玉米淀粉的生物合成讲课共99页
玉米淀粉生产基础知识
玉米淀粉生产根底知识某某大宗生物开发股份某某二零一七年四月目录第一章淀粉的生成与结构一、淀粉的生成二、淀粉的物理性状三、淀粉的化学组成和结构四、淀粉的用途第二章玉米淀粉与生产方法一、玉米的性质和组成二、玉米的生产过程概述与工艺流程1、亚硫酸的制备2、玉米的浸泡3、玉米的破碎与胚芽别离4、玉米的精磨与纤维别离5、淀粉与蛋白质的别离6、淀粉脱水与枯燥第三章副产品的加工一、玉米浆与菲订二、玉米胚芽与玉米油三、蛋白粉四、纤维粉第一章 淀粉的生产与结构一、淀粉的生成淀粉碳水化合物，它在自然界分布很广，是植物的主要成分。
碳水化合物中最多的是纤维素，其次是淀粉，这二种物质是葡萄糖的聚合物。
纤维素是构成细胞壁的主要成分，可以说是植物生长中的建筑材料，淀粉如此是植物所储存的食粮。
植物叶绿素在阳光照射下，能将二氧化碳和水变成淀粉，同时产生氧气，这个现象称为“光合作用〞，可用化学式简单表示如下：日光NOC 2+NH 2O-------------------(C 6H 10O 5)n+NO 2 叶绿素光合作用的变化过程，实际上并不像上面方程式表示的那样简单，叶绿素是复杂的化合物，含有镁，能由日光中吸收红、蓝和少量的绿光，被吸收的光能促进光合作用的进展。
绿叶在白天所生成的淀粉，存在于叶绿素的微粒内，可用碘液定性检测：用酒精将叶绿素溶解，然后加几滴稀碘溶液，假如颜色变蓝，如此表示有淀粉存在。
植物生长成熟后，有许多淀粉储藏在植物的种子〔玉米、麦、米等〕，根〔如甘薯、木薯〕和块茎〔马铃薯〕中，各种植物含淀粉的量因品种、气候、土质以与其他生产条件的不同而不一样。
即使在同一块地里生产的不同植株，其所含淀粉的量也不一定一样。
二、淀粉的物理性状淀粉是白色的微小颗粒，不溶于水和有机溶剂，颗粒内都呈复杂的结晶组织。
淀粉乳遇热糊化呈粘稠的液体。
这些性质是一般淀粉所共有的，但由于各种原料制造的淀粉不同，其性状不一样，分别说明如下：1、颗粒的形状与大小在显微镜下观察淀粉的颗粒是透明的，不同的淀粉具有不同的形状和大小。
淀粉生物加工工艺
玉米的应用领域
燃料
酒业
饲料
食品 淀粉
化工原料
石油补充
玉米的下游产品
饲料 食用
淀粉糖及醇 麦芽糊精 葡萄糖及糖浆 高果糖浆 全糖粉 麦芽糖浆 工业用变性淀粉 食品用变性淀粉 氨基酸 醇类 有机酸 酶制剂及酵母 微生物多糖 维生素 抗菌素 微生物色素及油脂 生物可降解聚乳酸 淀粉热塑性树脂 乙烯及衍生物 包装材料
5.逆流浸泡法 它是把若干个浸泡罐、泵和管道串联起来，根据逆流浸泡的原理，亚 硫酸浸泡水不像静止法那样与新鲜玉米一起打入罐内，而是打入已经浸 泡时间最长的玉米罐内，循环以后用泵将浸泡水打入稍短时间浸泡的玉 米浸泡罐，这样将浸泡水逆着新进玉米的方向依次从一个罐打入另一个 罐。亚硫酸倒罐流动的方向和玉米投料的方向相反. 也就是玉米中可溶性干物质含量降低的方向与浸泡水中可溶性干物质 浓度提高的方向相反，故称之为逆流浸泡。
H2S03+NaOH→NaHS03+H2O
2．工艺流程图
工艺水
工艺水
排空
排空
目
二.玉米上料工序
录
FROM111 11.41
M
112
M
11.01
300/150
冷凝水罐
M 11.04
300/150
11.05
M 11.02
100/80 80/70
M
PI
去
线
11.40
11.13-2
M
