第八讲--淀粉及其衍生物课件.ppt

第四章第四章 药用天然高分子材料药用天然高分子材料本章内容第一节第一节 淀粉及其衍生物淀粉及其衍生物第二节第二节 纤维素纤维素第三节第三节 纤维素衍生物纤维素衍生物第四节第四节 药用纤维素衍生物各论药用纤维素衍生物各论第五节第五节 其他天然药用高分子材料其他天然药用高分子材料第一节第一节 淀粉及其衍生物淀粉及其衍生物淀粉淀粉糊精和麦芽糖糊精糊精和麦芽糖糊精预胶化淀粉预胶化淀粉羧甲淀粉钠羧甲淀粉钠羟丙淀粉羟丙淀粉本节要求本节要求掌掌握握淀淀粉粉、糊糊精精、预预胶胶化化淀淀粉粉的的性性质质及及其其在制剂中的用途在制剂中的用途熟熟悉悉淀淀粉粉、糊糊精精、预预胶胶化化淀淀粉粉、羧羧甲甲基基淀淀粉钠的来源、制法粉钠的来源、制法了了解解淀淀粉粉、羧羧甲甲基基淀淀粉粉钠钠的的化化学学结结构构，糊糊精、预胶化淀粉、羟丙基淀粉精、预胶化淀粉、羟丙基淀粉一、淀粉和氧化淀粉一、淀粉和氧化淀粉（一）淀粉（一）淀粉 1.1.来源与制法来源与制法 淀粉淀粉(starch)(starch)广泛存在于绿色植物的须根和种广泛存在于绿色植物的须根和种子中，根据植物种类、部位、含量不同，各以特有子中，根据植物种类、部位、含量不同，各以特有形状的淀粉粒而存在。

在玉米、麦和米中，约含淀形状的淀粉粒而存在在玉米、麦和米中，约含淀粉粉75%75%以上，马铃薯、甘薯和许多豆类中淀粉含量也以上，马铃薯、甘薯和许多豆类中淀粉含量也很多如如:大米约大米约80%80%；小麦约；小麦约70%70%；马铃薯约；马铃薯约2020 薏米淀粉颗粒结构薏米淀粉颗粒结构大米淀粉颗粒结构大米淀粉颗粒结构来源来源淀粉含量淀粉含量 品种品种淀粉含量淀粉含量糙米糙米73%豌豆豌豆58%高梁高梁70%蚕豆蚕豆49%燕麦面燕麦面 67%荞麦面荞麦面 40%小麦小麦66%甘薯甘薯19%大麦大麦60%马铃薯马铃薯 16%谷子谷子60%药用淀粉多以玉米淀粉为主，药用淀粉多以玉米淀粉为主，中国是玉中国是玉米生产大国，年产量米生产大国，年产量650650万吨以上，我国药用万吨以上，我国药用淀粉年产量在万吨以上，尤其是近年来，在淀粉年产量在万吨以上，尤其是近年来，在引进国外先进设备的基础上，大大提高了麸引进国外先进设备的基础上，大大提高了麸质分离和精制工序的效率，使淀粉质量有进质分离和精制工序的效率，使淀粉质量有进一步提高一步提高近年来，由于化学合成辅料的问世，出近年来，由于化学合成辅料的问世，出现了新辅料部分取代药用淀粉的趋势，但淀现了新辅料部分取代药用淀粉的趋势，但淀粉目前仍然是主要的药用辅料，因为它具有粉目前仍然是主要的药用辅料，因为它具有许多独特的优点。

如无毒无味，价格低廉，许多独特的优点如无毒无味，价格低廉，来源广泛，供应十分稳定故迄今为止，仍来源广泛，供应十分稳定故迄今为止，仍不失为最基本的药用辅料之一不失为最基本的药用辅料之一淀粉的生产主要是物理过程，其工艺过程淀粉的生产主要是物理过程，其工艺过程有以下几部分有以下几部分:(1)(1)原料预处理：原料预处理：将玉米筛选，风力除尘，水将玉米筛选，风力除尘，水洗，磁力吸铁，除去机械性杂质洗，磁力吸铁，除去机械性杂质2)(2)浸泡：浸泡：用用0.25%-0.30%0.25%-0.30%的亚硫酸，于的亚硫酸，于48-48-5050将玉米浸泡将玉米浸泡2 2天以上，使玉米软化并除去天以上，使玉米软化并除去可溶性杂质可溶性杂质3)(3)粗破碎：粗破碎：将脱胚机使玉米破碎成将脱胚机使玉米破碎成10-1210-12瓣，瓣，但不能损坏胚芽，用分离器分离去胚芽但不能损坏胚芽，用分离器分离去胚芽4)(4)细研磨：细研磨：将玉蜀黍稀浆用锤式粉碎机及金将玉蜀黍稀浆用锤式粉碎机及金刚砂磨进行细研磨，用曲筛、转筒等设备过筛，刚砂磨进行细研磨，用曲筛、转筒等设备过筛，得粗淀粉乳得粗淀粉乳5)(5)分离、脱水、干燥：分离、脱水、干燥：将粗淀粉乳经细斜槽将粗淀粉乳经细斜槽和真空吸滤器分离去蛋白质，于低压低温干燥和真空吸滤器分离去蛋白质，于低压低温干燥1-1.5h1-1.5h，经粉碎过筛可得水分在，经粉碎过筛可得水分在13%13%的淀粉。

