一直链淀粉和支链淀粉淀粉颗粒中的淀粉分子
直链淀粉分子结构
直链淀粉分子结构直链淀粉分子结构是由葡萄糖残基构成的聚合物，具有多种生物学功能。
它们是重要的生物质，并在人类饮食中扮演了重要的角色。
直链淀粉分子的结构决定了它们的性质和功能。
下面我们将深入探讨直链淀粉分子的结构和性质。
直链淀粉（amylose）是由α-葡萄糖分子构成的单一线性链结构，采用α(1→4)糖苷键连接。
在这种结构中，每个葡萄糖残基都与相邻的两个葡萄糖分子连接，并沿着链状结构延伸。
直链淀粉分子长约100-1000个葡萄糖残基，一般由30-45%的淀粉分子组成。
直链淀粉的结构使其在淀粉颗粒中占据中央位置。
由于直链淀粉分子在淀粉颗粒中的紧密排列，形成了紧密堆积的结构，减少了其溶解性。
这种结构使淀粉颗粒有强大的物理强度和稳定性。
与直链淀粉不同，支链淀粉是由葡萄糖和其他糖类分子所组成，含有α-(1→6)糖苷键。
这些支链对结晶和淀粉分子在淀粉颗粒中的排列方式产生了影响。
支链水解后，直链淀粉分子增加，并释放出单糖分子，这些单糖能被肠道细菌代谢为酸和气体。
直链淀粉分子的结构也受到温度、酸碱度、PH值和人类消化系统中的酶的影响。
研究表明，随着温度升高，淀粉分子的结构会发生变化，变得更不规则。
这个过程可以通过热水处理，将淀粉颗粒置于沸水中，并制作淀粉糊来完成。
在人类消化系统中，淀粉酶会水解淀粉分子，直到它们分解成单糖分子，这些单糖被吸收并进入血液循环系统，提供身体必需的能量。
在食物中，淀粉通常被分为可溶性和不可溶性淀粉。
不可溶性淀粉包含直链淀粉和支链淀粉，由于其结构稳定性，很难水解，它们通过肠道传递到结肠，提供营养和预防结肠癌。
可溶性淀粉是指与水混合后形成凝胶状态的淀粉，是由支链淀粉分子构成，并在人体内很容易被分解为葡萄糖分子，提供能量。
总之，直链淀粉分子是由葡萄糖构成的线性链结构，是淀粉颗粒中的主要成分之一，其结构稳定性和物理强度使淀粉颗粒在自然界中具有良好的稳定性。
直链淀粉和支链淀粉，在人类消化系统中具有多种生物学功能，可预防结肠癌、调节血糖和提供能量等。
淀粉的结构与性质
表1-1 直链淀粉平均聚合度
淀粉
DPn
大米sasanishiki
1 100
hokkaido
1 100
IR32
1 000
IR36
900
IR42
1 000
玉米
930
高直链淀粉玉米
710
小麦
1 300
栗子
1 700
西米low viscosity
2 500
high viscosity
5 100
葛
1 500
木薯
第一章 淀粉的结构与性质
二、直链淀粉的分子结构
1.直链淀粉分子的分支结构
直链淀粉分子组成： 线状分子，占64%。 轻度分支线状分子，占36%（含 4～20个短链）
注意：不能把轻度分支直链淀粉视 为支链淀粉，支链淀粉分子平均链 数可达数百个，两者性质不同。
0.36
线状(DPn 800) 0.64
图1-3 水稻直链淀粉的分支 分子和线状分子
谷物种子
块茎
谷物种子
根
谷物种子
圆形、多角形
椭圆形、球形
圆形、扁豆形
圆形、截头圆 形
圆形、多角形
3~26
5~100
2~35
4~35
3~26
15
33
15
20
15
300
110
500
200
300
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1 300
100
2 600
500
1 300
整理课件
