的动态变化

Su等运用动态黏弹性测量法探索淀粉凝胶形成的机理，根据贮能模量（G′）、耗散模量（G″）和耗散正切角（tanδ）在淀粉糊化形成凝胶过程中的变化，将淀粉凝胶的形成过程分为以下四个阶段：

① 淀粉乳变为溶胶：G′、tanδ增加，直链淀粉分子从溶胀颗粒中溶解出来。

② 溶胶转化为凝胶：G′增加而tanδ减小，直链淀粉形成凝胶的三维网状结构，溶胀淀粉粒间的相互作用得到加强。

③ 溶胶网状结构破坏：G′减小而tanδ增大，这是由于存在于溶胀颗粒中的结晶区域因颗粒的变形和松散而溶解，或者溶胀淀粉颗粒中的支链淀粉分子因颗粒软化而解旋，或者淀粉颗粒与网状结构之间的相互作用消失。

④ 网状结构再次强化：G′增大而tanδ通过变形点后变得更高，低相对分子质量的支链淀粉浸出，它与直链淀粉的相互作用能加强网状结构的维持时间，但是由于支链淀粉持续溶解，淀粉颗粒的扩散作用变得越来越微弱。