淀粉加工技术.doc

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淀粉生产的原料及淀粉的理化性质一、 淀粉生产的原料淀粉虽然广泛地存在于各种植物体中，但作为生产淀粉的原料，必须具备淀粉含量高、易于提取、加工成本低、容易贮藏、副产品利用价值高等特点。因此，用作生产淀粉的原料，主要有薯类、谷类和豆类等。几类主要的淀粉原料特性如下：（一）禾谷类在禾谷类作物中，玉米、小麦等是生产淀粉的重要原料。特别是玉米，它是工业化生产淀粉的主要原料。1、玉米。玉料是淀粉生产的主要原料之一。具有淀粉品位高、质量好、生产成本低以及副产品利用价值高等特点。目前，玉米淀粉的产量和质量，常因品种不同而有所差异。在一般条件下，根据玉米的化学组分分析，其含水分13%，脂肪4.5%，淀粉70%，灰分2.0%，蛋白质8.5%，糖2%。一般黄玉米较白玉米的淀粉含量高，粉质玉米较角质玉米的淀粉含量主高。2、小麦。小麦是主要粮食作物之一。根据小麦的化学组分分析，其含水分9%-18%，脂肪1.5%-2%，淀粉60%-70%，纤维素2%-2.5%，糖2%-3%，灰分1.5%-2%。小麦的淀粉含量较高，但含有面筋蛋白质，遇水则生成面筋，与淀粉不易分离。小麦淀粉的生产一般以面粉为原料，其淀粉的产率为55%，同时还可得一以20%左右的次级淀粉和10%-15%的面筋。（二）薯类薯类作物种类很多，作为生产淀粉的原料主要有甘薯、木薯和马铃薯等。小型淀粉厂多用薯类作原料。、甘薯。甘薯又名红薯，也称地瓜。根据甘薯的组分分析，其含量水分，水化合物，蛋白质，粗纤维，脂肪，无机盐以及各种维生素等。在碳水化合物中，以淀粉为主，蔗糖含，还含少量的糊精、单糖和戊糖等。除了上述的主要成分外，甘薯还含有果胶和多酚类物质。果胶给淀粉加工带来一定的困难。多酚类物质受氧化酶的作用，能形成黑色素，是造成甘薯淀粉易变色的主要原因。所以，选择甘薯作为生产淀粉的原料时，应以淀粉含量高，糖分、蛋白质、纤维素和多本分类物质含量低的品种为佳。贮存过的甘薯，由于一部分淀粉转化成糖而造成淀粉的损失；另外，淀粉和蛋白质的分离也比较困难，淀粉的产率比较低。而且，鲜薯含水分多，贮存比较困难，所以通常用将鲜薯切成薄片，晒干后贮存。因此，目前薯干片也是甘薯淀粉生的主要原料。 2、木薯。木薯又名树薯，生长在我国广东、广西和台湾诸省，是制造工业淀粉的主要原料之一。根据木薯的分学组分分析，其含水分70.3%，淀粉21.5%，糖分5.1%，蛋白质1.1%，油脂0.4%，纤维1.1%，灰分0.5%。木薯中还含量有0.01%-0.04%的氧化物，木薯汁中含有一种酶能与氰化物作用，生成氢氰酸。氢氰酸不仅有毒，而且与铁分子能结合形成蓝色的亚铁氧化物，使淀粉着色。所以在生产木薯淀粉时，应尽量避免便宜用铁制的设备和用具。在其他加工中也应避免使用铁制设备和用具，防止类似现象发生。3、马铃薯。马铃薯俗称土豆，是我国东北和华北地区生产淀粉的主要原料。根据马铃薯的化学组分分析，马铃薯含水分75%-79%，淀粉15%-20%，蛋白质1.4%-1.9%，糖分、糊精0.5%-0.9%，脂肪0.05%-0.07%，纤维0.4%-0.5%，灰分0.8%-0.9%。马铃薯中含有酪氨酸和酪氨酸酶。当酪氨基酸酸酶与空气中的氧接触时，能使酪氨酸和其它物质作用，生成有色物质，使薯汁呈红色。若遇铁离子，酪氨酸被氧化成黑色的颗粒状物质，影响淀粉的色泽。但在生产淀粉时，使用二氧化硫水清洗脱色，可以防止这种作用的发生。（三）豆类豆类淀粉的主要原料有绿豆、豌豆和蚕豆。豆类含淀粉约35%，豆类淀粉中直链淀粉的含量较多，赋予豆类制品较多的弹性和韧性。除此之外，还含量有较多的油脂和蛋白质，使淀粉原浆中蛋白质的含量较多，影响淀粉的分离和沉降，在加工时，常用特殊的酸浆沉淀法制取豆类淀粉。