第一章 淀粉的结构与性质
二、淀粉颗粒的轮纹结构
用世界上最先进。
淀粉老化的原理及应用
淀粉老化的原理及应用1. 淀粉老化的原理淀粉是一种由α-葡聚糖组成的主链多糖，在淀粉颗粒中存在两种不同形式的分子：支链淀粉和直链淀粉。
淀粉老化是指将生物可用的淀粉转变为不可用形式的过程，主要发生在淀粉颗粒内的支链淀粉部分。
淀粉老化的原理主要涉及以下几个方面：1.1 淀粉的结构淀粉颗粒的结构由两个分子组成：支链淀粉和直链淀粉。
支链淀粉通常占淀粉颗粒的30-40%，它们由α-1,6-糖苷键连接在直链淀粉的主链上。
直链淀粉是由α-1,4-糖苷键连接而成的线性链。
1.2 高温和湿度淀粉老化主要受到高温和湿度的影响。
高温能够使淀粉颗粒结构中的支链淀粉发生断裂，从而导致淀粉老化。
湿度可以促进淀粉颗粒中的酶的活性，进一步加速淀粉老化的过程。
1.3 酶的作用在淀粉老化的过程中，酶起着关键的作用。
主要参与淀粉老化的酶有α-淀粉酶（α-amylase）、β-淀粉酶（β-amylase）和淀粉分解酶（glucanase）。
这些酶能够分解淀粉颗粒中的直链淀粉和支链淀粉，使淀粉变得不可用。
2. 淀粉老化的应用淀粉老化在食品加工和工业生产中有着广泛的应用。
2.1 食品加工淀粉老化在食品加工中被用于改变食物的质地和特性。
通过淀粉老化处理，可以增加食物的黏性，提升口感。
例如，在烘焙食品中添加老化淀粉，可以使面团更加容易操作，提高面包的质地和口感。
2.2 生物质燃料生产淀粉老化在生物质燃料生产中也起着重要的作用。
通过淀粉老化处理，可以将植物淀粉转化为糖，进一步发酵为乙醇。
这种方法可以有效地利用植物资源，生产可再生能源，对环境友好。
2.3 药物释放系统淀粉老化在药物释放系统中也有广泛的应用。
通过淀粉老化处理，可以改变药物载体的特性，实现药物的缓释和控释。
这种方法可以提高药物的生物利用度和稳定性，并减少副作用。
2.4 纺织品加工淀粉老化在纺织品加工中也常被使用。
通过淀粉老化处理，可以增加纺织品的柔软度和抗皱性，改善其品质。
此外，淀粉老化还能提供纺织品的阻燃性和耐蚀性。
直链淀粉与支链淀粉的性质对比
直链淀粉与支链淀粉的性质对比
一、直链淀粉：
直链淀粉是D-葡萄糖基以α-(1,4)糖苷键连接的多糖链，分子中有200个左右葡萄糖基，分子量l～2×105，聚合度990，空间构象卷曲成螺旋形，每一回转为6个葡萄糖基。
遇碘呈蓝色。
二、支链淀粉：
支链淀粉分子中除有α-（1，4）糖苷键的糖链外，还有α-（1，6）糖苷键连接的分支，分子中含300～400个葡萄糖基，分子量＞2×107，聚合度7200，各分支也都是卷曲成螺旋形。
遇碘呈紫色或红紫色。
在食物淀粉中支链淀粉含量较高,一般占65％--80％，直链淀粉占35％--20％。
三、直链淀粉与支链淀粉的性质比较
四、淀粉的黏度
1.原淀粉黏度：马铃薯淀粉＞玉米淀粉＞小麦淀粉；
2.酸化、酯化、醚化、交联化、预糊化、酶化或复合变性后的变性淀粉都比相对应的原淀粉黏度高；
3.在同种原淀粉中分子颗粒越大，其黏度越高；
4.在同种原淀粉中，支链淀粉黏度高于直链淀粉；
5.在同种原淀粉中，支链多的黏度高；。
淀粉加热成糊状的原理
淀粉加热成糊状的原理淀粉是一种由葡萄糖分子组成的多糖类物质，在一定条件下加热会发生糊化。
淀粉加热成糊状的原理主要涉及到淀粉分子的结构和溶解及凝胶化过程。
