澱粉水解
澱粉水解
澱粉為高分子化合物，一定條件下可以水解，可加入稀硫酸或加熱。澱粉是一種重要的多糖，是一種相對分子量很大的天然高分子化合物。雖屬糖類，但本身沒有甜味，是一種白色粉末，不溶於冷水。在熱水裡澱粉顆粒會膨脹，有一部分澱粉溶解在水裡，另一部分懸浮在水裡，形成膠狀澱粉糊。澱粉進入人體后，一部分澱粉受唾液所含澱粉酶的催化作用，發生水解反應，生成麥芽糖；餘下的澱粉在小腸里胰臟分泌出的澱粉酶的作用下，繼續進行水解，生成麥芽糖。麥芽糖在腸液中麥芽糖酶的催化下，水解為人體可吸收的葡萄糖，供人體組織的營養需要。方程式：(C6H10O5)n+（n-1）H2O→nC6H12O6。
設計實驗方案，實驗澱粉能不能水解，水解的條件和產物是什麼？怎樣判斷澱粉是否水解了？
澱粉、水、碘溶液、20%的硫酸、10%氫氧化鈉、2%的硫酸銅、酒精燈、試管夾、試管等。
1、在試管1中加入0.5g澱粉和4ml水，在試管2中加入0.5g澱粉和4ml 20%的硫酸溶液。分別加熱試管3~4min。
2、把試管2中的一部分溶液倒入試管3中，留作下一步實驗用。
3、向試管1和試管2中加入幾滴碘溶液，觀察現象。發現試管1的溶液呈藍色（澱粉遇碘變成藍色），試管2無明顯現象。
4、向試管3中滴入10%的氫氧化鈉溶液，調溶液pH值約為9~10。
5、另取一隻試管4加入3ml氫氧化鈉溶液，並向其中滴入4滴2%的硫酸銅溶液，立即有藍色的氫氧化銅沉澱生成。再取試管3中的水解液1ml滴入，振蕩混合均勻后，用酒精燈加熱煮沸，溶液顏色常有藍色——黃色——綠色（黃藍兩色混合）——紅色等一系列變化。最終有紅色沉澱生成。原因是氫氧化銅被還原生成紅色難溶於水的氧化亞銅。實驗結論：澱粉在酸的催化作用下，能發生水解；澱粉的水解過程：先生成分子量較小的糊精（澱粉不完全水解的產物），糊精繼續水解生成麥芽糖，最終水解產物是葡萄糖。
澱粉水解的中間產物糊精（有分子量較大的紅糊精和分子量較小的白糊精），對碘反應的顏色變化是：紫色—棕色—黃色，若澱粉水解不徹底，也會有不同的顏色出現。
1、試管1為什麼變成了藍色？試管2為什麼無明顯現象？為什麼？（試管1中的澱粉未水解，澱粉遇碘變成藍色；試管2中澱粉在酸的催化作用下水解了，所以無明顯現象；不同現象的原因是：澱粉在酸性條件並加熱的條件下發生了水解反應。）
2、如何驗證澱粉沒有還原性？（提示：不能發生銀鏡反應或者不能還原氫氧化銅）
3、實驗延伸設計：如何驗證唾液酶對澱粉水解的催化作用？（注意事項：用唾液作催化劑水解澱粉時，溫度不得超過45℃，因為溫度過高，唾液酶易失去活性，最適宜的溫度是37—40℃。）某些細菌能夠分泌澱粉酶（胞外酶），將澱粉水解為麥芽糖和葡萄糖，再被細菌吸收利用。澱粉被水解后遇碘不再變藍色。
（1）將裝有澱粉培養基的錐形瓶置於沸水浴中融化，然後取出冷卻至50℃左右，即傾入培養皿中，待凝固后製成平板。
（3）將接完種的平板倒置於37℃恆溫箱中，培養24h。
1、酸解法
以酸（無機酸或有機酸）為催化劑，在高溫高壓下將澱粉水解轉化為葡萄糖的方法。
優點：
生產簡易，由澱粉逐步水解為葡萄糖的整個化學反應過程，僅在一個高壓容器內進行，水解時間短，設備生產能力大。
如採用10oBe`濃度澱粉，在0.294 Mpa壓力下需20min；在0.343 Mpa壓力下僅需7-10min
缺點：
1）由於水解作用是在高溫高壓條件下進行的，要求設備耐腐蝕、耐高溫、高壓；
2）在酸水解過程中，除了澱粉的水解反應外，尚有副反應的發生，將造成澱粉的利用率降低；
3）酸水解法對澱粉原料要求嚴格，顆粒大小均勻，澱粉濃度不宜過高
2、酶解法（雙酶水解法）
酶解法是用澱粉酶將澱粉水解為葡萄糖。
酶解法可分兩步：
第一步：利用-澱粉酶將澱粉轉化為糊精和低聚糖，使澱粉的可溶性增加，此過程稱“液化”；
如採用BF7658菌的-澱粉酶，反應溫度在85-90°C，pH6.0-7.0；用糖化酶，反應溫度50-60 °C， pH3.5-5.0
第二步：利用糖化酶將糊精或低聚糖進一步水解，轉變為葡萄糖，此過程稱“糖化”。
“液化”和“糖化”都是在酶作用下完成的，故得名。
酸解法一般10-12°Be` （含澱粉18-20%）
雙酶法一般20-23°Be` （含澱粉34-40%）
3、酸酶結合法
酸酶法
有些澱粉，如玉米、小麥等穀類澱粉，澱粉顆粒堅實，如用-澱粉酶液化，在短時間內，液化反應往往不徹底；
可採用酸將澱粉水解至葡萄糖值10-15，然後將水解液降溫、中和，加入糖化酶進行糖化。
葡萄糖值（DE值; dextrose equivalent value ）—— 指葡萄糖糖（所有測定的還原糖都當作葡萄糖）占干物質的百分率，用於表示澱粉水解程度及糖化程度。
基本信息
- 中文名
- 澱粉水解
- 分類
- 化學工程名