150/100
11.06
淀粉工艺
目
第一分 第一部分
录
玉米深加工概述
第二部分
玉米湿磨加工生产工艺概述
第三部分
第四部分 第五部分 第六部分
玉米湿磨加工浸泡单元 玉米湿磨加工湿磨单元
高中化学主题5生物资源农产品的化学加工课题2玉米的化学加工课件鲁科版选修2
玉米及其副产物都是可以开发的可再生的生物资源， 根据其组成成分能开发出很多产品，有的是直接消费品， 有的是重要的化工原料。随着科学技术的进步，玉米及副 产物将在更多新领域被开发利用。
1．玉米加工的 2 种重要产品：乙醇、糖(全糖、 果葡糖浆)。
2．玉米制乙醇的 1 个流程：粉碎→蒸煮→糖化 →发酵→蒸馏。
单糖，不水解)。 ③葡萄糖发酵制乙醇时，能否露置在空气中进行？ 【提淀粉糖和其他应用
【问题导思】 ①玉米的主要用途有哪些？ 【提示】 可以制淀粉糖、玉米胚芽油。此外其副产物还可进行燃料开发 和工业开发。 ②用乙醇作为燃料比汽油作为燃料对大气有哪些好处？ 【提示】 能降低汽车尾气的排放，改善大气环境质量。
1．用玉米制乙醇属于玉米加工的哪个层次？ 【提示】 玉米加工按加工深度分三个层次，玉米制乙醇属于第一个层次。
玉米淀粉制糖
1.淀粉糖按其组成分为：全糖(结晶葡萄糖)和__果___葡__糖___浆。 2．全糖(结晶葡萄糖)的生产 (1)生产方法：酸法和__酶__法__。 (2)酶法生产工艺：淀粉调浆―α―淀―粉―酶→__催__化___水__解_ ―葡―萄―糖―淀―粉―酶→_糖__化__―→ 全糖。 3．果葡糖浆的生产 将淀粉经酶法完全水解为_葡___萄__糖___浆_，再经葡萄糖异构化__酶__转化得到果 糖和葡萄糖的混合糖浆。
B．秸秆
C．穗轴
D．叶子
【解析】 提取玉米油用的是玉米的籽粒里的胚芽。
【答案】 A
3．玉米制糖的 2 种方法：酶法和酸法。 4．3 个重要的反应：
淀粉酶 2(C6H10O5)n＋nH2O ――→ nC12H22O11， C12H22O11＋H2O―→2C6H12O6，
酵母菌 C6H12O6 ――→ 2C2H5OH＋2CO2↑。
淀粉生产ppt课件
❖1
❖.
淀粉生产
1
淀粉的原料及理化性质
2
作物淀粉的生产
3 淀粉厂副产品的综合利用
4
变性淀粉生产
❖2
❖xx
❖3
❖xx
第一节 淀粉的原料及理化性质
一、淀粉分类 1、按来源来分
➢ 禾谷类淀粉：玉米、大米、大麦、小麦、燕麦、 荞麦、高粱等淀粉存在于胚乳、糊粉层、胚 （玉米25%含量）中。
从玉米子粒中提取淀粉需要把子粒的各种 化学组分进行有效地分离，以便最大程度 地提纯淀粉，并回收其他成分。
➢ 1）玉米子粒硬度大，要采取浸泡法使其吸 水软化。
➢ 2）根据胚芽含油量大，但韧性强的特点， 对玉米进行粗破碎、分离胚芽。
➢ 3）玉米胚乳中淀粉与蛋白质的结合非常牢 固，要通过所添加的❖S21 O2来打开包围在淀粉 ❖xx
2）温度：发生糊化所需的温度称为糊化温 度（55-78℃）
❖11
❖xx
4）影响糊化温度 的因素
颗粒大小：小颗粒，结构紧密，糊化温度高
直链含量：含量多，分子结合力强，糊化温度高
电解质：电解质可破坏分子间氢键，糊化温度低
物理因素：研磨、挤压、蒸煮、射线、促进糊化，温度低
化学因素：酯化、醚化，糊化温度高
❖xx
❖6
❖xx
二、淀粉原料
1、生产淀粉原料的条件
淀粉含量高、产量大、副产品利用率高 原料加工、贮藏、销售容易 价格便宜 不与人争口粮