淀粉分子由两种多糖组成：直链淀粉（amylose）和支链淀粉（amylopectin）。
直链淀粉是一种线状结构，由大量的α-葡萄糖分子通过α-1,4-糖苷键相连形成。
支链淀粉则是直链淀粉上的支链，由α-1，6-糖苷键连接的α-葡萄糖分子组成。
在温度升高的条件下，淀粉颗粒会吸收水分，使颗粒的结构发生改变。
当温度达到一定程度时，淀粉颗粒内的结构会开始崩塌，淀粉颗粒从内部开始解体。
在糊化的过程中，水逐渐渗透到淀粉颗粒内部，将直链淀粉和支链淀粉溶解出来。
溶解过程中，直链淀粉和支链淀粉分子从原本的紧密排列改变为溶液中的散乱分布状态。
这种散乱分布的状态有益于水分进一步渗透到淀粉颗粒内部，继续溶解淀粉分子。
当温度继续上升时，淀粉分子间的相互作用力开始降低，颗粒中的水分会进一步渗透到淀粉分子间的空隙中。
这会导致淀粉分子间的相互作用力减弱，导致淀粉分子更容易散开。
在高温下，淀粉分子散开的同时，水分子也会开始和淀粉分子结合形成氢键，这进一步加强了淀粉颗粒内部的凝胶化过程。
这种凝胶化的过程使得淀粉溶液由原本的流动状态变得更加粘稠和凝固。
总结起来，淀粉加热成糊状的原理主要涉及到温度升高引起淀粉颗粒内部结构的改变和淀粉分子的溶解和凝胶化过程。
在高温下，水分子渗透到淀粉颗粒内部，使淀粉分子散开，水和淀粉分子形成氢键从而引起糊化现象。
淀粉加热成糊状的过程也受到其他因素的影响，比如时间、淀粉浓度、pH值等。
因此，在实际应用中，我们可以根据需要调整这些因素来控制淀粉的糊化程度和性质，以满足不同的需求。
直链淀粉及支链淀粉测定
直链淀粉及支链淀粉测定直链淀粉及支链淀粉测定在食品科技领域中，淀粉是一种非常重要的成分。
它是食物中常见的碳水化合物之一，被广泛应用于食品加工和功能性产品的制造中。
淀粉的化学结构决定了其特定的性质和功能，因此了解淀粉的组成成分和特性对于食品行业至关重要。
直链淀粉和支链淀粉是主要的淀粉类型，它们的比例和含量会直接影响淀粉的结构和相应的功效。
直链淀粉是由α-葡聚糖链连接而成，没有分支的结构，其分子结构相对简单。
它以直链的形式存在，形成了结晶颗粒。
在食品加工过程中，直链淀粉通常会形成糊化和凝胶状，为食品提供黏度、粘合性和质地。
由于直链淀粉的结构较为简单，因此其消化和吸收速度相对较快，能够迅速提供能量。
支链淀粉是由α-葡聚糖主链和α-1,6-葡萄糖连接的支链结构组成。
支链的存在使得淀粉分子的结构更为复杂和多样化。
支链的长度和分支的位置会影响淀粉的特性和功效。
支链淀粉在食品中的存在形式各不相同，可以以糊精、糊粉和混合型的方式存在。
这种结构使得支链淀粉在消化过程中被逐渐降解，消化速度较慢，有助于延缓能量释放，对血糖的控制和胃肠道健康非常重要。
为了准确测定直链淀粉和支链淀粉的含量和比例，科学家们发展了多种测定方法。
其中，含量测定方法包括酶解法、物理化学分析法、色谱法和光谱法等。
酶解法是通过特定酶在适宜条件下将淀粉水解为可测定的产物，然后使用各种检测方法测定产物的含量。
物理化学分析法是利用淀粉的物理性质，如溶解度、吸水性和粘度等，通过与标准曲线进行比较来确定淀粉的含量。
色谱法和光谱法则是利用高效液相色谱和吸收光谱等技术，通过测定淀粉特定产物的吸收峰值来确定淀粉的含量。
除了含量测定方法，科学家们还开发了结构测定方法来研究淀粉的分子结构和组成成分。
这些方法包括核磁共振波谱、红外光谱、X射线衍射和电镜等。
核磁共振波谱技术可以提供关于淀粉分子结构的详细信息，如主链和支链的长度、分支位置和曲率等。
