农药剂型博客

  一．淀粉的物理性质
1.颗粒：淀粉呈白色粉末状，在显微镜下观察是形状和大小各不相同的透明小颗粒，1kg玉米淀粉大约有17000亿个颗粒。淀粉颗粒形状基本是圆形、椭圆形和多角形。玉米淀粉的颗粒为圆形和多角形居多，椭圆形较少，故用显微镜大致可以将淀粉种类鉴别出来。不同品种的淀粉颗粒大小不同，差别很大，同一种淀粉颗粒大小也不均匀，并且相差很多，玉米淀粉最小颗粒约5微米，最大颗粒约26微米，平均为15微米。
玉米淀粉在偏光显微镜下观察，淀粉颗粒呈现黑色十字，玉米淀粉十字交叉点在淀粉颗的中心。
2.水分含量
淀粉含有相当高的水分，玉米淀粉在一般情况下含水份约为12%，含有的水是通过淀粉中的羟基和水分子形成氢键，可以容纳大量的水，因此淀粉含有大量水份，仍呈干燥状态。不同品种淀粉的水分含量有差别，是由于羟基自行结合和水分子结合成氢键的结合程度不同的缘故。
淀粉的水分含量受周围空气湿度的影响，空气湿度大，淀粉吸收空气中的水汽使水分含量增高，在干燥的天气湿度小，淀粉散失水分，使水分含量低。随温度升高，湿度降低含水减少。
3 .糊化：淀粉混于冷水中，经搅拌成乳状悬浮液，称之为淀粉乳，若停止搅拌，则淀粉乳慢慢下沉，经过一段时间后，淀粉乳产生沉淀，因淀粉不溶于冷水，同时它的比重大于水的比重，淀粉的比重约为1.6。若将淀粉乳加热到一定温度，淀粉乳中的淀粉颗粒开始膨胀，偏光十字消失。温度继续升高时，淀粉颗粒继续膨胀，可达原体积的几倍到几十倍。由于颗粒的膨胀，晶体结构消失，体积胀大，互相接触，变成粘稠状液体，此时停止搅拌，淀粉也不会沉淀，这种现象称为“糊化”，生成粘稠体称为淀粉糊，发生糊化时的温度称为糊化温度。玉米淀粉乳的糊化温度为64-72℃，开始的温度为64℃，完成糊化的温度为72℃。淀粉颗粒大小的不同，其糊化的难易也不同，较大的淀粉颗粒容易糊化，较小的颗粒糊化困难，不能糊化的颗粒称为糊精，不溶于水，也不溶于酒精，称之为醇不溶物。
二.淀粉的化学结构
淀粉的分子式，经过长期大量的研究证明为[C6H10O5]n,淀粉分子的化学结构通过现代的若干新的分析方法和分离方法的测定，确定淀粉是葡萄糖组成的多糖。组成淀粉的葡萄糖单位是α-D-六环葡萄糖。主要是由α-1，4键结合而成。
淀粉是由直链淀粉和支链淀粉两种分子结构混合组成
1、直链淀粉：直链淀粉是指葡萄糖单位按直链形式连接的线性淀粉分子。每个葡萄糖单位匀以α-1，4键连接成直链状的大分子。直链淀粉分子大小差别很大，聚合的葡萄糖单位数目约在100-6000之间。一般为300-800个，同一品种淀粉中的直链淀粉在分子大小方面也有很大差别，不同品种之间的差别更大。
直链淀粉溶液如果遇碘立即呈现蓝色反应，生产中即利用这一特性来鉴别淀粉的存在与否。但是若加热淀粉至70℃这种蓝色反应消失，冷却后又重现蓝色。因此可知这种反应并非化学反应，而是一种物理现象。直链淀粉分子以每6-8个葡萄糖单位形成一圈呈螺旋形状，碘分子被吸于线圈中央。吸附碘分子的显色反应与直链淀粉分子大小有关。直链淀粉分子聚合的葡萄糖单位个数在30-35以上的才能呈现蓝色，聚合度8-12的遇碘变红色，聚合度4-6的遇碘不变色，生产中常用淀粉遇碘变色的反应判断DE值，称之为碘反应或碘试，在液化后测试，方法为：取保温一定时间的液化液适量，降温50℃以下，加0.02N碘液1-2滴，观察所呈现的颜色判断液化液的DE值。
直链淀粉的凝沉性较强，凝沉能使淀粉溶液变浑，出现白色沉淀，粘性下降，这是一个从溶解或水合状态向不可溶状态转化的过程。在这一过程中，淀粉回复到本来状态，但是却不能恢复其原有特性，及晶状结构，因此我们称之为回生（老化）温度在4℃时是回生的最佳温度，到50℃时回生停止，直链淀粉易于回生，支链淀粉不回生。回生的淀粉不溶于水，难于被淀粉酶所分解，遇碘也不变蓝色，给液化带来困难。回生速度和产生回生的程度受直链淀粉分子大小 、PH值、温度和盐类等因素的影响。大分子、浓度低、PH值低、温度低时均易产生回生现象，在生产中应加以注意。物别是酶法制造淀粉糖，若出现淀粉乳液化困难、糖液过滤困难等情况，皆主要由产生回生现象而引起的。