二、淀粉的理化性质（一）淀粉的物理性质淀粉的主要物理性质包括淀粉粒的形状和大小、糊化、凝沉和吸附。1、淀粉粒的形状和大小。淀粉是白色粉末状颗粒。在显微镜下观察，不同类型的作物，其淀粉的外表形状和结构差异较大，由此可以鉴别淀粉所属原料种类。淀粉的形状大致上可分为圆形、椭圆形和多角形三种。如图5-1所示。一般含水量高的原料，如块根块茎类，淀粉粒比较大，形状比较整齐，大部分呈圆形或椭圆形，如马铃薯淀粉粒；而禾谷类豆类，淀粉颗粒小且多呈多角形，如大米淀粉粒。此外，淀粉的形状，因受生长期所受压力不同和生长部位不同的影响而不一致，如玉米淀粉粒生长在胚芽附近的由于受力的关系呈多角形，生长在玉米籽粒中上部的则呈圆形。2、糊化。淀粉颗粒不溶于冷水，将其放入冷水中，以搅拌可成悬浮液，若停止搅拌，淀粉颗粒因比水重则会慢慢下沉。若将淀粉悬浮液加热到一定温度，淀粉颗粒则突然膨胀，膨胀后的体积可达原体积的几倍到几十倍。由于膨胀，晶体结构消失，相互溶为一体，悬浮液变为粘稠的糊状液体，这种现象称为“糊化”。淀粉颗粒从糊化开始到糊化完成所需的温度范围称“糊化温度”。各种淀粉的糊公温度不同，即使同一种淀粉，由于淀粉粒的大小不同糊化温度也不相同。见表5-1。表5-1 几种粮食淀粉颗粒的糊化温度（）淀粉种类 糊化温度范围 糊化开始温度玉米 64.272.0 64.2大米 58.061.0 58.0小麦 65.067.5 65.0高粱 69.075 69.0马铃薯 56.067.0 56.0马铃薯（大粒） 60.0马铃薯（中粒） 61.4马铃薯（小粒） 63.4木薯 59.070.0 59.0甘薯 70.076.0 70.0淀粉糊化后淀粉糊的性质与淀粉的食用品质、工艺品质有关。淀粉糊化的难易除了与淀粉粒本身的晶体结构有关外，还受下列一些因素影响：（1）水分。淀粉只能在有充足的水分时才能糊化，因为水分了在加热的条件下可钻入淀粉粒内部拆散微晶束，形成三维网状结构，一般30%以上的水分就可使淀粉充分糊化，水分太少糊化不均匀也不完全。（2）碱。碱可加速淀粉的糊化作用。例如玉米、马铃薯淀粉在强碱的作用下可在常温下糊化。日常生活中煮稀饭加碱容易粘稠即利用此特点。（3）盐类。某些盐类及有机化合物可以促进淀粉的糊化作用，例如氯化钙、碘化钾等；有机化合物二甲亚矾、液态氨等。而有些则可抑制淀粉的糊化作用，例子如硫酸镁、硫酸铵等。（4）脂类。脂类由于可与直链淀粉形成稳定的复合物，即使在水中加热到100也不会解体，因此淀粉难于膨润，马铃薯淀粉比谷类淀粉易于糊化与此有关。直链淀粉含量高的玉米比含量低的难糊化也与此有关。3、凝沉。糊化后的淀粉溶液在低温下放置较长时间以后，会由透明变得浑浊，并产生沉淀。这些现象称做淀粉的凝沉，也称作回生。这是由于淀粉在糊化过程中微晶束被拆散，溶液中有不同大小的胶体质点及淀粉分子，在加热过程中淀粉分了始终处于热运动状态，不能作整齐排列；而在冷却过程中温度逐渐降低，分子运动减弱，相互选拔，彼此平行，并以氢键结合成束状结构，而使溶解度降低形成沉淀。淀粉的凝沉与下列因素有关：（1）淀粉类别。一般来说直链淀粉比支链淀粉容易凝沉。这是由于直链淀粉分子比较规整，容易相互靠拢，重新排列；而支链淀粉分子呈树枝状，有空间障碍，不易相互靠拢、重新排列。若同样都是直链淀粉，则与分子量的大小有关。分子量大的直链淀粉，由于链长而有空间障碍不易取向；分子量小，则链短，在溶液中易于扩散，也不易凝沉；只有那些分子量大小适度的直链淀粉分子容易凝沉。（2）淀粉浓度。淀粉溶液的浓度不同，凝沉难易也不同。溶液浓度大，分子相互碰撞的机会多，也容易凝沉；浓度稀则凝沉很慢。（3）无机盐类。无机盐类对淀粉的凝沉作用也有影响。