❖7
❖xx
2、原料含淀粉量
甘薯 19-29.5% 甘薯干 68.08% 马铃薯 15-29.7% 马铃薯干 63.48% 木薯 20-31.5%
玉米 50-66.5% 高粱 58.11% 豆类 54.60% 小麦 58-76% 粳米 77.64%
玉米淀粉的生物合成及其关键酶
玉米淀粉的生物合成及其关键酶摘要：淀粉是许多植物重要的储藏物质。
近10年来，淀粉生物合成的研究进展很快，特别是对淀粉合成过程中的关键酶的研究比较深入，已经达到了分子水平。
目前，许多研究结果揭示了玉米淀粉的生物合成涉及4类酶——ADPG焦磷酸化酶、淀粉合成酶、淀粉分支酶和去分支酶，它们在淀粉的生物合成中发挥着不同作用。
本文综述了玉米淀粉合成中4类关键酶的生理生化特性、分子生物学特性以及表达调控等方面的研究进展，并讨论了今后的可能发展方向，旨在为相关研究提供参考。
关键词：玉米淀粉；生物合成；关键酶引言淀粉是人类的主要食物来源之一，也是化学工业的重要原料。
玉米淀粉是最主要的淀粉产品，占据了国际淀粉市场80%以上的市场份额[1]。
美国淀粉加工业95％的淀粉是玉米淀粉，我国淀粉的主要生产原料也是玉米。
玉米淀粉除了作为食品和饲料外，还被广泛用于制造酒精、纸张、粘合剂、生物降解塑料、建筑和包装材料。
玉米淀粉有直链和支链之分，直链淀粉是D-葡萄糖基以α-(1，4)糖苷键连接的多糖链，支链淀粉分子中除有叫α-(1，4)糖苷键的糖链外，还有α-(1，6)糖苷键连接的分支。
淀粉在不同领域中的应用取决于其分子结构，淀粉分子结构的重要参数包括: ( 1)直链淀粉和支链淀粉的比例( 直/ 支比) ; (2 )直链淀粉的聚合度; ( 3)支链淀粉分支链长及分布等等，这些参数影响淀粉加工的理化和功能特性。
淀粉的理化性质主要包括: ( l)淀粉凝胶化所需温度; (2 )凝胶化淀粉的赫性; ( 3)长期保存或冻融过程稳定性。
这些特性决定着其在食品和工业应用中的价值其中, 直/支比是淀粉分子结构最重要的分子结构参数, 例如, 普通玉米淀粉直/ 支比为1 ：3, 但是直/ 支比大于l 的高直链淀粉, 具有更快的凝胶化作用, 凝胶强度高, 作为食品添加剂在改善食品的质地和结构方面有独特效果许多类型的胶卷中用高直链淀粉, 是因其具有独特的透明性, 柔韧性, 拉伸强度及防水性目前人们对环保日益关注, 高直链淀粉生产的可再生可降解膜可以减少工业废气及减弱温室效应气体的释放, 正日益引起人们的兴趣。
淀粉生产与淀粉制糖(ppt)
常见植物淀粉颗粒的大小
淀粉粒 来源
玉米
粒径极限 范围（μm）
4～26
平均值 （μm）
15
淀粉粒 来源
大麦
粒径极限 范围（μm）
6～35
平均值 （μm）
18
马铃薯 15～120 33
高粱 3～27
13
木薯 15～50
25 芭蕉芋 10～55
28
小麦 3～38
20
藕粉 9～40
22
大米 2～9
5 葛根粉 8～42
升温终点粘度
降温起点粘度
糊化起始
1.3.4 粘度曲线评价
粘度
升温
保温
最大糊化 升温终点粘度
温度
降温
降温终点粘度
降温起点粘度
糊化起始
1.3.4 粘度曲线评价
淀粉在降温终点粘度的增加能反应淀 粉的浓度增加能力。
粘度
升温
恒温
最大糊化 升温终点粘度
温度
降温
降温终点粘度
回生值
降温起点粘度
糊化起始
1.4 化学性质
