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工业上常用作碳源的淀粉质原料

发布时间:2013-12-20 16:17:02

淀粉的性质 淀粉呈白色无定形结晶粉末,存在于各种植物组织中。在显微镜下观察淀粉颗粒是透明的,大致可分为圆形、椭圆形、多角形三种。淀粉没有还原性,也没有甜昧,不溶于冷水和酒精,淀粉在热水中膨胀,粒度增大,呈胶体状。 淀粉可分为直链淀粉和支链淀粉两种。直链淀粉是葡萄糖经ɑ-1,4糖苷键脱水缩聚而成螺旋形不分支长链,聚合度在100 ~6 000之间,相对分子质量达100 000。用热水溶解时形成黏度较低的不稳定胶体溶液,存50-60℃下静置较长时间后会析出晶形沉淀。 支链淀粉是支叉分子,直链部分的葡萄糖以ɑ-1,4糖苷键连接,分支点上葡萄糖以ɑ-1,6糖苷键连接,聚合度1 000—30 000,相对分子质量可达6 x 106。用热水溶解时形成糊状物。 淀粉遇碘液时,碘从螺旋形中间通过,与直链淀粉之间构成吸附化合物而呈蓝色反应。支链淀粉遇碘液时,碘不能通过ɑ-1,6糖苷键结合的分支点,只能和支点外部的二十几个葡萄糖基结合,故呈红到紫红色反应。 淀粉质原料 淀粉质原料中含淀粉量较高,而且来源广泛、价格便宜。淀粉质原料及其水解液是发酵工业常用的碳源。使用最广的淀粉质原料是工业淀粉、谷类、薯类等。 工业淀粉是以谷类、薯类等农产品为原料加工而成,是白色或微带浅黄色阴影的粉末。按照原料的不同可分为谷类淀粉和薯类淀粉。谷类淀粉结构致密、颗粒较小,如大米淀粉颗粒直径在3-8μm;薯类淀粉结构疏松、颗粒较大,如木薯淀粉颗粒直径在5-35 μm。所以谷类淀粉较薯类淀粉更难水解。普通的谷类和薯类淀粉含直链淀粉17%-27%,其余为支链淀粉;而黏玉米、黏高粱和糯米等淀粉不含直链淀粉,全部为支链淀粉。一般精制淀粉的淀粉含量在84%左右,而粗制淀粉的淀粉含量在78%左右。常用的工业淀粉有玉米淀粉、小麦淀粉、甘薯淀粉、马铃薯淀粉等。玉米淀粉及其水解糖液是抗生素、核苷酸、氨基酸、酶制剂等发酵常用的碳源,小麦淀粉、甘薯淀粉等常用在有机酸、乙醇等发酵中。 谷类包括大米、高粱、大麦、小麦等。其种植面积广泛,产量大,淀粉含量也比较高。其中大米常用在氨基酸、啤酒、黄酒等发酵中,高粱、大麦、小麦常用在白酒发酵中。 薯类是适应性很强的高产作物,我国以甘薯、马铃薯和木薯等为主。甘薯晾晒成干后成为甘薯干,其淀粉含量可达76%,并且纤维素含量少,蛋白质含量适度,是生产酒精、柠檬酸的好原料。马铃薯又叫土豆、山药蛋、洋山芋,在我国东北、西北、内蒙古等地产量很大。马铃薯一般可分为工业用、饲用、食用、种用四类,作为发酵工业碳源的是淀粉含量高、蛋白质含量较低的工业用马铃薯。木薯是很强健的多年生植物,盛产于我国南方的两广、福建、海南岛等地区。术薯干不仅淀粉含量可高达到73%左右,而且淀粉品质较纯、淀粉颗粒大,加工方便。因此,木薯是我国生产工业淀粉的第二位原料,同时也是南方地区酒精生产的主要原料。 本文参考《发酵工程原理与技术》一书。
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