红外光谱可以提供淀粉分子的化学成分和键合情况。
淀粉颗粒名词解释
淀粉颗粒名词解释1. 淀粉的概述淀粉是一种重要的碳水化合物，是植物体内最主要的储能物质。
它是由大量葡萄糖分子通过α-1,4-糖苷键和α-1,6-糖苷键连接而成的高聚物。
淀粉在植物体内以颗粒的形式存在，被储存在植物的细胞质或器官中，如种子、根茎、块茎、果实等。
2. 淀粉颗粒的结构淀粉颗粒是由两种不同的多糖分子组成的，即支链淀粉和直链淀粉。
支链淀粉是由α-1,6-糖苷键连接的分支链构成，直链淀粉是由α-1,4-糖苷键连接的直链构成。
淀粉颗粒的外观通常呈现出多种形态，如圆形、椭圆形、多角形等。
淀粉颗粒的大小也有所差异，一般在2-100微米之间。
3. 淀粉颗粒的组成淀粉颗粒由两种多糖分子组成，即支链淀粉和直链淀粉。
支链淀粉由α-1,6-糖苷键连接的分支链构成，直链淀粉由α-1,4-糖苷键连接的直链构成。
支链淀粉主要由两个分子组成：支链淀粉分支酶（branching enzyme）和支链淀粉合成酶（starch synthase）。
支链淀粉分支酶负责在直链淀粉分子上引入α-1,6-糖苷键，形成分支链；而支链淀粉合成酶则负责合成直链淀粉分子。
直链淀粉主要由直链淀粉合成酶合成，它将多个葡萄糖分子通过α-1,4-糖苷键连接在一起，形成直链结构。
4. 淀粉颗粒的功能淀粉颗粒是植物体内最主要的储能物质，其功能主要有以下几个方面：4.1 能量储存淀粉颗粒能够储存植物体内的能量。
当植物需要能量时，淀粉颗粒会被水解成葡萄糖，通过酶的作用转化为能量供植物使用。
4.2 水解产物的利用淀粉颗粒水解后的产物葡萄糖，不仅可以被植物利用，还可以被其他生物利用。
葡萄糖是生物体内重要的能量源，可以通过呼吸作用产生ATP，供细胞进行代谢活动。
4.3 保护细胞器官淀粉颗粒在细胞内起到保护细胞器官的作用。
它可以包裹其他细胞器官，减少其受到外界环境的影响，保持细胞内环境的稳定。
4.4 维持细胞形态淀粉颗粒可以帮助细胞维持其形态。
由于淀粉颗粒具有一定的硬度和稳定性，它可以作为细胞内的支撑物，维持细胞的形态结构。
淀粉分子结构
淀粉分子结构引言淀粉是一种重要的碳水化合物，在自然界中广泛存在于植物细胞中。
它是人类主要的能量来源之一，也是食物加工中常用的原料。
淀粉分子结构对其功能和性质具有重要影响。
本文将深入探讨淀粉分子的组成、结构和功能。
淀粉的组成淀粉由两种不同的多糖组成：支链淀粉（amylopectin）和直链淀粉（amylose）。
它们以不同比例存在于淀粉颗粒中，使得淀粉具有特殊的性质。
支链淀粉（amylopectin）支链淀粉是由α-D-葡萄糖单元通过α-1,4-糖苷键连接而成的直链，而在每个25至30个葡萄糖单位上，还有一个α-1,6-糖苷键连接形成分支点。
这些支链使得支链淀粉呈现出树枝状结构。
支链越多，分子越复杂，颗粒越大。
直链淀粉（amylose）直链淀粉是由α-D-葡萄糖单元通过α-1,4-糖苷键连接而成的直链，没有分支结构。
它相对较短，通常由几百个葡萄糖单位组成。
淀粉分子的结构淀粉分子具有层次结构，包括原子、分子、颗粒和聚合体四个层次。
原子层次淀粉由碳（C）、氢（H）和氧（O）三种元素组成。
每个葡萄糖单元都含有6个碳原子、12个氢原子和6个氧原子。
分子层次淀粉分子是由许多葡萄糖单元通过糖苷键连接而成的聚合物。
支链淀粉中，分支点的存在增加了其复杂性。
