淀粉不是一个单纯的分子,而是一种混合物。它是由两种不同类型的淀粉组成,一种是直链淀粉,另一种是支链淀粉。从不同农作物获得的淀粉中, 其直链淀粉的组成比例并不相同。直链淀粉和支链淀粉在结构、性质以及化学反应活性方面有很大差异,主要差异如下:
(1)分子量、结晶结构与凝沉作用
直链淀粉分析仪的分析结果显示,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。直链淀粉分子量在3~16万范围内,支链淀粉的分子量比直链淀粉的大,分子量在10~100万范围内。直链淀粉的颗粒小,分子链与分子链间缔合程度大,形成的微晶束晶体结构紧密,结晶区域大。而支链淀粉以分支端的葡萄糖 链平行排列,彼此以氢键缔合成束状,形成微晶束结构。所以支链淀粉中结晶区域小,晶体结构不太紧密,淀粉颗粒大。
直链淀粉由于分子排列比较规整,分子容易相互靠拢重新排列。所以在冷的水溶液中,直链淀粉有很强的凝聚沉淀性能。而支链淀粉的分子大,各支链的空间阻碍作用使分子间的作用力减小。而且由于支链的作用,使水分子容易进入支链淀粉的微晶束内,阻碍了支链淀粉分子的凝聚,使支链淀粉不易凝沉。
工业上利用直链淀粉与支链淀粉的凝沉性的差异,将直链淀粉与支链淀粉分离。
(2)溶解度与粘度
直链淀粉溶于热水,在50~60"C的热水中,直链淀粉溶解,形成有粘度的溶液。但直链淀粉的溶解度随温度升高的变化不大。支链淀粉不溶于水,而在 50~60"C的热水中,支链淀粉分子中各支链的相互作用大于水分子对分子链的作用。所以此温度下,支链淀粉是不溶于水的,但能在水中胀大而湿润。当温度升高100℃时,水的渗透作用加快,支链间的作用力减弱而与水分子的作用增强,支链淀粉开始溶解于水,形成非常粘滞的液体。当温度继续上升到 120"C时,支链淀粉的溶解度加大。
淀粉在水中的溶解过程中,粘度是不断变化的。当淀粉颗粒开始溶解时,粘度逐渐增加,达到最大限度后,随着温度的继续上升,粘度下降。当温度降低后,粘度又开始增加。直链淀粉的颗粒小,晶体结构紧密。分子中氢链缔合程度大,水分子不易钻入微晶束内折散全部氢键; 也就是说直链淀粉分子中很多极性基因仍是相互作用在一起,而没有和水分子形成作用力。所以直链淀粉在温水中能溶于水,而粘度却没有支链淀粉的大。
(3) 与碘的显色作用
碘遇淀粉溶液即有蓝色或深蓝色出现,这是检验淀粉的灵敏而有效的方法。淀粉与碘溶液接触后,可以显示蓝色或深蓝色。这种显色原理一般认为是由于淀粉分子具有螺旋状的卷曲结构,能使淀粉与碘形成淀粉一碘的复合物,因而显示颜色。
淀粉与碘的显色反应,呈现的颜色深浅与淀粉分子中多苷键的长度(亦即聚合度)有关。淀粉多苷键的长度与颜色的关系如表1.2所示。