  淀粉是葡萄糖的高聚体，水解到二糖阶段为麦芽糖，完全水解后得到葡萄糖。淀粉有直链淀粉和支链淀粉两类。直链淀粉含几百个葡萄糖单元，支链淀粉含几千个葡萄糖单元。在天然淀粉中直链的约占22％～26％，它是可溶性的，其余的则为支链淀粉。当用碘溶液进行检测时，直链淀粉液呈显蓝色，而支链淀粉与碘接触时则变为红棕色。

    淀粉有直链淀粉和支链淀粉两类。直链淀粉含几百个葡萄糖单元，支链淀粉含几千个葡萄糖单元。在天然淀粉中直链的占20%～26%，它是可溶性的，其余的则为支链淀粉。当用碘溶液进行检测时，直链淀粉液呈显蓝色，而支链淀粉与碘接触时则变为红棕色。（原因是：具有长螺旋段的直链淀粉可与长链的聚I3 － 形成复合物并产生蓝色。直链淀粉－碘复合物含有19%的碘。支链淀粉与碘复合生成微红－紫红色，这是因为支链淀粉的支链对于形成长链的聚I 3 － 而言是太短了。）

     淀粉是淀粉中含有两个以上性质不同的组成成分，能够溶解于热水的可溶性淀粉，叫直链淀粉;只能在热水中膨胀，不溶于热水的就叫支链淀粉。
    淀粉不溶于冷水.但和水共同加热至沸点，就会形成糊浆状。俗称浆糊.这又叫淀粉的糊化，具有胶猫性。这种胶钻性遇冷水产生胶凝作用。

     植物体中贮存的养分，存在于种子和块茎中，各类植物中的淀粉含量都较高，大米中含淀粉62％～86％，麦子中含淀粉57％～75％，玉蜀黍中含淀粉65％～72％，马铃薯中则含淀粉12％～14％。淀粉是食物的重要组成部分，咀嚼米饭等时感到有些甜味，这是因为唾液中的淀粉酶将淀粉水解成了单糖。

淀粉中的水分问题：

淀粉的种类

勾芡用的淀粉，又叫做团粉，是由多个葡萄糖分子缩合而成的多糖聚合物。烹调用的淀粉，主要有绿豆淀粉、马铃薯淀粉、麦类淀粉、菱角淀粉、藕淀粉、玉米淀粉等。淀粉不溶于水，在和水加热至60℃时，则糊化成胶体溶液。勾芡就是利用淀粉的这种特性。

淀粉的改性

淀粉可以在稀酸（如稀硫酸）（需要加热）或酶的催化下水解：(C6H10O5)n(淀粉)+nH2O→nC6H12O6(葡萄糖)。
预糊化

预糊化淀粉是一种加工简单，用途广泛的变性淀粉，应用时只要用冷水调成糊，免除了加热糊化的麻烦。广泛应用与医药、食品、化妆品、饲料、石油钻井、金属铸造、纺织、造纸等很多行业。
淀粉的糊化：淀粉粒在适当温度下（各种来源的淀粉所需温度不同，一般60~80℃）在水中溶胀、分裂、形成均匀糊状溶液的作用称为糊化作用。糊化作用的本质是淀粉粒中有序及无序（晶质与非晶质）态的淀粉分子之间的氢键断开，分散在水中成为胶体溶液。
糊化作用的过程可分为三个阶段：（1）可逆吸水阶段，水分进入淀粉粒的非晶质部分，体积略有膨胀，此时冷却干燥，颗粒可以复原，双折射现象不变；（2）不可逆吸水阶段，随着温度升高，水分进入淀粉微晶间隙，不可逆地大量吸水，双折射现象逐渐模糊以至消失，亦称结晶“溶解”， 淀粉粒胀至原始体积的50~100倍；（3）淀粉粒最后解体，淀粉分子全部进入溶液。
糊化后的淀粉又称为α-化淀粉。将新鲜制备的糊化淀粉浆脱水干燥，可得易分散与凉水的无定形粉末，即“可溶性α-淀粉”。