1.3.3 糊化过程中，温度变化引起的变化
在测定的最后阶段 (冷却)，被溶解的松散的 分子重新规则排列 回生)， 粘度再次升高 (g) 。
1.3.4 粘度曲线评价
粘度
升温
保温
温度
降温
糊化起始
糊化起始 （粘度开始增加的温度）
1.3.4 粘度曲线评价
粘度
升温
最大糊化 （曲线第一次达到最高点时的 粘度和对应的温度）。这一点指产品在 蒸煮过程中所达到的粘度。
目的 改变胚乳的结构和物理化学性质 削弱淀粉的粘着力 降低籽粒的机械强度 浸泡出部分可溶解的物质 抑制微生物的有害活动
淀粉生产培训课程课件
淀粉的干燥与包装
干燥
将湿淀粉在适当的温度和湿度下 进行干燥，以便于长期保存。
筛分
通过筛分的方法将干燥后的淀粉 分成不同规格的颗粒。
包装
将筛分后的淀粉进行包装，以便 于运输和销售。
04
淀粉生产的品质控制
淀粉的理化指标
淀粉的粒度
淀粉的粒度大小对淀粉的加工性能和应用性能有重要影响，粒度 越小，淀粉的表面积越大，可提高淀粉的糊化速度和粘度。
要点二
详细描述
淀粉的生产方法有多种，根据淀粉来源的不同可以选择合 适的方法。水解法是利用酸或碱将淀粉水解成葡萄糖，再 经结晶和干燥得到葡萄糖产品；发酵法则是利用微生物将 淀粉发酵转化成乳酸、乙醇等发酵产物；酶解法则是利用 酶催化淀粉水解成葡萄糖。不同的生产方法具有不同的优 缺点，适用于不同来源和用途的淀粉生产。
06
淀粉的应用与市场前景
淀粉的应用领域
食品加工
淀粉是食品加工中常用的原料，用于制作各 种糕点、糖果、饮料等。
纺织印染
淀粉在纺织印染中作为浆料，用于纸张涂布 、布料印花等。
医药行业
淀粉在制药过程中作为填充剂、粘合剂等， 用于制作药物片剂、胶囊等。
其他领域
淀粉还广泛应用于建筑、石油、化妆品等领 域。
要求。
淀粉生产中的废弃物处理
1 2
分类处理
将淀粉生产过程中产生的废弃物进行分类，根据 不同废弃物的性质采取相应的处理措施。
资源化利用
对于可回收利用的废弃物，如废水和废渣等，进 行资源化利用，减少对环境的负担。
3
无害化处理
对于无法回收利用的废弃物，应采取无害化处理 措施，避免对环境和人体健康造成危害。
淀粉的提取
浸泡
玉米淀粉生产基础知识
玉米淀粉生产基础知识山东大宗生物开发股份有限公司二零一七年四月·目录第一章淀粉的生成及结构一、淀粉的生成二、淀粉的物理性状三、淀粉的化学组成和结构四、淀粉的用途第二章玉米淀粉及生产方法一、玉米的性质和组成二、玉米的生产过程概述及工艺流程1、亚硫酸的制备2、玉米的浸泡3、玉米的破碎及胚芽分离4、玉米的精磨与纤维分离5、淀粉与蛋白质的分离6、淀粉脱水与干燥第三章副产品的加工一、玉米浆与菲订二、玉米胚芽与玉米油三、蛋白粉四、纤维粉第一章 淀粉的生产及结构一、淀粉的生成淀粉碳水化合物，它在自然界分布很广，是植物的主要成分。
碳水化合物中最多的是纤维素，其次是淀粉，这二种物质是葡萄糖的聚合物。
纤维素是构成细胞壁的主要成分，可以说是植物生长中的建筑材料，淀粉则是植物所储存的食粮。
植物叶绿素在阳光照射下，能将二氧化碳和水变成淀粉，同时产生氧气，这个现象称为“光合作用”，可用化学式简单表示如下：日光NOC 2+NH 2O-------------------(C 6H 10O 5)n+NO 2 叶绿素光合作用的变化过程，实际上并不像上面方程式表示的那样简单，叶绿素是复杂的化合物，含有镁，能由日光中吸收红、蓝和少量的绿光，被吸收的光能促进光合作用的进行。
