《淀粉植物资源》PPT课件.ppt

淀粉植物资源,一、淀粉植物资源的概念淀粉植物资源是在植物体的某些器官（果实、种子、鳞茎、根等）中贮藏有大量淀粉的植物资源。二、淀粉的分类淀粉常按原料分为薯类淀粉、谷类淀粉、豆类淀粉、其它原料淀粉，不同原料制得的淀粉特性有很大区别。三、淀粉的结构 淀粉是植物经光合作用形成的碳水化合物，它是由单一的葡萄糖连接而成的多糖，以-1，4糖苷键连接的称为直链淀粉，以-1，4糖苷键连接为主体，加上小部分-1，6糖苷键的连接，称为支链淀粉。,淀粉的组成,由多个葡萄糖聚合而成,分为直链淀粉和支链淀粉。,-1,4-糖苷键连接,-1,6-糖苷键连接,原 淀 粉,定义：未经变性处理的淀粉称为原淀粉，呈颗粒结构，有一定的大小和形状。物理性质：不溶于水，与水混合生成乳白色、不透明的悬浮液，称为淀粉乳。原淀粉的组成：,原淀粉的组成,直链淀粉易溶于热水，支链淀粉不易溶于热水。不同来源淀粉中直链淀粉和支链淀粉的组成：,淀粉的分离提取方法,1、净化：目的是除去尘土、沙石、木片等杂质。2、浸泡：用含0.2%二硫化碳（加速淀粉释放）的水溶液于40-60浸泡48-72小时，含水量达到40%以上，使种子软化，破坏原料蛋白质网络组织。3、破碎：破坏细胞组织，使淀粉从细胞中游离出来，便于提取。常用的破碎设备有创丝机（用于新鲜根茎的破碎）、锤击式粉碎机（粉碎颗粒状原料）、沙盘粉碎机（可磨多种原料）破碎后的原料，过筛，分为粗淀粉乳和渣。,淀粉的分离提取方法,4、分离：除去纤维素、蛋白质、脂肪、灰分等。分离纤维素采用筛分的方法，将粗淀粉乳用140-200目筛孔的丝绢过滤。分离蛋白质多采用离心分离法。5、纯化：除去纤维素和蛋白质的淀粉乳仍含有水溶性杂质，去除方法为加少量清水搅拌均匀，静置8-12小时，待淀粉沉淀后吸去上层清液，重复2-3次。6、干燥：采用转筒式、真空式等干燥机干燥淀粉，使淀粉的含水量降至12%以下。7、包装：干燥后的淀粉呈块状或颗粒状，经粉碎机粉碎，过筛得到粉状淀粉，包装为成品。,淀粉的用途,直接食用。制成粉丝粉条等食用。作为发酵原料用于糖、酒精、味精等产品的生产。将淀粉加工成变性淀粉，用于造纸、纺织、食品、医药等。铸造工业、冶金工业、陶瓷、干电池、炸药、化妆品等行业 淀粉在国民经济建设中是十分重要的原料。变性淀粉:对淀粉进行物理、化学或酶法处理，改善原淀粉的分子结构和性质，增强某些机能或形成新的物化特性，这个过程称为淀粉的改性，从而产生了变性淀粉（或称改性淀粉）。,淀粉改性的目的:(一)将原淀粉进行改性，获得原淀粉不具有的性能，从而拓宽了淀粉的应用领域。(二)新技术产品的不断发展也要进行适当改性以满足加工要求。(三)淀粉的改性处理为淀粉开辟了新的用途,淀粉的应用-预糊化淀粉（一种物理变性淀粉）,定义：淀粉经预先糊化，并经干燥、粉碎的产品称为预糊化淀粉。处理与优点：热/湿，冷水溶性。天然淀粉的颗粒具有微晶结构，所以需经加热糊化才能应用。为了避免加热糊化，工业上将原淀粉在一定量的水存在下进行加热处理后，淀粉颗粒溶胀成为糊状，规则排列的胶束被破坏，微晶消失。生产预先糊化再干燥的淀粉产品，用户使用时只需用冷水调糊。,淀粉的应用-预糊化淀粉,预糊化淀粉的应用：广泛用于各种方便食品，例如，各种营养糊，温水即可冲泡食用。在化妆品行业，用预糊化淀粉代替滑石粉和普通淀粉制造的爽身粉，具有皮肤亲和性好，吸水性强的优点。在制药行业，预糊化淀粉用作药片的粘合剂，具有成型后强度高，服后易消化，易溶解，无副作用的优点。,淀粉的应用-预糊化淀粉,预糊化淀粉的应用：配制供婴幼儿人工喂哺的奶粉,应用在非食品工业中：石油钻井、采矿 如在金属铸造中作砂型粘合剂；在纺织工业中广泛地用作上浆剂；在建筑业中用作水质涂料等到。,淀粉的应用-酸变性淀粉,生产工艺及反应1、淀粉乳浓度一般为36%40%。2、酸作为催化剂而不参与反应。不同的酸催化作用不同，盐酸最强，其次为硫酸和硝酸。酸的催化作用与酸的用量有关，酸用量大，则反应激烈。