三、酸变性淀粉

在糊化温度以下，用无机酸处理淀粉，改变其性质的产品称为酸变性淀粉。
反应机理：在用酸处理淀粉的过程中，酸作用于糖苷键使淀粉分子水解，淀粉分子变小。淀粉颗粒是由直链淀粉和支链淀粉组成，前者具有α-1，4键，后者除α-1，4键，还有少量α-1，6键，这两种糖苷键被酸水解的难易存在差别。由于淀粉颗粒结晶结构的影响，直链淀粉分子间经由氢键结合成晶态结构，酸渗入困难，其α-1，4键不易被酸水解。而颗粒中无定形区域的支链淀粉分子的α-1，4键、α-1，6键较易被酸渗入，发生水解。
工艺与原理：通常制取酸变性淀粉是使用浓淀粉淤浆，含固量约为36%~40%，加热到糊化温度之下（常为40~60℃），加入无机酸并搅拌一个小时或几个小时。当达到所要求的酸度或转化度时，
氧化

许多试剂都能氧化淀粉，但是工业生产中最常用的是碱性次氯酸盐。用次氯酸盐氧化的淀粉被称为“氯化淀粉”（虽然处理中并没有把氯引进淀粉分子内）。
淀粉乳浆的次氯酸盐氧化是在碱性次氯酸钠溶液中进行的，此时需要控制pH、温度和次氯酸盐、碱和淀粉的浓度。用约3%的氢氧化钠溶液调节pH至8~10，在规定时间内添加有效氯5~10%的次氯酸盐溶液。用添加氢氧化钠稀溶液的方法来控制pH，并中和反应中生成的酸性物质。改变时间、温度、pH值、淀粉品种、次氯酸盐浓度和次氯酸盐添加速度，能够生产出多种不同的产品。当氧化反应达到要求程度时，将pH降至5~7，加入亚硫酸氢钠溶液或二氧化硫气体以除去其中多余的氯来终止反应。
变性淀粉的分类
变性淀粉的品种、规格达两千多种，变性淀粉的分类一般是根据处理方式来进行。
(1)物理变性：预糊化(α-化)淀粉、γ射线、超高频辐射处理淀粉、机械研磨处理淀粉、湿热处理淀粉等。
(2)化学变性：用各种化学试剂处理得到的变性淀粉。其中有两大类：一类是使淀粉分子量下降，如酸解淀粉、氧化淀粉、焙烤糊精等；另一类是使淀粉分子量增加，如交联淀粉、酯化淀粉、醚化淀粉、接枝淀粉等。
(3)酶法变性(生物改性)：各种酶处理淀粉。如α、β、γ-环状糊精、麦芽糊精、直链淀粉等。
(4)复合变性：采用两种以上处理方法得到的变性淀粉。如氧化交联淀粉、交联酯化淀粉等。采用复合变性得到的变性淀粉具有两种变性淀粉的各自优点。
另外，变性淀粉还可按生产工艺路线进行分类，有干法（如磷酸酯淀粉、酸解淀粉、阳离子淀粉、羧甲基淀粉等）、湿法、有机溶剂法（如羧基淀粉制备一般采用乙醇作溶剂）、挤压法和滚筒干燥法（如天然淀粉或变性淀粉为原料生产预糊化淀粉）等。

淀粉与糊精的区别：糊精是由淀粉制造而来，两者的区别是分子量不同，就像蛋白质与多肽的关系。

交联淀粉的概念是，淀粉的醇羟基与交联剂的多元官能团形成二醚键或二酯键，使两个或两个以上的淀粉分子之间“架桥”在一起，呈多维网络结构的反应，称为交联反应。
交联作用是指在分子之间架桥形成化学键，加强了分子之间氢键的作用。当交联淀粉在水中加热时，可以使氢键变弱甚至破坏，然而由于化学架桥的存在，淀粉的颗粒将不同程度地保持不变。
国内最常用的交联剂有：三偏磷酸钠、三聚磷酸钠、甲醛、三氯氧磷、环氧氯丙烷。
酸变性粉

