淀粉的溶解特性常用吸水率、溶解度、溶解率和膨胀度（膨润力）来表示。膨胀度为湿淀粉重量与起始淀粉重量的比值。稻米淀粉的水吸收率和溶解度在60～80℃缓缓上升，在90～95℃急剧上升。在60～80℃热水中，天然淀粉粒由于氢键的断裂，晶体结构被破坏，水分子通过氢键连接到直链淀粉和支链淀粉暴露的羟基基团上，这会引起膨胀和溶解。纯直链淀粉与支链淀粉在水中分散性能不同，可从它们的分子结构与性质的关系来解释。......
2023-06-20
淀粉的晶体特性及其影响因素
【摘要】：淀粉的晶体性质与植物生长过程中基因控制和气候条件有关，支链淀粉分子的分支形式影响淀粉的结晶和晶体形式。目前一般用X-射线衍射来揭示淀粉颗粒的晶体结构及其特征，同大多数禾谷类淀粉一样，稻米淀粉显示A型衍射图谱。在天然的稻米淀粉颗粒中，直链淀粉不能形成结晶，而是以单螺旋结构渗入到支链淀粉分子中，形成疏密相间的晶体区和非晶体区，支链淀粉通常被认为在淀粉晶体区中起到框架作用。
在淀粉粒晶体片层中，支链淀粉分子的外侧链和部分直链淀粉分子之间能够形成双螺旋结构，再按照一定的规律排列组合，就构成了晶体结构。
淀粉的晶体性质与植物生长过程中基因控制和气候条件有关，支链淀粉分子的分支形式影响淀粉的结晶和晶体形式。然而植物生长过程中温度和水解条件也会引起晶体形式的变化，通常相对结晶度是评价淀粉结晶程度的主要指标，用晶体区面积与晶体区、非晶体区的面积和之比表示。
目前一般用X-射线衍射来揭示淀粉颗粒的晶体结构及其特征，同大多数禾谷类淀粉一样，稻米淀粉显示A型衍射图谱。不同类型和品种的稻米，相对结晶度不同。根据赵思明等（2002年）研究发现，3种不同类型的大米淀粉具有相似的 X-射线衍射图样（图4-4），且它们的晶体结构类型同大多数禾谷类淀粉一样，显示A型衍射图谱（A型主要是谷类淀粉，B 型主要是块茎和基因修饰玉米淀粉，C型主要是块根和豆类淀粉）。稻米淀粉的结晶度可以通过用计算机分析 X-射线衍射图谱上结晶区所对应的面积占总面积的比例来确定。3 种大米淀粉的结晶度分别为28.95%（籼米）、39.44%（粳米）和36.36%（糯米），其中籼米淀粉的结晶度较低，而粳米较高。
图4-4 天然稻米淀粉的 X-衍射图谱
Hizukuri（1986年）首次提出了支链淀粉的“簇型结构”（图4-5），稻米淀粉颗粒的结晶区是由支链淀粉的侧链簇组成的，结晶区之间通过C链和长B链相连，而侧链簇与侧链簇之间为非结晶区。Dang等（2003年）用原子能显微镜（AFM）观察稻米淀粉颗粒发现，每一个单元簇为长10 nm×宽10 nm，构成结晶区；簇间距离为4 nm，也就是有4 nm宽的非结晶区。我们在光学显微镜下观察，也可看到淀粉粒是由晶体区和非晶体区交替排列的生长环组成，它们从淀粉的脐点同位生长，呈辐射状排列。通过碘-碘化钾染色发现，直链淀粉分子位于淀粉粒的核心部分，支链淀粉位于淀粉粒的外围。在天然的稻米淀粉颗粒中，直链淀粉不能形成结晶，而是以单螺旋结构渗入到支链淀粉分子中，形成疏密相间的晶体区和非晶体区，支链淀粉通常被认为在淀粉晶体区中起到框架作用。
图4-5 支链淀粉双螺旋链与直链淀粉形成的晶体结构机制（Jenkins and Donald，1995年）
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2023-06-20
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2023-06-20
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2023-07-02
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2023-06-20
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