3、当温度在4055时，粘度变化趋于稳定。性质酸变性淀粉具有较低的热糊粘度，既有较高的热糊流度。冷热糊粘度比值大于原淀粉，易发生凝沉。酸变性淀粉组分的相对分子质量随流度升高而降低。随着酸处理程度的增高，淀粉分子减小，碱值逐渐升高。酸解淀粉的特性粘度随流度增加而降低。酸解反应在颗粒的表面和无定形区，颗粒仍处于晶体结构，具有偏光十字。,应用1、纺织工业用作经纱浆料。2、建筑工业用于制造无灰浆墙壁结构用的石膏板。3、食品工业用于制造胶姆糖。4、造纸工业用作表面施胶剂。,淀粉的应用-氧化淀粉,又称氯化淀粉。由淀粉用次氯酸碱处理而成的淀粉衍生物。依处理方法的不同而得不同的产生，如次氯酸盐氧化淀粉、二醛淀粉等。具有水溶性。它的溶胶的流动性很大。供纸张上胶和纺织品上浆等用，以及食品工业中肉汁、酱汁、果冻作增稠剂。,淀粉的应用-淀粉接枝丙烯腈合成高吸水性树脂,高吸水性树脂定义：是指吸水量可达自身重量的成百至上千倍，吸水速度快，保水性能好的高分子材料。原理：淀粉与丙烯腈进行聚合反应，水解后得到一种高吸水性聚合物。所得到的产物即具有多糖的分子间作用力（吸水），又具有合成高分子的机械与生物作用稳定性（不溶于水）和线性链展开能力（保水），其吸水量达到自身重量的数百倍，甚至数千倍。,高吸水性树脂的应用,生物降解塑料：接枝淀粉热压成膜或作为填料填充到PE（聚乙烯）PVA(聚乙烯醇)等塑料中。接枝淀粉在枯草芽孢杆菌和金黄色葡萄球菌存在下可完全或部分降解。农业：接枝淀粉与粘结剂混合涂布种子，在种子表面可形成保水膜。移栽苗木的根部浸渍接枝淀粉，可防止水分流失，提高苗木成活率。卫生：尿不湿,高吸水性接枝淀粉的合成方法,淀粉的糊化：淀粉与一定量的水混和，于92-94下搅拌，糊化一定时间，冷却至室温。接枝反应：糊化后的淀粉中加入一定量的丙烯腈（接枝物）和硝酸铈胺（引发剂），反应一定时间，冷却，抽滤，洗涤。链引发：ST-OH+Ce4+ST-O ST-O+M ST-OM 链增长：ST-OM+M ST-OM2 链终止：ST-OMn+ST-OMn ST-OM2nO-ST ST-OMn+Ce4+ST-OMn,高吸水性接枝淀粉的合成方法,皂化水解：所得固体加入一定量的水和氢氧化钠溶液，加热反应，聚合物中的腈基皂化为酰胺基，部分再进一步皂化为羧基。使聚合物由疏水性转化为亲水性。聚合物颗粒不断吸水膨胀，最终成粘稠的糊状液。中和：皂化反应液冷却后，用硝酸调PH值6-7，加入一定量甲醇，生成絮状沉淀（聚合物不溶于甲醇），抽滤，洗涤，产品于60-80下干燥，粉碎即为成品。,淀粉的应用-低取代度阳离子淀粉用于造纸业,低取代度阳离子淀粉：淀粉与阳离子试剂进行醚化反应，得到阳离子淀粉，根据取代度（淀粉中羟基醚化的比例）的高低分为低取代阳离子淀粉和高取代度阳离子淀粉。应用原理：阳离子淀粉与与造纸浆料中的负电性长纤维、细小纤维结合，导致阳离子淀粉牢固地吸附在纤维表面上，使长纤维、细小纤维和阳离子淀粉形成一个牢固的网状结构。,低取代度阳离子淀粉合成方法,3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵在氢氧化钠的作用下，脱水，得到环氧衍生物。环氧衍生物接到淀粉的羟基上，同时开环。反应液用盐酸中和至中性，低取代度阳离子淀粉析出，抽滤，烘干。,淀粉的应用-低取代度阳离子淀粉用于造纸业,用途：添加剂，中性施胶剂。普通造纸原料主要是草浆，用其生产的纸和纸板主要问题是强度不高，印刷时易掉粉和掉毛。阳离子淀粉用于添加剂时，牛皮纸耐破度提高25%，用于新闻纸时，耐断裂强度提取10%。用于表面施胶时，纸面强度高，印刷时减少了掉粉、掉毛现象，适于高粘度油墨印刷，色调均匀，色泽鲜艳，清淅度好。,我国主要淀粉植物资源,蒙古栎：壳斗科栎属植物，柞树，橡子树。国家二级珍贵树种，是中国东北林区中主要的次生林树种。蒙古栎主要分布在中国东北、华北、西北各地。耐寒，耐干燥贫瘠，在-40低温不受冻害。土壤适应范围广，生长较慢。