很多无机盐类水化能力都很强，使具有三维护空间网状结构的胶体质点中缔合的水分子被无机盐离子吸引，淀粉分子链间脱水，距离缩小，容易取向，作整齐排列而加速凝沉作用。温度、水分和冷却时间对凝沉速度都有影响。淀粉凝沉作用的最适温度在24，60或20都不容易凝沉。水分含量在30%60%的淀粉容易凝沉，含量水量小于10%或含量有大量水分则不易凝沉。淀粉糊化以后冷却时间长，容易凝沉。因为冷却时间长，溶液中的淀粉分子有充分时间相互靠拢，再行整齐排列，所以容易凝沉。糊化与凝沉在生产上的应用：淀粉多是经糊化后而被告应用的。方便面等到许多主食方便食品都是先经糊化，然后控制好糊化淀粉的水分、湿度及冷却时间而制成各种主食方便食品的。一般是将糊化好的面条或大米在80以上的温度下快速干燥，即尽量使糊化好的淀粉在不变化的状态下进行干燥，使其不能发生凝沉作用。粉条（丝）的生产原理则相反，是将淀粉糊化后任期自然冷却，充分发生凝沉，然后再进行干部燥，而得到凝沉了的淀粉，因此这类制品久煮不烂。一般配生产粉条（丝）类制品用含直链淀粉多的原料较好，因为直链淀粉容易凝沉。4、吸附。许多有机及无机化合物可被淀粉吸附。由于直链和支链淀粉分子的形状不同，对一些物质的吸附也有差别。例如：对碘的吸附，淀粉遇碘显蓝色，这是早已知道的现象。但实际上淀粉与碘的呈色反应随淀粉分子的结构和大小而不同，支链淀粉遇碘只产生紫红色。颜色的深浅与淀粉分支的长短和分支的密度有关。一般6个以下葡萄糖残基遇碘不显示颜色，812个葡萄糖残基遇碘显红色，35个以上葡萄糖残基的直链淀粉分子遇碘才显蓝色。支链淀粉的分支一般为20个左右葡萄糖残基，所以遇碘显紫红色。（二）淀粉的化学性质由分子结构可知淀粉分子上有许多羟基，它可被氧化剂氧化，也可被无机盐、有机酸酯化，与酸作用可生成各种不同的产物。1、与酸作用。淀粉在酸的作用下水解产生分子量不同的各种中间产物，这些物质称为糊精。在淀粉水解的最初级阶段所产生的糊精分子大小和特性均与淀粉无多大区别，如遇碘显蓝色或紫色。进一步水解，糊精的分子量会继续减少，还原裴林溶液的能力逐渐增强，遇碘变成褐色，而后显红色，最后便不与碘作用，不显色。淀粉淀粉糊精红糊精无色糊精麦芽糖葡萄糖2、淀粉的成酯成醚作用。淀粉分子可与无机盐或有机酸生成酯。在工业上通常用淀粉与甲酸、乙酸、丙酸及一些高级脂肪酸作用，生成各种用途的淀粉酯。例如淀粉与乙酸作用生成淀粉乙酸酯。3、淀粉的氧化。淀粉随氧化条件及氧化剂的不同而生成不同的产物。常用的氧化剂有高碘酸、次氢酸等。双醛淀粉就是高碘酸氧化制得的。第二节 淀粉制取的主要方法在淀粉原料中，除含有淀粉外，通常还含有不同数量的蛋白质、纤维素、脂肪、无机盐和其它物质。制取淀粉就是利用工艺手段除去非淀粉物质，使淀粉分离出来。因此，淀粉制取，实质上就是利用淀粉具有不溶解于冷水、比重大于水以及与其它成分比重不同的特性进行物理的分离过程。工业生产淀粉大致由原料处理、浸泡、破碎、分离、清洗、干燥和成品整理等几个主要工序所组成。原料不同，在具体操作上略有差异，但其基本过程是相同的。一、原料处理淀粉原料不常常夹有泥沙，石块和杂草等各种杂质，须在加工前予以清除。其方法有清洗和清理两种，薯类原料如马铃薯、甘薯可以采用清洗处理，即用水进行洗涤。谷类和豆类通常采用风选或过筛等进行清理。二、原料浸泡新鲜薯类原料含水量较高，可以不以浸泡直接用破碎机进行破碎或打成糊状。谷类和豆类原料含量水量低，颗粒坚硬，必须先以浸泡，使其软化后，才能进行破碎。（一）浸泡的目的浸泡的目的除软化颗粒、降低组织结构强度外，同时还有破坏蛋白质网络结构、洗涤和除去部分水溶性物质的作用。如玉米淀粉往往被告蛋白质网所包裹，若不先将蛋白质网破坏，就很难洗出淀粉。（二）浸泡剂浸泡剂对于有些淀粉原料可以起到溶解蛋白质、加速淀粉释放的作用。