酸变性淀粉引是指在糊化温度以下将天然淀粉用无机酸进行处理，改变其性质而得到的一类变性淀粉。通常制备酸变性淀粉的条件是：淀粉乳浓度为 36%～ 40%，温度低于糊化反应温度（35 ～ 60℃） ，反应时间为 0.5h 至数小时。当达到所需要的 粘度或转化度时，中和、过滤、洗涤、干燥即得产品。
酯化淀粉

酯化淀粉是指在糊化温度以下淀粉乳与有机酸酐（醋酸酐，丁二酸酐等）在一定条件下进行酯化反应而得到的一类变性淀粉。

总体来说，淀粉具有不溶于水、水中分散、60～70℃溶胀的特点。

四、工业淀粉的化学组成
由于工业淀粉生产是采用分离的方法，将原料中的非淀粉如纤维素、蛋白质、油脂、无机灰分、水溶杂质等分离出去得到淀粉。但由于分离工艺的不完善，不可能将杂质全部分离出去，故淀粉中还存在一定量的杂质，一般的工业淀粉组成为：
水份：11-14%
蛋白质<0.4%
可溶蛋白≤0.04%（0.02-0.026%）
脂肪≤0.15%
灰分≤0.12%
PH值 4.5-5.5
其中还有几项，但在生产中可不用考虑。
淀粉中的杂质主要影响糖化液的质量，淀粉中的蛋白质，不但中和酸，降低催化效率（酸法制糖）增长糖化时间，又能水解成氨基酸，与还原糖发生“美拉德”反应，生成黑色素，使产品色泽加深，增加精制困难。酶法生产时，酶中含有微量的蛋白酶，将蛋白质水解成氨基酸增加糖化颜色。脂肪能升高糊化温度，脂肪为疏水性物质，加热不会凝固，在碱性条件下加热皂化，其粘性很大，能阻止过滤物料的通过，同时不溶性淀粉颗粒是直链淀粉与脂肪酸生成的络合物，因而脂肪的危

五、淀粉在制剂中的作用：

常被用作稀释剂、粘合剂、崩解剂，并可用来制备糊精和淀粉浆。
1．用作稀释剂(Diluents)：稀释剂(或称为填充剂，Fil1ers)的主要作用是用来填充片剂的重量或体积，以便于制剂成型和分剂量，从而便于压片；常用的填充剂有淀粉类、糖类、纤维素类和无机盐类等。
    以淀粉作为稀释剂时，比较常用的是玉米淀粉，它的性质非常稳定，与大多数活性成分不起作用，价格也比较便宜，吸湿性小、外观色泽好，在实际生产中，常与可压性较好的糖粉、糊精混合使用，这是因为淀粉的可压性较差，若单独使用，会使压出的粒子过于松散。

2．用作粘合剂(Adhesives)：某些药物粉末本身不具有粘性或粘性较小，需要加入淀粉浆等粘性物质，才能使其粘合起来，这时所加入的粘性物质就称为粘合剂。
淀粉浆（俗称淀粉糊）是片剂中最常用的粘合剂，常用8%～15%的浓度，并以10%淀粉浆最为常用；若物料可压性较差，可再适当提高淀粉浆的浓度到20%，相反，也可适当降低淀粉浆的浓度，淀粉浆的制法主要有煮浆和冲浆两种方法，都是利用了淀粉能够糊化的性质。所谓糊化(Gelatinization)是指淀粉受热后形成均匀糊状物的现象(玉米淀粉完全糊化的温度是77℃)。糊化后，淀粉的粘度急剧增大，从而可以作为片剂的粘合剂使用。具体说来，冲浆是将淀粉混悬于少量(1～1.5倍)水中，然后根据浓度要求冲入一定量的沸水，不断搅拌糊化而成；煮浆是将淀粉混悬于全部量的水中，在夹层容器中加热并不断搅拌(不宜用直火加热，以免焦化)，直至糊化。因为淀粉价廉易得且粘合性良好，大多数选用淀粉浆这种粘合剂。