直链淀粉则是一条长链。
颗粒层次淀粉以颗粒的形式存在于植物细胞中。
颗粒由许多淀粉分子聚集而成，形成一个球形或类似圆柱形的结构。
颗粒大小和形态因植物种类而异。
聚合体层次在自然界中，淀粉以大聚合体的形式存在。
这些聚合体由许多淀粉颗粒聚集而成，形成可见的结构。
淀粉分子的功能淀粉在植物中具有多种功能，也是人类重要的能量来源之一。
储存能量植物通过将多余的光合产物转化为淀粉来储存能量。
当需要能量时，淀粉分解为葡萄糖单元，并通过呼吸产生能量。
提供结构支持淀粉颗粒在植物细胞中起到支撑作用，帮助维持细胞形态和结构稳定性。
调节温度一些植物可以利用淀粉来调节温度。
当环境温度升高时，淀粉会分解产生热量，帮助植物降低体温。
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1.1.2 催化特性
• ①一般 α- 淀粉酶在 pH5.5- 8 的范围稳定 , 当pH值低于4.0时, 酶活力容易失活, 酶活 力的最适pH5-6 ; 而来源于哺乳动物的α淀粉酶能被氯离子所激活, 在氯离子存在 的条件下, 其最适pH值为7.0; 微生物产生 的α-淀粉酶, 因菌种或菌株不同, 有一定 的差异。
淀粉简介
• 支链淀粉分子同样取有螺旋卷曲，但由于支链 淀粉每个分支的平均长度较短，因此分子中每 段螺旋的因数较少，碘分子不能进入支链淀粉 的分支点。若葡萄糖单位，不能形成一圈螺旋 时，则不与碘液起呈色作用，当链长达30个葡 萄糖单位时，则呈蓝紫色，链更长时就呈蓝色 或深蓝色。 • 淀粉溶液加热时，可以使淀粉分子中的螺旋卷 曲伸长开来，因而与碘的呈色作用消失，当冷 却时可以恢复螺旋卷曲，仍出现呈色作用。
1α-淀粉酶
• α-淀粉酶(α-1,4-葡聚糖-4-葡聚糖水解酶)存在于 植物 , 哺乳动物组织和微生物中 . α- 淀粉酶作用 于淀粉时, 从分子内部切开α-1,4糖苷键, 其产物 是糊精和还原糖 , 糊精和还原糖的比例因 α- 淀 粉酶的来源不同而异 , 产物的末端葡萄糖残基 的C1原子为α构型, 故称为α淀粉酶 • 我国对α淀粉酶的研究较为突出, 生产菌种枯 草杆菌 BF7658α淀粉酶现已广泛用于食品、发 酵、制药、纺织、等工业。
•
②来源于不同菌种的 α- 淀粉酶的热稳 定性差异很大, 一般由霉菌产生的α-淀粉 酶的耐热性较差, 最适温度在45º C-55º C, 由芽孢杆菌产生的 α- 淀粉酶的热稳定性 较高, 枯草杆菌在65 º C时稳定性较好, 嗜 热脂肪芽孢杆菌, 凝结芽孢杆菌产生的α淀粉酶的耐热性较好, 在有钙离子存在的 条件下, 90º C 处理的半衰期为90分钟。
淀粉简介
• 支链淀粉和直链淀粉虽然是由大量葡萄糖单位 构成，但葡萄糖分子中具有还原性的醛基，在 α-1，4结合和α-1，6结合中构成糖苷键，支链 淀粉分子中虽然有几十个甚至几百个分支末端， 但其中只有一个分枝末端具有还原性，称为还 原性末端。
淀粉简介
• 直链淀粉和支链淀粉，由于分子大小以及结构 的不同，它们的性质也有差别。直链淀粉易溶 于温水，溶解后粘度较低，支链淀粉要加热后 才开始溶解，形成的溶液粘度较大。两种淀粉 性质的比较，如下图所示：
淀粉简介