例如玉米和小麦等谷物原料，常用用二氧化硫浸泡，主要是利用二氧化硫的还原性与酸性分散和破坏谷类细胞中蛋白质网状结构，促使淀粉游离出来。浸泡薯干常用石灰水，能使薯干中的蛋白质部分溶解。在薯干磨碎和洗涤过程式中，若保持淀粉乳的PH值在910之间，能促使蛋白质凝聚，色素物质悬浮于液面上，易于分离，石灰水的钙离子可降低果胶之类胶体物质的粘性，薯渣易于过筛，从而提高淀粉的质量和出品率。（三）浸泡方法浸泡方法可视工厂的设备和生产能力而有所不同。小型厂一般采用单桶浸泡法，即将原料倒入浸泡桶中，加入浸泡水和浸泡剂，以一定时间后放水排料。单桶浸泡一般都用新鲜水进行浸泡，其效果较好，但缺点是耗水量大，溶出的水溶性物质难以回收。较大型的工厂一般采用逆流式浸泡，即用几十只或十几只浸泡桶串联使用，在第一只桶内加入原料，而最后一只桶内放出浸泡完成的原料。浸泡水循环浸泡，重复使用。其优点是耗水量少，浸泡水中能溶解大量的水溶性物质，浓度较高，利于回收；缺点是各桶间水移动并不是连续的，而是以过一定时间后，再将浸泡水移入次桶，桶内原料一度停止浸泡，所以影响了浸泡效率。三、破碎从淀粉原料中撮淀粉，必须经过破碎工序，其目的是破坏淀粉原料的细胞组织，使淀粉颗粒从细胞中游离出来，以利提取。破碎设备种类很多，常用的有刨丝机（用于鲜薯破碎）、锤片式粉碎机（粉碎粒状原料）、爪式粉碎机（用于颗粒细、潮湿、粘性大的物料）、砂盘粉碎机（可磨多种原料）等。破碎的方法根据原料的种类而定。薯类如马铃薯、甘薯等含水量高的淀粉原料，因组织柔软，可不浸泡而直接用刨丝机将其刨成细或用锤击机将其粉碎。一般进行两次破碎，第一次破碎后过筛，分开淀粉乳，将所得的筛上物再进行第二次破碎，其破碎度比第一次更大些，然后再筛去残渣，取得淀粉乳。谷类和豆类原料，应经过浸泡软化后，才能进行破碎。对于含有胚芽的谷类原料，浸泡后，最好先经12次粗碎，形成碎块，使胚芽脱落下来，再通过胚芽分离器将胚芽分离，然后将不含胚芽的碎块用盘磨机磨成糊状，使淀粉粒能与纤维和蛋白质很好地分开。四、分离胚芽、纤维和蛋白质（一）分离胚芽谷物原料中的玉米带有胚芽，胚芽中含有大量脂肪和蛋白质，而淀粉含量很少，所以在生产中，经过粗碎后，必须先分离胚芽，然后再经磨碎，分离纤维和蛋白质等。胚芽的吸水力强，吸水量可达本身重量的60%，膨胀程度高，含脂肪多，所以比重较轻，例子如玉米胚芽比重约为1.03，而胚体比生为1.6，因此，可以利用两者比重不同进行分离。常用的分离胚芽设备有胚芽分离槽和旋液分离器。胚芽分离槽是一个“U”字形的木制或铸铁的长槽，槽长35米，宽约1.3米，高2米，槽内装有刮板、溢流口和搅拌器。物料从槽的一端引入，缓慢地流向末端，因为胚芽比重小而浮于液面上，被告移动的刮起板刮向溢流出口，而较重的胚体沉下底槽，经由一只缓慢旋转（转速约6转/分）的轴式搅拌器推向末端的底闻流出口，这样使胚芽和胚体二者分离。旋液分离器是一种结构简单的胚芽分离器，如图52所示。整个壳体是由上部圆筒和下部圆锥体连接而成。粗碎的原料在一定的压，以正切的方向进入旋液分离器上部圆筒，产生旋流。胚体部分的比重大，受到的离心惯性力大，被甩向外层，沿分离器壁下降到底部排出，称为底流。比重较小的胚芽受离心惯性力的作用小，流向分离器的中心部分，以涡流状经由上部中央管溢流排出。（二）分离纤维淀粉原料经过分离胚芽和磨碎或直接破碎以后所得到的糊状物料，除了含有大量淀粉以外，还含有纤维和蛋白质等成分。为了得到质量较高的淀粉和良好地完成分离操作，通常是先分离纤维，然后再分离蛋白质。分离纤维大都采用过筛的方法，又称为筛分工序。筛分工序包括分离胚芽、粗纤维和细纤维、回收淀粉等环节。常用的筛分设备有平摇筛和六角筛等。通过筛分，将磨碎的原料分成淀粉乳和渣。渣经过3-4次洗涤，回收残存的淀粉。