直鏈澱粉

amylose 系與支鏈澱粉一起構成澱粉粒的主要成分（一般佔20—25％），是吡喃葡萄糖僅以α-1，4-鍵連接的長鍵化合物，亦稱β-直鏈澱粉。在水中不膨脹而溶解，但與熱水不能形成典型的糊，冷卻時與碘呈藍色反應，分子量約5萬。從溶於溫水或稀酸的澱粉可溶部分加酒精沉澱而得到，其中也有極少的β-1，6-分支，在麥芽中的α-澱粉酶和β-澱粉酶（切斷α－1，4鍵）以及異澱粉酶的共同作用下，可完全水解至麥芽糖。

直鏈澱粉有極性即方向性，一端是1′端（還原端），另一端是4′端（非還原端），書寫結構時通常1′端放在右面，4′端在左面。直鏈澱粉的二級結構（指多糖鏈的摺疊方式）是一個左手螺旋，每圈螺旋含6個殘基，螺距0.8nm，直徑1.4nm 。

直鏈澱粉具有抗潤脹性，水溶性較差，不溶於脂肪；

直鏈澱粉不產生胰島素抗性；

直鏈澱粉糊化溫度較高，糯澱粉為73℃，而直鏈澱粉為81.35℃；

直鏈澱粉的成膜性和強度很好，粘附性和穩定性較支鏈澱粉差；

直鏈澱粉具有近似纖維的性能，用直鏈澱粉製成的薄膜，具有好的透明度、柔韌性、抗張強度和水不溶性，可應用於密封材料、包裝材料和耐水耐壓材料的生產。

玉米按用途分為飼料用玉米、澱粉發酵工業用玉米、口糧玉米、鮮食玉米、青貯玉米、爆粒玉米及其它類型?。

特用玉米是指普通玉米以外的各種玉米籽粒類型，種類很多，其中包括：甜玉米、糯玉米、爆裂玉米、高油玉米、優質蛋白玉米（高賴氨酸玉米）、高澱粉玉米、高直玉米等。

玉米是澱粉的主要產出物，不同玉米的品種其澱粉含量不同。根據輕工部頒布的澱粉玉米分級標準：一級為玉米籽粒中粗澱粉含量為75%以上，二級為72%以上，三級為69%以上。普通玉米澱粉是直鏈澱粉和支鏈澱粉的混合體，兩者所佔的比重分別大約為28%和72%。

高澱粉玉米根據其籽粒中所含澱粉的比例和結構分為：

a混合高澱粉玉米指玉米籽粒中粗澱粉含量在75%以上的玉米；

b高支鏈澱粉玉米玉米籽粒中幾乎含有100%的支鏈澱粉的類型叫高支鏈澱粉玉米(糯玉米或蠟質玉米)；

c高直鏈澱粉玉米（HighAmyloseCorn）玉米籽粒中直鏈澱粉含量在50%以上的玉米類型叫高直鏈澱粉玉米。直鏈澱粉玉米受隱性ae基因（直鏈澱粉擴充者）的控制，可將籽粒中直鏈澱粉的含量提高到55%～60%。

高直鏈玉米澱粉相對於一般澱粉具有獨特的應用價值，但在國內，其應用價值迄今為止，尚未得到研究者及開發者的重視，高直鏈玉米澱粉主要在如下幾個領域取得較顯著的進展。

食品工業

不同直/支比澱粉做食品原料具有不同的加工性能。澱粉的顆粒大小、糊化特性對食品的口感、白度、體積等品質性狀和蒸煮品質有很大影響，這些因素又與澱粉的組成，即直/支比有關。孔令旗等研究高梁籽粒澱粉表明：直/支比對啤酒的適口性，釀酒產量和品質有重要關係。

A食品包裝材料

用直鏈澱粉可製造一種半透明紙，不透氧氣和氮氣，透二氧化碳和脂肪也很少，且這種紙可食用；自七十年代以來，這種紙已用作麵包酶的包裝，預期在食品工業中的用途會日益廣泛。

