淀粉
| 淀粉 | |
|---|---|
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| 识别 | |
| CAS号 | 9005-25-8 |
| ChemSpider | NA |
| EC编号 | 232-679-6 |
| RTECS | GM5090000 |
| 性质 | |
| 化学式 | variable |
| 摩尔质量 | variable g·mol−1 |
| 外观 | 白色粉末 |
| 密度 | 1.5 g/cm3 |
| 熔点 | decomp. |
| 溶解性（水） | none |
| 危险性 | |
| MSDS | ICSC 1553 |
| 欧盟编号 | not listed |
| 自燃温度 | 410 °C |
| 若非注明，所有数据均出自一般条件（25 ℃，100 kPa）下。 | |
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淀粉是一种多醣类物质。制造淀粉是所有的绿色植物贮存能量的一种方式。是最常见的人类饮食中的碳水化合物，马铃薯，小麦，玉米，大米，木薯等主食中就含有大量的淀粉。
纯淀粉是一种白色，无味，无嗅的粉末，不溶于冷的水或酒精。分子式(C6H10O5)n。淀粉可分为直链淀粉（糖淀粉）和支链淀粉（胶淀粉）。前者为无分支的螺旋结构；后者以24~30个葡萄糖残基以α-1,4-糖苷键首尾相连而成，在支链处为α-1,6-糖苷键。 直链淀粉遇碘呈蓝色，支链淀粉遇碘呈紫红色。这并非是淀粉与碘发生了化学反应，而是产生相互作用。淀粉螺旋中央空穴恰能容下碘分子，通过范德华力，两者形成一种蓝黑色錯合物。实验证明，单独的碘分子不能使淀粉变蓝，实际上使淀粉变蓝的是三碘阴离子（I3-）。
淀粉在加工食品中被加工以产生许多的糖。在温水中溶解淀粉产生糊精，这可以用作增稠剂，硬化或粘接剂。最大的非食品工业使用的淀粉是在造纸过程中作为粘合剂。
目录 |
产生[编辑]
历史[编辑]
早在30000年前，在欧洲从石磨面粉颗粒中存在已经确定的蒲菜（cattails, bullrushes）的根茎淀粉。[1]
纯提取小麦淀粉糊，可能在古埃及纸莎草纸胶。[2] 根据在Natural History of Pliny the Elder的自然史，提取淀粉首先大约是在公元77-79。[3] 罗马人也用在美容霜中，给头发撒粉，使酱汁更浓。波斯人和印度人用它来作菜gothumai小麦[酥糖]。早在公元700起，在中国大米淀粉作为表面处理的纸张已被用于在纸的生产。[4]
除了直接食用的淀粉类植物中的淀粉之外，到2008年世界各地的生产就有6600万吨。在欧盟，这是约850万吨，约40％用于工业应用中，60％用于食品用途，[5] 后者为葡萄糖糖浆。[6]
化学性质[编辑]
淀粉可以在稀酸（如稀硫酸）（需要加热）或酶的催化下水解：(C6H10O5)n(淀粉)+nH2O→nC6H12O6(葡萄糖)。[7]
淀粉水解的几种状态的检验
| 水解状态 | 加入银氨溶液水浴加热的现象 | 加入新制氢氧化铜的现象 | 加入碘水的现象 |
|---|---|---|---|
| 未水解 | 无明显现象 | 无明显现象 | 溶液变蓝 |
| 部分水解 | 产生银镜 | 产生砖红色沉淀 | 溶液变蓝 |
| 完全水解 | 产生银镜 | 产生砖红色沉淀 | 无明显现象 |
化学检验[编辑]
向试样中加入碘溶液呈深蓝色可以说明淀粉的存在。
食品应用[编辑]
在食品工业中，可以利用高直链玉米淀粉生产减肥食品和煎炸食品，也是糖尿病人的理想食品，被称为“功能性食品”；此外，高直链淀粉还是胆结石及高血压病人的理想食品，具有防止胆结石形成及降低血液胆固醇的作用；还可以用来制造一种半透明纸，可通透二氧化碳，但不透氧气和氮气，且这种纸可食用。在非食品工业中，除了利用它作为纺织工业加浆的原料，一个重要的潜在利用价值是生产生物降解塑料，即光降解膜。
利用现代工业手段，生产出来的某些特别性质的淀粉，被称为“修飾淀粉”（Modified starch）。
淀粉工业[编辑]
从种子，块根和块茎淀粉行业的提取和精制淀粉，湿法研磨，水洗，筛分和干燥。今天，主要的商业精制淀粉，玉米淀粉，木薯淀粉，小麦和马铃薯淀粉。在较小的程度，来源包括水稻，红薯，西米，绿豆。从历史上看，Florida arrowroot也被商业化。现在，淀粉可以在来自50多个种类的植物中提取。
未经处理的淀粉勾芡或涂胶需要加热。当预煮的淀粉是，它可以被用来增稠即刻在冷水中。这被称为“预糊化淀粉”pregelatinized starch.。
淀粉糖[编辑]
淀粉可以被水解成更简单的碳水化合物，由酸，各种酶，或两者的组合。将所得的片段是已知为糊精。转换的程度通常是量化的右旋糖当量（DE），这大约是在淀粉中的糖苷键已经被打破。
这些淀粉糖是目前最常见的基于淀粉的食品成分和作为许多饮料和食品中的甜味剂使用。这些措施包括：
- 麦芽糊精Maltodextrin，轻轻地水解淀粉产品作为一个平淡的品酒填料和增稠剂（DE10-20）。