的淀粉2.化学结构化学结构淀粉是天然存在的糖类，它是由两种多糖分子组淀粉是天然存在的糖类，它是由两种多糖分子组成，一为直链淀粉成，一为直链淀粉(amylose)，一为支链淀粉，一为支链淀粉(amylopectin)，它们的结构单元是，它们的结构单元是D-吡喃环形葡萄吡喃环形葡萄糖：糖：淀粉是由许多葡萄糖分子脱水缩聚而成的高分淀粉是由许多葡萄糖分子脱水缩聚而成的高分子化合物子化合物是以是以-1-1，4 4苷键苷键连接的葡萄糖单元，分连接的葡萄糖单元，分子量为子量为3.2l03.2l04 4-1.61O-1.61O5 5，此值相当于，此值相当于聚合度聚合度n n为为200-980200-980，直链淀粉由于分子，直链淀粉由于分子内氢键作用，链卷曲成螺旋形，每个螺内氢键作用，链卷曲成螺旋形，每个螺旋圈大约有旋圈大约有6 6个葡萄糖单元个葡萄糖单元直链淀粉直链淀粉支链淀粉支链淀粉是由是由D-D-葡萄糖聚合而成的分支状淀粉，葡萄糖聚合而成的分支状淀粉，其直链部分也为其直链部分也为-1-1，4 4苷键苷键，而分支处，而分支处则为则为-1-1，6 6苷键苷键，支链淀粉的分子量较，支链淀粉的分子量较大，根据分支程度的不同，平均分子量大，根据分支程度的不同，平均分子量范围在范围在10001000万万-2-2亿，相当于聚合度为亿，相当于聚合度为5 5万万-100-100万，一般认为每隔万，一般认为每隔1515个单元，就有个单元，就有一个一个-1-1，6 6苷键接出的分支。

支链淀粉苷键接出的分支支链淀粉分子的形状如高粱穗，小分支极多，估分子的形状如高粱穗，小分支极多，估计至少在计至少在5050个以上1,4-苷苷键键直链淀粉直链淀粉由于分子内氢键作用，由于分子内氢键作用，直链淀粉的螺旋形结构直链淀粉的螺旋形结构-1,6苷苷键键-1,4-苷键苷键支链淀粉支链淀粉支链淀粉构象示意图支链淀粉构象示意图 淀粉组成：淀粉组成：直链淀粉约占直链淀粉约占20%-25%20%-25%，支链淀粉约占，支链淀粉约占75%-85%75%-85%，与植物种类、品种、生长时期相关与植物种类、品种、生长时期相关淀粉改性淀粉改性淀粉中葡萄糖单元的醇基淀粉中葡萄糖单元的醇基:仲醇、伯醇、缩醛羟基，与一仲醇、伯醇、缩醛羟基，与一般醇类般醇类(如甲醇，乙醇如甲醇，乙醇)一样能进行一样能进行酯化或醚化反应酯化或醚化反应将淀粉改性为：醋酸酯、丙酸酯、丁酸酯、琥珀酸酯、将淀粉改性为：醋酸酯、丙酸酯、丁酸酯、琥珀酸酯、油酸酯，甲基丙烯酸酯和乙基醚，氰乙基醚，羟丙基醚油酸酯，甲基丙烯酸酯和乙基醚，氰乙基醚，羟丙基醚等衍生物等衍生物在医药领域应用远不如纤维素衍生物在医药领域应用远不如纤维素衍生物1.1.形态与物理常数形态与物理常数2.2.淀粉的溶解性、淀粉的溶解性、含水量与含水量与氢键作用力氢键作用力3.3.淀粉的吸湿与淀粉的吸湿与解吸解吸4.4.淀粉的水化、淀粉的水化、膨胀、糊化膨胀、糊化5.5.淀粉的回升淀粉的回升（老化、凝沉（老化、凝沉 ）3.3.性质性质玉米淀粉为玉米淀粉为白色结晶粉末白色结晶粉末，显微镜下观察其颗粒，显微镜下观察其颗粒呈球状或多角形呈球状或多角形，平均粒径为，平均粒径为10-15m10-15m堆密度堆密度0.462 g/ml0.462 g/ml，实密度为，实密度为0.658 g/ml0.658 g/ml比表面积比表面积0.6-0.72 m0.6-0.72 m2 2/g/g，吸水后体积增加，吸水后体积增加78%78%流动性不良，流动速度为流动性不良，流动速度为10.8-11.7g/s10.8-11.7g/s。