最后一次过筛的淀粉乳，应以140-200目的丝绢过滤，除去可能存在的很细小的渣或细纤维，保证获得纯净的淀粉乳。（三）分离蛋白质筛分后所得的淀粉乳，除了含有大量淀粉外，还含量有蛋白质、脂肪和灰分等物质。所以此时的淀粉乳是几种物质的混合悬浮液。由于这些物质的比重不同，加淀粉的毕生为1.6，蛋白质为1.2，细渣为1.3，泥砂为2.0，因而它们在悬浮液中的沉降速度也不同，因此，利用毕生不同的方法可以使它们分开。其方法主要有静止沉淀法、流动沉淀法和离心分离法等。1、静止沉淀法。静止深沉法是一种简单的分离方法，在小厂使用较多。其方法是将淀粉乳盛于沉淀桶或池中，静置8-12小时，使淀粉沉淀，蛋白质悬浮于水中，而泥砂沉于桶底或池底下层。先放出上层的蛋白质水，再引入清水，搅起淀粉乳，便其混合均匀，再静置使淀粉沉淀。如此反延长洗涤几次，可得到较纯的淀粉。此法的缺点是每间次沉淀的时间长，设备生产能力低，又因淀粉沉淀长时间停留在沉淀桶（池）中，容易使淀粉发酵变质，影响淀粉质量和得率。2、流动沉淀法。动沉淀法是借助流槽分离蛋白质，所以又称“流槽法”。流槽为细长形的平底槽，槽总长2530米，宽4055厘米，槽底坡底为每米23毫米，槽头高度为25厘米，逐渐降低。流槽用砖砌成，表面涂层为水泥或环氧树脂，但也有用木材制成，其搞酸腐蚀性较水泥好。流动沉淀法是流槽内淀粉作薄层流动，由于淀粉颗粒的比重大，沉降速度比蛋白质快3倍左右，所以先沉淀于槽底。蛋白质尚未来得及沉淀仍悬浮于水水中而由槽尾连续流出，使蛋白质和淀粉分开。此法分离效率较高，但占地面积大，容易受污染，影响制品质量和制品获得率。3、离心分离法。离心分离法也是利用淀粉与蛋白质比重不同的原理进行分离，但此法是借助离心机产生的离心力使淀粉沉降。离心机分离效率高、体积小，密封生产，连续操作，所以在现代淀粉厂内广泛采用离心机代替流槽分离蛋白质。离心机的种类很多，目前国内外都使用碟式离心分离机分离淀粉。它的主要工作机构是由多层碟片组成，如图53。淀粉乳由进口引入离心分离室，轻物质黄浆（蛋白质）沿碟片向上从黄浆口排出，淀粉颗粒在碟片离心力作用下，由淀粉出口处排出。在淀粉出口管上装有阀门，用来调节淀粉乳流量，当淀粉中蛋白质含量超过质量指标时，可关小阀门，使一部分淀粉乳经回流管回入离心机底部进行第二次分离。使用离心机分离蛋白质，一般采用2级分离，即用两台离心机顺序操作，以筛分后的淀粉乳为第一级离心机的进料，第一级所得底流（淀粉乳）为第二级离心机的进料。为了提高淀粉质量，也有采用3级或4级分离操作的。五、淀粉的清洗、干燥和成品整理（一）清洗淀粉淀粉乳经分离蛋白质后，通常还含有水溶性杂质。为了提高淀粉纯度，必须进行清洗。清洗淀粉最简单的方法是将淀粉乳放入沉淀桶或池中，加清水搅拌后，静置几小时，待淀粉沉淀后，放去上层清汁，再引入清水，搅拌、再沉淀、现放去上层清汁，如此重复23次，可得到较为纯净的淀粉，但其缺点是太浪费时间。大型淀粉厂多用真空吸滤机清洗淀粉。（二）干燥采用真空吸滤机清洗的淀粉，可直接进行干燥处理，使淀粉中的水分下降到10%20%，利于运输和贮藏。但对于使用沉淀桶、池等方法清洗得到的淀粉乳，须先经脱水处理，使淀粉中的水分降到40%左右，才能进行干燥处理。手工生产脱水最简单的方法是用吊袋滤去多余的水分，工厂则采用脱水离心机进行脱水处理。湿淀粉干燥的方法很多，最简单的是曝光晒干，简便易行，成本低，但受天气限制，只适用于手工生产。现代淀粉厂大都采用干燥机连续干燥，常用的干燥有转筒式干燥机、气流式干燥机等，以后者为主。气流干燥机的类型很多，按干燥管形式的直管、脉冲管、套管和环形管；按干燥管的数目的单级和多级的；按气流的流动形式有旋风气流干燥机和螺旋气流干燥机。另外还有带粉碎机的气流干燥机。图54所示为单级气流干燥机结构。由风机、热交换器、加料器、干燥管、旋风分离器和出料器等组成。