药用天然高分子解题.ppt

第四章 药用天然高分子材料;本章内容;第一节 淀粉及其衍生物;一、淀粉和氧化淀粉 （一）淀粉 1.来源与制法 淀粉(starch)广泛存在于绿色植物的须根和种子中，根据植物种类、部位、含量不同，各以特有形状的淀粉粒而存在。在玉米、麦和米中，约含淀粉75%以上，马铃薯、甘薯和许多豆类中淀粉含量也很多。 ;如:大米约80%；小麦约70%；马铃薯约20％ ;薏米淀粉颗粒结构;来源; 药用淀粉多以玉米淀粉为主，中国是玉米生产大国，年产量650万吨以上，我国药用淀粉年产量在万吨以上，尤其是近年来，在引进国外先进设备的基础上，大大提高了麸质分离和精制工序的效率，使淀粉质量有进一步提高。 ; 近年来，由于化学合成辅料的问世，出现了新辅料部分取代药用淀粉的趋势，但淀粉目前仍然是主要的药用辅料，因为它具有许多独特的优点。如无毒无味，价格低廉，来源广泛，供应十分稳定。故迄今为止，仍不失为最基本的药用辅料之一。; 淀粉的生产主要是物理过程，其工艺过程有以下几部分: (1)原料预处理：将玉米筛选，风力除尘，水洗，磁力吸铁，除去机械性杂质。 (2)浸泡：用0.25%-0.30%的亚硫酸，于48-50℃将玉米浸泡2天以上，使玉米软化并除去可溶性杂质。 (3)粗破碎：将脱胚机使玉米破碎成10-12瓣，但不能损坏胚芽，用分离器分离去胚芽。 (4)细研磨：将玉蜀黍稀浆用锤式粉碎机及金刚砂磨进行细研磨，用曲筛、转筒等设备过筛，得粗淀粉乳。 (5)分离、脱水、干燥：将粗淀粉乳经细斜槽和真空吸滤器分离去蛋白质，于低压低温干燥1-1.5h，经粉碎过筛可得水分在13%的淀粉。;2.化学结构 淀粉是天然存在的糖类，它是由两种多糖分子组成，一为直链淀粉(amylose)，一为支链淀粉(amylopectin)，它们的结构单元是D-吡喃环形葡萄糖：;是以α-1，4苷键连接的葡萄糖单元，分子量为3.2×l04-1.6×1O5，此值相当于聚合度n为200-980，直链淀粉由于分子内氢键作用，链卷曲成螺旋形，每个螺旋圈大约有6个葡萄糖单元。; ?-1,4-苷键;由于分子内氢键作用，直链淀粉的螺旋形结构;?-1,6苷键;支链淀粉构象示意图; ;1.形态与物理常数; ;1.形态与物理常数;①溶解性 淀粉的表面由于其葡萄糖单元的羟基排列于内侧，故呈微弱的亲水性并能分散于水，2%的水混合液pH为5.5-6.5，与水的接触角为80.5-85.0°，淀粉不溶于冷水、乙醇、乙醚。 ; 不溶于冷水——淀粉制造工业的理论基础。 所谓水磨法，就是利用这一性质。先将原料打碎成糊 (若原料为玉米一类籽粒粮则必须先行浸泡，然后湿磨破坏组织，使其成糊)，除去蛋白质及其它杂质，再使淀粉在水中沉淀析出。 直链淀粉溶于热水（60-80度），支链淀粉不可溶。（可用于分离二者）;②含水量 在常温、常压下，淀粉有一定的平衡水分，谷类淀粉为10-12%，薯类为17-18%。尽管淀粉含有如此高的水分，但却不显示潮湿而呈干燥的粉末状，这主要是淀粉中的葡萄糖单元存在的众多醇羟基与水分子相互作用形成氢键的缘故。;③氢键 不同淀粉的含水量存在差异，这是由于淀粉分之中羟基自行缔合及与水缔合程度不同所致， 例如：玉米淀粉分子中的羟基比马铃薯淀粉分子中能够与水分子形成缔合氢键的游离羟基数目相对较少，因而含水量较低。;1.形态与物理常数;①吸湿;②解吸 淀粉中存在的水，分为自由水和结合水两种状态，自由水保留在物体团粒间或孔隙内，仍具有普通水的性质，随环境的变化而变化，这种水与吸附的物质只是表面接触，它具有生理活性，可被微生物利用，排除这部分水，就有可能改变物质的物理性质。;1.形态与物理常数;①水化 淀粉颗粒中的淀粉分子有的处于有序态（晶态），有的处于无序态（非晶态），它们构成淀粉颗粒的结晶相和无定形相，无定形相是亲水的，进入水中就吸水，产生水化作用。;②膨胀 淀粉在60-80℃热水中，能发生膨胀，直链淀粉分子从淀粉粒中向水中扩散，形成胶体溶液，而支链淀粉则仍以淀粉粒残余的形式保留在水中，二者可离心分离。;淀粉粒:支链淀粉构成有序立体网络，中间为直链淀粉占据 在热水中，处于无序状态的螺旋结构的直链淀粉分子，伸展成线形，脱离网络，分散于水中 分离了直链淀粉的支链淀粉粒，在热水中加热并加搅拌后可形成稳定的黏稠胶体溶液;③糊化 若不实施直链淀粉与支链淀粉的分离，在过量水中，淀粉加热至60-80℃，则颗粒吸水膨胀，至某一温度时，整个颗粒突然大量膨化、破裂，晶体结构消失，最终变成黏稠的糊，这种现象称为“糊化”，相应温度称为“糊化温度”