高直鏈羥丙基澱粉能溶於水，形成透明並可食用的薄膜，氧氣不能滲入，在常溫和不同相對濕度時都是如此，適於做食品塗料和包裝用薄膜。

美國曾申請了直鏈澱粉生產一種薄膜的專利，這種膜不管是冷或熱的情況下都不溶化，它既可包裝粉狀產品又可包裝速凍食品。美國玉米公司在內布拉斯加建立了大型的直鏈澱粉膜的實驗工廠。皮奧里亞實驗室用羥丙基的直鏈澱粉（71%）製作的薄膜做了一些實驗，表明羥丙基化增強了抗破裂的能力，這種型號的薄膜適用於包裝乾產品。

B 膨化食品

因粘滯力、膨脹度、水分等不同，直鏈澱粉和支鏈澱粉有顯著不同的膨化效果，直鏈澱粉有更強的抗拉伸力，成型性好，能夠增加產品的脆性和強力；支鏈澱粉在其中形成網狀結構，有助於增大膨化體積，增強食品的鬆脆性。要得到最大膨化體積，並非支鏈澱粉含量越高越好，而是一個合適的直支比，兩種成分有相互制約作用，有一個最佳的配比，實際加工中常通過調節不同的直支比來得到不同的效果。

C 低脂食品

在保健食品方面，直鏈澱粉可作為低脂肪、低熱量食物添加物，其水解產物可替代食品中的脂肪。美國的快餐業很發達，但由於這類食品的高油、高脂性，許多人對此敬而遠之，以高直鏈澱粉作為油脂、奶油的代替物解決了這一問題，如在某些冰激凌中以直鏈澱粉代替大量奶油，在夾心餅乾中以直鏈澱粉代替油脂等，製成“低脂食品”。研究表明用高直鏈玉米澱粉作為脂肪代替物製成的低脂食品，具有很好的流變學特性及穩定性，與全脂奶油產品具有相同的口感，且生產過程只需原來的生產線，不需添加另外的設備。

D 食品添加劑

直鏈澱粉和支鏈澱粉（或不同直/支比的澱粉）作為食品添加劑的效果不同。適宜直/支比的澱粉作為罐頭、飲料、口服液等飲品的添加劑，溶液不分層，固液相均穩定、不沉降、口感好；作為香腸、冰淇淋等的凝固劑，口感滑嫩細膩；用於糕點、乳酪可使其鬆軟可口；用作飴糖、口香糖以及化妝品等的添加劑都較普通澱粉好。

E 玉米粉絲

制玉米粉絲必須選用直鏈澱粉含量高的玉米品種（如金皇后、馬牙齒），原因是直鏈澱粉在糊化冷卻后，它的分子會重新結晶，從而使粉絲具有一定的拉力，而支鏈澱粉含量相對高的品種，其澱粉湖化后，不會發生明顯的重結晶化，不能用來制粉絲。

環境保護

用直鏈澱粉取代聚苯乙烯生產可降解塑料，具有極好的透明度、柔韌性、抗張強度、水不溶性，對解決白色污染、保護環境具有深遠意義。美國已選育出高直鏈澱粉玉米，主要供應本國和西歐生產“光解塑料膜”的原料。

直鏈玉米澱粉三醋酸酯薄膜的柔軟性，耐折性和伸長性好，有較好的抗脂肪酸性能和抗冷、熱水性能，無毒，可生物降解，對氧氣、空氣和油脂滲透抵抗性較高，是香精、食用油的包裝好材料，還能應用於人造纖維抽絲技術製成纖維。

醫療保健

國外許多人類營養研究所做了許多實驗，證實了直鏈澱粉的醫療保健價值。

高直鏈澱粉食品是糖尿病人的理想食品，試驗證明，用支鏈澱粉喂鼠，從12-16周開始產生不可逆的胰島素抗性，而直鏈澱粉則不產生胰島素抗性。

高直鏈澱粉還是膽結石及高血壓病人的理想食品，具有防止膽結石形成及降低血液膽固醇的作用。

直鏈澱粉與人體內其他營養元素的吸收也相互影響，尤其是一些重要微量元素，如Zn、Fe、Ca、P等。試驗表明，飼餵直鏈澱粉配方食譜和支鏈澱粉配方食譜的7～10天小豬的腸道內Fe、Ca吸收率均以前者高；Zn、P吸收率差異統計上不顯著。