工作时，空气经过滤，进入热交换器，被加热后与加料器送入的湿物料同时被风吸引，在高速高温气流作用下，湿物料被分散成微小颗粒，并与热空气充分接触，在管内输送过程中，物料被迅速干燥后，由旋风分离器底部卸出，废气由分离器顶部、通风除尘器排出。对含水量大于40%的混状物料，可先加入部分干料，进行搅拌，达到散粉状态，再进行气流干燥。（三）成品整理干燥后的淀粉，往往粘度很不整齐，必须经过成品整理，才能作为成品淀粉。淀粉成品整理的方法与干燥方法有关，通常采用筛分和粉碎等工序。干燥后颗粒不均匀的淀粉，必须先经筛分，筛下物料为成品淀粉，筛上物需经主要内容或磨碎机磨碎，再重复筛分，直至全部成为粉状为止。若有些粗淀粉干燥不好，水分含量高，还需重新进行了干燥，然后粉碎，最后筛分出成品淀粉。在成品整理过程中，应加强密闭设施，防止淀粉飞扬，同时还需要安装通风、除尘设备，及时回收飞扬的粉末淀粉。淀粉的制取与加工淀粉加工是利用具有不溶解于冷水、比重大于水以及与其他成分比重不同的特性进行物理的分离过程。淀粉的用途十分广泛。在食品工业中，淀粉是食品加工的原料。在医药、发酵、纺织、造纸、粘胶、冶金、石油等工业中，淀粉是上千种产品的中间原料。淀粉加工是农产品加工的一个非常重要的方面。第二节 淀粉生产的原料及淀粉的理化性质二、 淀粉生产的原料淀粉虽然广泛地存在于各种植物体中，但作为生产淀粉的原料，必须具备淀粉含量高、易于提取、加工成本低、容易贮藏、副产品利用价值高等特点。因此，用作生产淀粉的原料，主要有薯类、谷类和豆类等。几类主要的淀粉原料特性如下：（一）禾谷类在禾谷类作物中，玉米、小麦等是生产淀粉的重要原料。特别是玉米，它是工业化生产淀粉的主要原料。1、玉米。玉料是淀粉生产的主要原料之一。具有淀粉品位高、质量好、生产成本低以及副产品利用价值高等特点。目前，玉米淀粉的产量和质量，常因品种不同而有所差异。在一般条件下，根据玉米的化学组分分析，其含水分13%，脂肪4.5%，淀粉70%，灰分2.0%，蛋白质8.5%，糖2%。一般黄玉米较白玉米的淀粉含量高，粉质玉米较角质玉米的淀粉含量主高。2、小麦。小麦是主要粮食作物之一。根据小麦的化学组分分析，其含水分9%-18%，脂肪1.5%-2%，淀粉60%-70%，纤维素2%-2.5%，糖2%-3%，灰分1.5%-2%。小麦的淀粉含量较高，但含有面筋蛋白质，遇水则生成面筋，与淀粉不易分离。小麦淀粉的生产一般以面粉为原料，其淀粉的产率为55%，同时还可得一以20%左右的次级淀粉和10%-15%的面筋。（二）薯类薯类作物种类很多，作为生产淀粉的原料主要有甘薯、木薯和马铃薯等。小型淀粉厂多用薯类作原料。、甘薯。甘薯又名红薯，也称地瓜。根据甘薯的组分分析，其含量水分，水化合物，蛋白质，粗纤维，脂肪，无机盐以及各种维生素等。在碳水化合物中，以淀粉为主，蔗糖含，还含少量的糊精、单糖和戊糖等。除了上述的主要成分外，甘薯还含有果胶和多酚类物质。果胶给淀粉加工带来一定的困难。多酚类物质受氧化酶的作用，能形成黑色素，是造成甘薯淀粉易变色的主要原因。所以，选择甘薯作为生产淀粉的原料时，应以淀粉含量高，糖分、蛋白质、纤维素和多本分类物质含量低的品种为佳。贮存过的甘薯，由于一部分淀粉转化成糖而造成淀粉的损失；另外，淀粉和蛋白质的分离也比较困难，淀粉的产率比较低。而且，鲜薯含水分多，贮存比较困难，所以通常用将鲜薯切成薄片，晒干后贮存。因此，目前薯干片也是甘薯淀粉生的主要原料。 2、木薯。木薯又名树薯，生长在我国广东、广西和台湾诸省，是制造工业淀粉的主要原料之一。根据木薯的分学组分分析，其含水分70.3%，淀粉21.5%，糖分5.1%，蛋白质1.1%，油脂0.4%，纤维1.1%，灰分0.5%。木薯中还含量有0.01%-0.04%的氧化物，木薯汁中含有一种酶能与氰化物作用，生成氢氰酸。