淀粉在淀粉在干燥处且不受热时，性质稳定干燥处且不受热时，性质稳定1.1.形态与物理常数形态与物理常数2.2.淀粉的溶解性、淀粉的溶解性、含水量与含水量与氢键作用力氢键作用力3.3.淀粉的吸湿与淀粉的吸湿与解吸解吸4.4.淀粉的水化、淀粉的水化、膨胀、糊化膨胀、糊化5.5.淀粉的回升淀粉的回升（老化、凝沉（老化、凝沉 ）溶解性溶解性 淀粉的表面由于其葡萄糖单元的羟基排列于淀粉的表面由于其葡萄糖单元的羟基排列于内侧，故呈微弱的亲水性并内侧，故呈微弱的亲水性并能分散于水能分散于水，2%2%的水的水混合液混合液pHpH为为5.5-6.55.5-6.5，与水的接触角为，与水的接触角为80.5-80.5-85.085.0，淀粉，淀粉不溶于冷水、乙醇、乙醚不溶于冷水、乙醇、乙醚不溶于冷水不溶于冷水不溶于冷水不溶于冷水淀粉制造工业的理论基础淀粉制造工业的理论基础淀粉制造工业的理论基础淀粉制造工业的理论基础所谓水磨法，就是利用这一性质先将原料打碎所谓水磨法，就是利用这一性质先将原料打碎所谓水磨法，就是利用这一性质先将原料打碎所谓水磨法，就是利用这一性质先将原料打碎成糊成糊成糊成糊(若原料为玉米一类籽粒粮则必须先行浸泡，然若原料为玉米一类籽粒粮则必须先行浸泡，然若原料为玉米一类籽粒粮则必须先行浸泡，然若原料为玉米一类籽粒粮则必须先行浸泡，然后湿磨破坏组织，使其成糊后湿磨破坏组织，使其成糊后湿磨破坏组织，使其成糊后湿磨破坏组织，使其成糊)，除去蛋白质及其它杂，除去蛋白质及其它杂，除去蛋白质及其它杂，除去蛋白质及其它杂质，再使淀粉在水中沉淀析出。

质，再使淀粉在水中沉淀析出质，再使淀粉在水中沉淀析出质，再使淀粉在水中沉淀析出直链淀粉溶于热水直链淀粉溶于热水直链淀粉溶于热水直链淀粉溶于热水（60-8060-80度），度），度），度），支链淀粉不可支链淀粉不可支链淀粉不可支链淀粉不可溶溶溶溶可用于分离二者）可用于分离二者）可用于分离二者）可用于分离二者）含水量含水量 在常温、常压下，淀粉有一定的平衡水分，在常温、常压下，淀粉有一定的平衡水分，谷类淀粉为谷类淀粉为10-12%10-12%，薯类为，薯类为17-18%17-18%尽管淀粉含尽管淀粉含有如此高的水分，但却不显示潮湿而呈干燥的粉有如此高的水分，但却不显示潮湿而呈干燥的粉末状，这主要是淀粉中的葡萄糖单元存在的众多末状，这主要是淀粉中的葡萄糖单元存在的众多醇羟基与水分子相互作用形成氢键的缘故醇羟基与水分子相互作用形成氢键的缘故氢键氢键 不同淀粉的含水量存在差异，这是由于淀粉不同淀粉的含水量存在差异，这是由于淀粉分之中羟基自行缔合及与水缔合程度不同所致，分之中羟基自行缔合及与水缔合程度不同所致，例如：玉米淀粉分子中的羟基比马铃薯淀粉例如：玉米淀粉分子中的羟基比马铃薯淀粉分子中能够与水分子形成缔合氢键的游离羟基数分子中能够与水分子形成缔合氢键的游离羟基数目相对较少，因而含水量较低。

目相对较少，因而含水量较低1.1.形态与物理常数形态与物理常数2.2.淀粉的溶解性、淀粉的溶解性、含水量与含水量与氢键作用力氢键作用力3.3.淀粉的吸湿与淀粉的吸湿与解吸解吸4.4.淀粉的水化、淀粉的水化、膨胀、糊化膨胀、糊化5.5.淀粉的回升淀粉的回升（老化、凝沉（老化、凝沉 ）吸湿吸湿淀粉吸湿性很强，淀粉中含水量受空气湿度和温淀粉吸湿性很强，淀粉中含水量受空气湿度和温度的影响度的影响阴雨天，空气相对湿度较高，淀粉中的含水量增加阴雨天，空气相对湿度较高，淀粉中的含水量增加天气干燥，则淀粉含水量减少天气干燥，则淀粉含水量减少一定相对湿度和温度条件下，淀粉吸收水分与释一定相对湿度和温度条件下，淀粉吸收水分与释放水分达到平衡，此时所含水分称为放水分达到平衡，此时所含水分称为平衡水分平衡水分在常温常压下，谷类淀粉的平衡水分为在常温常压下，谷类淀粉的平衡水分为10-12%10-12%，薯类为，薯类为17-18%17-18%用做稀释剂的淀粉和崩解剂的淀粉，宜用平衡水分下的用做稀释剂的淀粉和崩解剂的淀粉，宜用平衡水分下的玉米淀粉玉米淀粉解吸解吸 淀粉中存在的水，分为自由。