树皮灰褐色，纵裂。幼枝紫褐色，有棱，无毛。叶片椭圆状倒卵形。基部耳形。叶缘7-10对钝齿或粗齿。花单性，雌雄异株，雄花柔荑花序。坚果，外包围杯型壳斗，外有疣状突起。,利用部位与成分：种仁含淀粉30%-70%，壳斗含单宁73%。采收：9-10月成熟进行，成熟呈现黄褐色，壳斗呈现灰褐色。加工：橡子淀粉，可以代替玉米淀粉。橡栗精。资源开发与保护：1、橡实：木本粮食、饲料和工业淀粉主要来源。代替粮食浆纱和酿酒。2、种子、树皮、根皮和壳斗均可入药。涩肠固脱，树皮止痢解毒。3、橡仁可以制猪饲料、粘合剂，橡碗制栲胶原料、枝条做薪炭材，可抗风、护坡、保土等。,我国主要淀粉植物资源,芡实：睡莲科芡实属，东北三省湖广浙等地生浅水池塘或湖泊水域。水生草本，叶漂浮，革质，圆形，花单生，萼片4，披针形，宿存，内面紫色，外面绿色，密生钩刺。浆果球形，黑色。,利用部位和成分：成熟种子，种仁含淀粉75.39%，还含有蛋白质、粗纤维、碳水化合物、钙等采收：分多次采收（8月下旬）和一次采收（9月下旬）。加工：芡米加工（芡实去果皮去假种皮去种壳）、淀粉加工（芡粉）、芡实酒。资源开发与保护：芡实是重要的淀粉植物资源，还是滋补强壮药。种子含有单宁，可制鞣料。嫩叶和地下茎可食用，茎秆、花秆腌渍咸菜，可做八宝粥与药膳材料。食用比药用普遍。,我国主要淀粉植物资源,魔芋：天南星科魔芋属植物多年生草本，块茎扁球形，暗红褐色，肉质根及纤维状须根。叶片3裂，肉穗花序，单生，佛焰苞漏斗状，苍绿色，边缘紫红色。浆果球形或扁球形。分布云南、四川、重庆、贵州、湖北等地及东南亚。,利用部位与营养成分：膨大的地下茎及叶柄和花，块茎含淀粉35%，葡甘聚糖50%,还含有蛋白质、脂肪、维生素及氨基酸。采收与加工：秋季或者春季采挖块茎，制成魔芋片贮存，不能直接食用，块茎中含有有毒生物碱。需加工后食用。可以制成魔芋精粉。魔芋是有益的碱性食品，对食用动物性酸性食品过多的人，搭配吃魔芋，可以达到食品酸、碱平衡，对人体健康有利。资源开发与保护：1.传统名吃-魔芋豆腐，魔芋精粉是很好的食品添加剂。2.药用，主成分葡甘聚糖，促进胃肠蠕动，帮助消化吸收，预防便秘结石，缓解心血管病，减肥，防癌，可做保健食品。,我国主要淀粉植物资源,百合：百合科，多年生草本植物，干鳞茎中含淀粉70%，另外还含有秋水仙碱等多种生物碱，B族维生素等。亚洲百合、麝香百合、香水百合.食用价值著称于世的我国兰州百合.慈菇：泽泻科，多年生水生草本，球茎含淀粉55%，另外还含有秋水仙碱等多种生物碱。,我国主要淀粉植物资源,茅栗：壳斗科植物，落叶小乔木，果实含淀粉50%。板栗：売斗科植物，落叶乔木，果实中淀粉含量为51-60%，另外含有多种维生素：A、B1、B2、C，特别是维生素C、B1较一般干果高。,我国主要淀粉植物资源,山药：薯蓣科，多年草质缠绕藤本，块茎圆柱状，向下生长，长可达1米。淀粉含量43.7%，另外含有维生素胡萝卜素、维生素B1、维生素B2、维生素C等，还含有粘多糖等多种药用保健成分。菱：又名菱角，菱科植物，一年生水生草本植物，果实淀粉含量68.95%，另外含有8种人体必需氨基酸及镁、钙、铁、锰等多种人体必需微量元素。,我国主要淀粉植物资源,何首乌：蓼科植物，多年生缠绕草本，块根含淀粉45%，另外还含有多种氨基酸和微量元素，以及多种蒽醌类化合物。补肝益肾，治疗多种肝病。木薯：又名树薯，大戟科，多年生草本，干木薯中淀粉含量为70%，含有一定量的氰苷，在酶作用下可分解放出氢氰酸，导致中毒。是具很大发展潜力的酒精生产原料和工业用淀粉原料。支链淀粉为主。三大薯类之一。是粮食、饲用、工业原料。生产变性淀粉，工业酒精，燃料乙醇。,我国主要淀粉植物资源,野燕麦：禾本科植物，果实含淀粉60%。颖果含淀粉丰富，为粮食代用品或熬糖、磨粉和酿酒用。茎叶可作饲料。银杏：干燥种仁含淀粉62.4%。,我国主要淀粉植物资源,野葛：蝶形花科葛属植物，地下根茎，100g鲜根含淀粉20g。淀粉植物，药用植物（异黄酮类）。,