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工业上常用作碳源的澱粉質原料

發布時間:2013-12-20 16:17:02

澱粉的性質 澱粉呈白色無定形結晶粉末,存在于各種植物組織中。在顯微鏡下觀察澱粉顆粒是透明的,大致可分为圓形、橢圓形、多角形三種。澱粉沒有還原性,也沒有甜昧,不溶于冷水和酒精,澱粉在熱水中膨脹,粒度增大,呈膠體狀。 澱粉可分为直鍊澱粉和支鍊澱粉兩種。直鍊澱粉是葡萄糖经ɑ-1,4糖苷鍵脫水縮聚而成螺旋形不分支長鍊,聚合度在100 ~6 000之間,相對分子質量达100 000。用熱水溶解時形成黏度較低的不穩定膠體溶液,存50-60℃下靜置較長時間後會析出晶形沉澱。 支鍊澱粉是支叉分子,直鍊部分的葡萄糖以ɑ-1,4糖苷鍵連接,分支點上葡萄糖以ɑ-1,6糖苷鍵連接,聚合度1 000—30 000,相對分子質量可达6 x 106。用熱水溶解時形成糊狀物。 澱粉遇碘液時,碘從螺旋形中間通過,與直鍊澱粉之間構成吸附化合物而呈藍色反應。支鍊澱粉遇碘液時,碘不能通過ɑ-1,6糖苷鍵結合的分支點,隻能和支點外部的二十幾個葡萄糖基結合,故呈紅到紫紅色反應。 澱粉質原料 澱粉質原料中含澱粉量較高,而且来源廣泛、价格便宜。澱粉質原料及其水解液是發酵工业常用的碳源。使用最廣的澱粉質原料是工业澱粉、谷類、薯類等。 工业澱粉是以谷類、薯類等農産品为原料加工而成,是白色或微帶淺黃色陰影的粉末。按照原料的不同可分为谷類澱粉和薯類澱粉。谷類澱粉結構致密、顆粒較小,如大米澱粉顆粒直徑在3-8μm;薯類澱粉結構疏松、顆粒較大,如木薯澱粉顆粒直徑在5-35 μm。所以谷類澱粉較薯類澱粉更難水解。普通的谷類和薯類澱粉含直鍊澱粉17%-27%,其餘为支鍊澱粉;而黏玉米、黏高粱和糯米等澱粉不含直鍊澱粉,全部为支鍊澱粉。一般精制澱粉的澱粉含量在84%左右,而粗制澱粉的澱粉含量在78%左右。常用的工业澱粉有玉米澱粉、小麥澱粉、甘薯澱粉、馬鈴薯澱粉等。玉米澱粉及其水解糖液是抗生素、核苷酸、氨基酸、酶制劑等發酵常用的碳源,小麥澱粉、甘薯澱粉等常用在有機酸、乙醇等發酵中。 谷類包括大米、高粱、大麥、小麥等。其種植面積廣泛,産量大,澱粉含量也比較高。其中大米常用在氨基酸、啤酒、黃酒等發酵中,高粱、大麥、小麥常用在白酒發酵中。 薯類是适應性很強的高産作物,我国以甘薯、馬鈴薯和木薯等为主。甘薯晾曬成幹後成为甘薯幹,其澱粉含量可达76%,并且纖維素含量少,蛋白質含量适度,是生産酒精、檸檬酸的好原料。馬鈴薯又叫土豆、山藥蛋、洋山芋,在我国東北、西北、内蒙古等地産量很大。馬鈴薯一般可分为工业用、飼用、食用、種用四類,作为發酵工业碳源的是澱粉含量高、蛋白質含量較低的工业用馬鈴薯。木薯是很強健的多年生植物,盛産于我国南方的兩廣、福建、海南島等地區。術薯幹不僅澱粉含量可高达到73%左右,而且澱粉品質較純、澱粉顆粒大,加工方便。因此,木薯是我国生産工业澱粉的第二位原料,同時也是南方地區酒精生産的主要原料。 本文參考《發酵工程原理與技術》一書。
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