• (二)淀粉与碘液的呈色作用 • 淀粉与碘液接触后，可以出现蓝色或篮紫色， 这种呈色原理，一般认为是由于淀粉分子具有 螺旋状的卷曲，能使淀粉与碘形成淀粉--碘的 复合物，因而显示颜色。直链淀粉的分子是由 大量葡萄糖单位构成的不分支的链状结构，这 种链具有螺旋式的卷曲，平均每六个葡萄搪单 位形成一圈螺旋，整个直链淀粉分子的螺旋圈 数是很大的。当碘液与淀粉接触时，碘分子能 进入淀粉分子的螺旋内部，平均每六个葡萄糖 单位(每圈螺旋)可以束缚一个碘分子，整个直 链淀粉分子可以束缚大量的碘分子，这就形成 了淀粉-碘的复合物。
淀粉简介
• 淀粉是大多数植物积累的碳水化合物，它的化 学成分是：C：44.4％； H：6.2％；O：49.4％， 化学式(C6H10O5)n，淀粉可以称为“单纯多 糖”，因为它只含有一种单糖，即以葡萄糖为 基本单位互相连接起来，但淀粉的成分并不是 均一的，它可以用热水分成二部分：一部分为 溶解于热水，水溶液粘度较小，称为直链淀粉， 另一部分为热水难溶解，水溶液成糊状，粘度 较高，称为支链淀粉，由于淀粉的来源不同， 两种组成分的比例也不同。
பைடு நூலகம்.1 α-淀粉酶的一般性质
• 11.1.1 酶蛋白分子特性 • 分子量一般在50,000左右, 枯草杆菌的液化型 α-淀粉酶结晶的分子量为96,900; 用葡聚糖凝胶 分子筛层析方法 , 可得到分子量 5000(PK2) 和 10,000(PK1)的两个组分, 进一步分析发现, PK2 是由一个亚基构成的单体 , PK1 是由两个分子 量相等的亚基构成 ; 由一个锌原子两个亚基连 接起来, 当用EDTA处理后, 使二聚体解离成单 体。 • 霉菌的α-淀粉酶的一个突出的特点, 是在酶 蛋白分子上含有一定量的碳水化合物, 属于糖 蛋白类。
淀粉简介
• 直链淀粉和支链淀粉的分子大小都不是均一的， 并且分子之间大小相差很大，直链淀粉分子大小 可以在50—250个葡萄糖单位的范围之内。一般 认为在支链淀粉中每隔8—9个葡萄糖单位就可以 有一个分支。各种植物的淀粉颗粒中，含有支链 淀粉和直链淀粉的比例是不同的，一般的淀粉颗 粒中，几乎大约含有80％的支链淀粉和20％的直 链淀粉。表1—36说明某些原料含有直链淀粉的 数量。
淀粉酶类
• 自从有了酶的概念, 人们就对淀粉酶有了认识, 淀粉酶是最早的工业酶制剂, 到目前为止, 淀粉 酶也是在工业上用途最广的工业酶制剂。最早 由德国于1926年, 投入工业化生产, 为利用微生 物发酵生产酶制剂奠定了工业基础。
• 此后逐渐搞清了淀粉酶的作用方式和淀粉酶的主要类型 ; 按淀粉酶水解淀粉的作用方式不同, 目前倾向于将淀粉 。 酶分为4大类: ① α-淀粉酶: 以淀粉和糖原为底物, 从淀粉分子内部 切开α-1,4糖苷键, 而使底物水解, 水解的产物是糊精; ② β-淀粉酶: 从底物的非还原性末端顺次水解下一个 麦芽糖分子; ③ 葡萄糖淀粉酶: 从底物的非还原端顺次水解下一个 葡萄糖分子, 其能够水解α-1,4糖苷键和α-1,6糖苷键, 水 解的产物是葡萄糖; ④ 脱枝酶( 解枝酶、异淀粉酶): 仅作用于糖原或支链 淀粉的α-1,6糖苷键
淀粉简介
• (一)直链淀粉和支链淀粉 • 淀粉颗粒中的淀粉分子，根据其化学结构的特 点，可以分为直链淀粉和支链淀粉两类：直链 淀粉是由大量葡萄糖分子以α-D-l，4糖苷键脱 水缩合(简称α-l，4结合)，组成不分支的链状 结构。支链淀粉也是由大量葡萄糖分子脱水缩 合组成，连接成一种不规则树枝状的结构，在 它的结构中除了α-1，4结合以外，还具有由α-1， 6结合构成的分支，形成分支状的结构。