- 各种glucose syrup葡萄糖糖浆（DE30-70），在美国也称为玉米糖浆，在许多种加工食品中用作甜味剂和增稠剂的粘性溶液。
改性淀粉[编辑]
化製澱粉，亦稱修飾澱粉，或稱改性淀粉是將源自穀粒或根部(如玉米、米、小麥、馬鈴薯……等)之天然澱粉，以少量化學藥品處理，改變其物理特性而得者；以使淀粉正常处理或贮存过程中经常遇到的条件下，如高耐热，高剪切，低pH条件下，冻结/解冻和冷却。 食物澱粉在食品添加劑國際編碼系统（INS）之中為正面表列。[8] [9]
食品添加物[编辑]
淀粉作为一种添加剂用于食品加工，通常用于做增稠剂和稳定剂的食物，如布丁，奶油蛋羹，汤，调味汁，肉汁，馅饼，沙拉酱，使面条和意大利面。
工业应用[编辑]
造紙[编辑]
造纸是淀粉在全球的最大的非食品应用，每年消耗几百万吨[5]。例如，在典型的一张拷贝用纸之中，淀粉的含量可达到纸张重量的8%。
瓦楞纸板粘合剂[编辑]
瓦楞纸板粘合剂是全球非食用淀粉的下一个最大的应用。
服装淀粉[编辑]
服装或洗衣淀粉是通过混合在水（较早的制剂也有以煮沸）的蔬菜淀粉制备的液体中，并用于漿洗服装。
其他[编辑]
另一大类非食品的淀粉的应用是在建筑行业，其中淀粉用于的石膏隔墙板gypsum wall board生产过程中使用。化学改性或未改性的淀粉中加入主要含石膏的灰泥。
- 淀粉被用于生产各种生物塑料 bioplastic，是可生物降解的合成聚合物。一个例子是聚乳酸 polylactic acid。
- 氢的生产，可以使用淀粉作为原料，使用酶。[10] 氢气是一种清洁能源，但它的制取、存储和运输都很困难。美国科学家研究出一种用多糖制取氢的新技术，有望一举解决这几大问题。
参考资料[编辑]
- ^ Revedin, A.; Aranguren, B.; Becattini, R.; Longo, L.; Marconi, E.; Lippi, M. M.; Skakun, N.; Sinitsyn, A. et al. Thirty thousand-year-old evidence of plant food processing. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2010, 107 (44): 18815–9. doi:10.1073/pnas.1006993107. PMC 2973873. PMID 20956317.
- ^ Pliny the Elder, The Natural History (Pliny), Book XIII, Chapter 26, The paste used in preparation of paper
- ^ Pliny the Elder, The Natural History (Pliny), Book XIII, Chapter 17, [1]
- ^ Hunter, Dard. Papermaking. DoverPublications. 1947. 194. ISBN 978-0-486-23619-3.
- ^ 5.0 5.1 NNFCC Renewable Chemicals Factsheet: Starch
- ^ International Starch Institute Denmark, Starch production volume
- ^ 《化学》选修3-1，人民教育出版社，第一章
- ^ Modified Starches. CODEX ALIMENTARIUS published in FNP 52 Add 9 (2001)
- ^ [http://www.codexalimentarius.net/gsfaonline/docs/CXS_192e.pdf TABLE THREE Additives Permitted for Use in Food in General, Unless Otherwise Specified, in Accordance with GMP ]. CODEX ALIMENTARIUS published in CODEX GENERAL STANDARD FOR FOOD ADDITIVES CODEX STAN 192-1995 (revision 2012)
- ^ Zhang, Y.-H. Percival; Evans, Barbara R.; Mielenz, Jonathan R.; Hopkins, Robert C.; Adams, Michael W.W. High-Yield Hydrogen Production from Starch and Water by a Synthetic Enzymatic Pathway. In Melis, Anastasios. PLoS ONE. 2007, 2 (5): e456. doi:10.1371/journal.pone.0000456. PMC 1866174. PMID 17520015.
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