淀粉结构性质研究方法

淀粉结构性质研究方法淀粉贮存在植物种子和块茎中，是由葡萄糖单元聚合而成的多聚糖，分为直链淀粉和支链淀粉两种。直链淀粉是由葡萄糖分子通过α-1，4糖苷键连接在一起的聚合物，由500~600个葡萄糖单位组成，链的长度较大，分子量大约为100kDa，可溶于热水，遇碘反应呈纯蓝色。支链淀粉是葡萄糖分子以α-1，4糖苷键连接为主链，并有α-1，6糖苷键连接作为分支点而形成的葡聚糖。从结构上来讲，支链淀粉是一个具有树枝形分支结构的多糖，相对分子质量较大，一般由1000~300000个左右葡萄糖单位组成，分子量约为100万kD，有些可达600万kD。支链淀粉在冷水中不溶，与热水作用则膨胀而成糊状，遇碘呈紫或红紫色。支链淀粉约含4%~5%的α-1，6糖苷键，天然淀粉中70%~80%为支链淀粉。淀粉的结构、老化与抗性淀粉淀粉（starch）是植物中最重要的贮藏多糖，完全由葡萄糖构成，所以属于均一多糖。与其它多糖一样，淀粉没有甜味，没有还原性，也没有变旋现象。淀粉是由麦芽糖单位构成的链状结构，有直链淀粉和支链淀粉两种。直链部分由α-1，4糖苷键连接，分支处由α-1，6糖苷键连接。所以支链淀粉不完全水解可以得到少量以α-1，6糖苷键连接的异麦芽糖。支链淀粉结构直链淀粉(amylose)分子量从几万到十几万，平均约在6万左右，相当于300-400个葡萄糖缩合而成的线性分子，没有分支。支链淀粉(amylopectin)的分子量在20万以上，含有1300个葡萄糖或更多。其分子中大约每24－30个葡萄糖中有一个具有支链结构。支链淀粉模型直链淀粉分子中虽然没有分支结构，但其构象并不是笔直的，而是卷曲成螺旋形，每一圈有六个葡萄糖分子。直链淀粉遇碘产生蓝色，就是由于多个三碘化物离子（I3-）被络合在螺旋中产生的，吸收峰在620-680nm。而支链淀粉(amylopectin)的直链部分较短，所以产生的络合物呈紫色，光吸收在530-555nm。用碘染色的小麦淀粉颗粒淀粉在植物中以球状或卵状淀粉颗粒的形式存在，颗粒中有结构致密的结晶区域和相对疏松的非结晶区（无定形区）。这种结构使淀粉不溶于冷水。在微观上，淀粉颗粒由于结晶区的光学各向异性，对不同偏振方向的偏振光具有不同的折射率，会产生一种有趣的双折射（消光十字）现象。淀粉颗粒的双折射现象淀粉粒在水中加热（一般60-80℃），会逐渐溶胀、开裂，最后形成均匀的糊状，称为糊化（gelatinization）。糊化过程中淀粉粒吸水膨胀，可以达到原始体积的50-100倍。利用这个特性，可以将淀粉作为崩解剂，在制作药物片剂时加入。当淀粉在胃肠液中溶胀，就会使片剂碎裂成细小颗粒，使其中的药物得以迅速吸收。淀粉属于多糖，在水中不能形成真溶液，只能形成胶体。直链淀粉可溶于热水，支链淀粉不溶于热水，但更容易糊化，而且糊化形成的胶体粘度更高。不同来源的淀粉中二者比例不同，玉米淀粉和马铃薯淀粉分别含27％和20％的直链淀粉，而绿豆淀粉含60%的直链淀粉。有些淀粉（如糯米）全部为支链淀粉，所以更粘；而有的豆类淀粉则全是直链淀粉。糊化后的淀粉胶体溶液如果逐渐降温，淀粉分子会重新排列成更紧密的晶体结构而发生沉淀，称为老化或回生(retrogradation)。直链淀粉线性区域长，更容易整齐排列，所以容易老化，而且老化后难以再次溶解（晶体熔化温度约150℃）。支链淀粉不易老化。所以，烹饪上用淀粉糊勾芡时一般会选择支链淀粉含量较高的淀粉，如马铃薯淀粉；而制作粉丝、粉皮时就要选择直链淀粉含量高的豆类淀粉。直链淀粉老化后难以再次溶解，所以在肠道中难以消化，是一种抗性淀粉（resistantstarch）。比如米饭、面包放冷后会变硬而难以消化。所以烹饪上一般尽量避免老化现象。不过，最近发现抗性淀粉可以被结肠菌群发酵，产生短链脂肪酸（SCFA）。SCFA能抑制有害细菌生长，有益肠道健康。而难以消化则有利于减肥，并可降低血糖波动，所以现在又受到追捧，甚至有人专门炒冷饭吃来减肥。摄入适量的抗性淀粉确实有一定的益处，特别是对于需要饱腹感的减肥人士。但不要把它当成万能药。如果食用不当，抗性淀粉也会对健康不利。如果摄入过多