氢氰酸不仅有毒，而且与铁分子能结合形成蓝色的亚铁氧化物，使淀粉着色。所以在生产木薯淀粉时，应尽量避免便宜用铁制的设备和用具。在其他加工中也应避免使用铁制设备和用具，防止类似现象发生。3、马铃薯。马铃薯俗称土豆，是我国东北和华北地区生产淀粉的主要原料。根据马铃薯的化学组分分析，马铃薯含水分75%-79%，淀粉15%-20%，蛋白质1.4%-1.9%，糖分、糊精0.5%-0.9%，脂肪0.05%-0.07%，纤维0.4%-0.5%，灰分0.8%-0.9%。马铃薯中含有酪氨酸和酪氨酸酶。当酪氨基酸酸酶与空气中的氧接触时，能使酪氨酸和其它物质作用，生成有色物质，使薯汁呈红色。若遇铁离子，酪氨酸被氧化成黑色的颗粒状物质，影响淀粉的色泽。但在生产淀粉时，使用二氧化硫水清洗脱色，可以防止这种作用的发生。（三）豆类豆类淀粉的主要原料有绿豆、豌豆和蚕豆。豆类含淀粉约35%，豆类淀粉中直链淀粉的含量较多，赋予豆类制品较多的弹性和韧性。除此之外，还含量有较多的油脂和蛋白质，使淀粉原浆中蛋白质的含量较多，影响淀粉的分离和沉降，在加工时，常用特殊的酸浆沉淀法制取豆类淀粉。二、淀粉的理化性质（一）淀粉的物理性质淀粉的主要物理性质包括淀粉粒的形状和大小、糊化、凝沉和吸附。1、淀粉粒的形状和大小。淀粉是白色粉末状颗粒。在显微镜下观察，不同类型的作物，其淀粉的外表形状和结构差异较大，由此可以鉴别淀粉所属原料种类。淀粉的形状大致上可分为圆形、椭圆形和多角形三种。如图5-1所示。一般含水量高的原料，如块根块茎类，淀粉粒比较大，形状比较整齐，大部分呈圆形或椭圆形，如马铃薯淀粉粒；而禾谷类豆类，淀粉颗粒小且多呈多角形，如大米淀粉粒。此外，淀粉的形状，因受生长期所受压力不同和生长部位不同的影响而不一致，如玉米淀粉粒生长在胚芽附近的由于受力的关系呈多角形，生长在玉米籽粒中上部的则呈圆形。2、糊化。淀粉颗粒不溶于冷水，将其放入冷水中，以搅拌可成悬浮液，若停止搅拌，淀粉颗粒因比水重则会慢慢下沉。若将淀粉悬浮液加热到一定温度，淀粉颗粒则突然膨胀，膨胀后的体积可达原体积的几倍到几十倍。由于膨胀，晶体结构消失，相互溶为一体，悬浮液变为粘稠的糊状液体，这种现象称为“糊化”。淀粉颗粒从糊化开始到糊化完成所需的温度范围称“糊化温度”。各种淀粉的糊公温度不同，即使同一种淀粉，由于淀粉粒的大小不同糊化温度也不相同。见表5-1。表5-1 几种粮食淀粉颗粒的糊化温度（）淀粉种类 糊化温度范围 糊化开始温度玉米 64.272.0 64.2大米 58.061.0 58.0小麦 65.067.5 65.0高粱 69.075 69.0马铃薯 56.067.0 56.0马铃薯（大粒） 60.0马铃薯（中粒） 61.4马铃薯（小粒） 63.4木薯 59.070.0 59.0甘薯 70.076.0 70.0淀粉糊化后淀粉糊的性质与淀粉的食用品质、工艺品质有关。淀粉糊化的难易除了与淀粉粒本身的晶体结构有关外，还受下列一些因素影响：（1）水分。淀粉只能在有充足的水分时才能糊化，因为水分了在加热的条件下可钻入淀粉粒内部拆散微晶束，形成三维网状结构，一般30%以上的水分就可使淀粉充分糊化，水分太少糊化不均匀也不完全。（2）碱。碱可加速淀粉的糊化作用。例如玉米、马铃薯淀粉在强碱的作用下可在常温下糊化。日常生活中煮稀饭加碱容易粘稠即利用此特点。（3）盐类。某些盐类及有机化合物可以促进淀粉的糊化作用，例如氯化钙、碘化钾等；有机化合物二甲亚矾、液态氨等。而有些则可抑制淀粉的糊化作用，例子如硫酸镁、硫酸铵等。（4）脂类。脂类由于可与直链淀粉形成稳定的复合物，即使在水中加热到100也不会解体，因此淀粉难于膨润，马铃薯淀粉比谷类淀粉易于糊化与此有关。直链淀粉含量高的玉米比含量低的难糊化也与此有关。