绿叶在白天所生成的淀粉，存在于叶绿素的微粒内，可用碘液定性检测：用酒精将叶绿素溶解，然后加几滴稀碘溶液，若颜色变蓝，则表示有淀粉存在。
植物生长成熟后，有许多淀粉储藏在植物的种子（玉米、麦、米等），根（如甘薯、木薯）和块茎（马铃薯）中，各种植物含淀粉的量因品种、气候、土质以及其他生产条件的不同而不一样。
即使在同一块地里生产的不同植株，其所含淀粉的量也不一定相同。
二、淀粉的物理性状淀粉是白色的微小颗粒，不溶于水和有机溶剂，颗粒内都呈复杂的结晶组织。
淀粉乳遇热糊化呈粘稠的液体。
这些性质是一般淀粉所共有的，但由于各种原料制造的淀粉不同，其性状不一样，分别说明如下：1、颗粒的形状与大小在显微镜下观察淀粉的颗粒是透明的，不同的淀粉具有不同的形状和大小。
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▪ 2019年淀粉实际产量在10万吨以上的去也 30个，主要集中在山东、吉林、河北、河 南、山西、辽宁和山西7个省。
▪ 山东、吉林、河北三省玉米淀粉的产量仍 然保持着前三位，分别占总产量的41.51%、 22.07%、18.82%，三省合计占82.40%。
▪ 热浆粘度（Hot paste Viscosity，HPV）：由于 淀粉粒膨胀至极限后破裂而不再相互摩擦，使糊 液粘度急剧下降所致，发硬淀粉在高温下耐剪切 能力，主要影响食品加工的操作难度。
▪ 冷胶粘度（Cool paste Viscosity，CPV）：温度 降低后被直链和支链淀粉所包围的水分子运动变 弱而使糊液粘度再次上升，反映糊化淀粉的回生 特性。
▪ 支链淀粉的分子较直链淀粉的分子大，其分子量范 围为5.0×104～4.0×108，相当于由6000个或者更 多的葡萄糖分子所组成。支链淀粉的分支短链长度 平均为24～30个葡萄糖残基。支链淀粉遇碘时呈现 紫红色，在530～550nm处呈现最大光吸收。
▪ 研究发现支链淀粉的碘结合量为1.05～1.25 g I2/100g支链淀粉，支链淀粉的（D.P.N.）范围在 4800～10200，平均链长为21。
二、淀粉的结构
普通玉米
糯玉米
小麦
高粱 紫粒苋
马铃薯
甜玉米 高直链淀 粉玉米
▪ 支链淀粉的分枝分布不是随机的，而以 “簇”cluster)为结构单位。“簇”状结构中 的分枝有三种类型，分别称为A链、B链和C 链。A链是最外层的侧链，其还原末端通过a1,6糖昔键与内层的B链相连，A链本身不再 分枝;而B链又和C链以a-1,6糖普键相连；C 链是惟一的一每个支链淀粉分子只有一条C 链。
一、淀粉的组成
▪ 淀粉主要由直链淀粉 (amylose ,AM)和支链淀粉 (amylopectin, AP)两部分组成。
▪ 直链淀粉的分子量大约在1.0×104 -2.0×106，，相 当于250-300个葡萄糖分子。直链淀粉是由葡萄糖分 子以（1→4）糖苷键缩合而成的。直链淀粉并非完全 伸直的，而通常是卷曲成螺旋形，每一螺旋有6个葡 萄糖分子构成。直链淀粉遇碘形成螺旋形符合物，呈 现为蓝紫色，碘位于螺旋形的心腔中，该复和物在 620-680nm处呈现最大光吸收，碘反应时淀粉结合碘 的质量可衡量淀粉与碘结合的能力。在标准情况下， 直链淀粉的碘结合量是其自身重量的20%。直链淀粉 分子存在分枝，每个分子的枝数平均为5.3个。