3、凝沉。糊化后的淀粉溶液在低温下放置较长时间以后，会由透明变得浑浊，并产生沉淀。这些现象称做淀粉的凝沉，也称作回生。这是由于淀粉在糊化过程中微晶束被拆散，溶液中有不同大小的胶体质点及淀粉分子，在加热过程中淀粉分了始终处于热运动状态，不能作整齐排列；而在冷却过程中温度逐渐降低，分子运动减弱，相互选拔，彼此平行，并以氢键结合成束状结构，而使溶解度降低形成沉淀。淀粉的凝沉与下列因素有关：（1）淀粉类别。一般来说直链淀粉比支链淀粉容易凝沉。这是由于直链淀粉分子比较规整，容易相互靠拢，重新排列；而支链淀粉分子呈树枝状，有空间障碍，不易相互靠拢、重新排列。若同样都是直链淀粉，则与分子量的大小有关。分子量大的直链淀粉，由于链长而有空间障碍不易取向；分子量小，则链短，在溶液中易于扩散，也不易凝沉；只有那些分子量大小适度的直链淀粉分子容易凝沉。（2）淀粉浓度。淀粉溶液的浓度不同，凝沉难易也不同。溶液浓度大，分子相互碰撞的机会多，也容易凝沉；浓度稀则凝沉很慢。（3）无机盐类。无机盐类对淀粉的凝沉作用也有影响。很多无机盐类水化能力都很强，使具有三维护空间网状结构的胶体质点中缔合的水分子被无机盐离子吸引，淀粉分子链间脱水，距离缩小，容易取向，作整齐排列而加速凝沉作用。温度、水分和冷却时间对凝沉速度都有影响。淀粉凝沉作用的最适温度在24，60或20都不容易凝沉。水分含量在30%60%的淀粉容易凝沉，含量水量小于10%或含量有大量水分则不易凝沉。淀粉糊化以后冷却时间长，容易凝沉。因为冷却时间长，溶液中的淀粉分子有充分时间相互靠拢，再行整齐排列，所以容易凝沉。糊化与凝沉在生产上的应用：淀粉多是经糊化后而被告应用的。方便面等到许多主食方便食品都是先经糊化，然后控制好糊化淀粉的水分、湿度及冷却时间而制成各种主食方便食品的。一般是将糊化好的面条或大米在80以上的温度下快速干燥，即尽量使糊化好的淀粉在不变化的状态下进行干燥，使其不能发生凝沉作用。粉条（丝）的生产原理则相反，是将淀粉糊化后任期自然冷却，充分发生凝沉，然后再进行干部燥，而得到凝沉了的淀粉，因此这类制品久煮不烂。一般配生产粉条（丝）类制品用含直链淀粉多的原料较好，因为直链淀粉容易凝沉。4、吸附。许多有机及无机化合物可被淀粉吸附。由于直链和支链淀粉分子的形状不同，对一些物质的吸附也有差别。例如：对碘的吸附，淀粉遇碘显蓝色，这是早已知道的现象。但实际上淀粉与碘的呈色反应随淀粉分子的结构和大小而不同，支链淀粉遇碘只产生紫红色。颜色的深浅与淀粉分支的长短和分支的密度有关。一般6个以下葡萄糖残基遇碘不显示颜色，812个葡萄糖残基遇碘显红色，35个以上葡萄糖残基的直链淀粉分子遇碘才显蓝色。支链淀粉的分支一般为20个左右葡萄糖残基，所以遇碘显紫红色。（二）淀粉的化学性质由分子结构可知淀粉分子上有许多羟基，它可被氧化剂氧化，也可被无机盐、有机酸酯化，与酸作用可生成各种不同的产物。1、与酸作用。淀粉在酸的作用下水解产生分子量不同的各种中间产物，这些物质称为糊精。在淀粉水解的最初级阶段所产生的糊精分子大小和特性均与淀粉无多大区别，如遇碘显蓝色或紫色。进一步水解，糊精的分子量会继续减少，还原裴林溶液的能力逐渐增强，遇碘变成褐色，而后显红色，最后便不与碘作用，不显色。淀粉淀粉糊精红糊精无色糊精麦芽糖葡萄糖2、淀粉的成酯成醚作用。淀粉分子可与无机盐或有机酸生成酯。在工业上通常用淀粉与甲酸、乙酸、丙酸及一些高级脂肪酸作用，生成各种用途的淀粉酯。例如淀粉与乙酸作用生成淀粉乙酸酯。3、淀粉的氧化。淀粉随氧化条件及氧化剂的不同而生成不同的产物。常用的氧化剂有高碘酸、次氢酸等。双醛淀粉就是高碘酸氧化制得的。第二节 淀粉制取的主要方法在淀粉原料中，除含有淀粉外，通常还含有不同数量的蛋白质、纤维素、脂肪、无机盐和其它物质。制取