1、淀粉糊化粘度 淀粉在冷水中经过搅拌后成为乳状悬浮液，若
将淀粉乳加热，淀粉颗粒便会吸水膨胀，最 后生成粘度很大的淀粉糊，称为淀粉的糊化。 淀粉的糊化粘度可用澳大利亚产的RVA （Rapid Visco Analyzer）测定。
▪ 最高粘度（Peak Viscosity，PV）：由于充分吸 水膨胀后的淀粉粒互相摩擦而使淀粉糊液粘度增 加所致，主要反映带那份的膨胀力。
淀粉是许多粮食作物(如水稻、玉米、小麦等) 的种子、马铃薯块茎、多种植物块根的主要组成 成份，是高等植物的重要贮存多糖(Visser,1994)。 在人类生活中，淀粉有着举足轻重的作用。仅禾 谷类籽粒中的淀粉就提供了人类大约80%的能量所 需，还有数以百计的食品和饮料与淀粉直接相关。 在非食用的领域,淀粉还可作为工业原材料，广泛 用于造纸业、包装业、纺织业、化工业等工业之 中(Munro,1994)。
2019-2019年我国淀粉产量情况
目前世界淀粉产量约为5300万t，其中90%是玉 米淀粉，其余为木薯，小麦，马铃薯淀粉。玉米淀 粉能够独占熬头，是因为玉米淀粉是各种作物中化 学成分最佳的淀粉，有纯度高（达99.5%），提取率 高（达93%-96%），应用范围广，经济效益佳的特点。
我国2019年淀粉产量达到1050万吨，占世界的 20%左右，淀粉的生产能力超过1300万吨。
▪ 聚合度（D.P.N.）可表明淀粉样品中每个聚合体含有的葡萄 糖单位的数量。其变异程度受所分离谷物中被优先分离得到 的淀粉陡度的影响。轻度分支的直链淀粉的（D.P.N.）范围 是930-990，（D.P.N.）的最大值在1930-2220之间，平均每 链的链长在295-335个葡萄糖分子。
▪ 支链淀粉(amylopectin, AP)中葡萄糖的结合方式 除（1→4）糖苷键外还有5～6%的存在于分支点处 的（1→6）糖苷键，因此支链淀粉具有很多分支。
直链淀粉
▪ 聚合度（DP、X n）(Degree of Polymerization) ：衡量聚 合物分子大小的指标。以重复单元数为基准，即聚合物大分 子链上所含重复单元数目的平均值，以n表示；以结构单元 数为基准，即聚合物大分子链上所含结构单元数目的平均值， 以x表示。聚合物是由一组不同聚合度和不同结构形态的同 系物的混合物所组成，因此聚合度是统一计平均值。
链长
▪ 原淀粉经X射线衍射显示三种类型，即A、B、 C型，对应三种不同的晶体结构，三种类型 的形成与支链淀粉的链长相关。
▪ A型：一般是由较短的枝链组成的支链淀粉 -射线衍射谱图，在2θ角为15o，17.1o，17.8o和 23o处有较强的特征衍射峰，为A型淀粉。
▪ B型：一般是由较长的枝链组成的支链淀粉 （如：马铃薯和高直链淀粉玉米等），一般 29-31DP。
▪ C型：既有短链、也有长链组成的支链淀粉 （如银杏等），平均为25-27DP.
影响淀粉加工的理化与功能特性的：
▪ 1、直/支 ▪ 2、支链淀粉聚合度 ▪ 3、支链淀粉分支长及分布
三、淀粉的理化特性
支链淀粉结构的衡量指标
▪ 分枝化程度 ▪ 链长 ▪ 链长分布
▪ 支链淀粉的分枝化程度
▪ 每条B链上所具有的A链的数目，即A:B的值。 A:B的值 越高，淀粉越容易糊化。
▪ 蜡质玉米支链淀粉的A:B=2.6,而普通玉米为1.7；
▪ 蜡质稻米（糯米）支链淀粉的A:B=1.5，非蜡质的为1.31.5.