作為保健食品尤其是低脂肪、低熱量食品，直鏈澱粉潛力很大。

輕工業

直鏈澱粉在輕工業（如薄膜、塗料、粘合劑等）上有重要作用，並且無毒、無污染，廣泛應用於密封材料、包裝材料和耐水耐壓材料。直鏈澱粉在生產照相膠捲和電影膠片等方面也起著重要作用。

製藥業

加拿大Labopharm公司研究的其核心技術是Contramid，為交鏈直鏈澱粉(cross-linkedamylose)，作為製備片劑時的輔料，使活性物質控制釋放，其技術特點為藥物裝載量大，可用於藥物範圍廣泛，適用於溶解度小、生物利用度差、可溶性及pH敏感性藥物，製備成口服固體製劑，可減少給葯次數，改善藥物性能。Contramid技術為擇時釋葯技術，控制藥物釋放的時間，實現最大治療效果。如研究人員發現肺部及心臟疾病與生物周期節律(circadianrhythms)關係密切，心臟病常常於清晨易發作，藥物於危急時間擇時釋放，療效可達最佳化，安全性好。Labopharm公司於1994年從加拿大蒙特利爾大學和魁北克大學收購了交鏈直鏈澱粉的所有權。Labopharma正在開發的Contramid製劑有：一日1次的曲馬多Contramid製劑，現處於III期臨床研究，預期於2003年第二季度向美國提交新葯申請（NDA）；用於哮喘的一日1次的沙丁胺醇Contramid製劑，現處於II期臨床研究。（資料來自‘醫藥數字圖書館’）

徠紡織工業

被當做玻璃狀定型膠料和製作波紋提花朵紋板的粘合劑，

石油鑽井

由於直鏈澱粉的特殊作用，高直鏈澱粉玉米在工業品市場上佔有較穩定的地位。高直鏈澱粉玉米的研究和開發具有重要的意義。

1946年，R.L.惠斯特勒和一位遺傳學家H.H.克萊默（Kramer）著手給玉米改性，成功地把直鏈澱粉的含量提高到65%。

美國自1970年開始研究高直鏈澱粉的玉米的實用種植與加工，用於商品生產的高直鏈澱粉玉米只有兩個類型，一種是5級，直鏈澱粉含量為50%～60%；另一種是7級，直鏈澱粉含量為70%～80%。1995年美國4個高直鏈澱粉玉米樣品測試結果顯示：直鏈澱粉佔68.9%，蛋白質佔9.5%，油佔5.7%。

美國高直鏈澱粉玉米的種植面積在1.2萬～1.6萬公頃左右，大部分集中在伊利諾斯和印第安那州中部。高直鏈澱粉玉米雜交種的產量在不同地區的表現還不穩定，平均產量只相當於常規馬齒型玉米的75%～80%。至今，雖已有40年的研究歷史，但由於與al基因聯繫的某些農藝性狀使加工方面出現缺陷導致減產，種植者得不到適當的補貼，故播種面積還很有限。

美國的特殊用途玉米屬保密資源，不許傳入國外，西歐的玉米原料均以高價從美國進口，國際市場價格2000-2500美元/噸。我國與美國之間也曾發生過所謂玉米特用型遺傳基因的知識產權糾紛。

目前我國的特用玉米資源中，高油、高lys、高澱粉玉米都已育成新品種並初步應用於種植與生產加工，只有高直鏈澱粉玉米，尚無育成的高直鏈澱粉玉米品種在生產上推廣，國內只有極少數人從事高直鏈澱粉玉米育種，工業上需要的直鏈澱粉大部分從美國進口，價格為普通澱粉的10倍，少部分由普通玉米澱粉加工提取而成。

我國直鏈澱粉的應用開發與國際上也有很大差距，該領域幾乎是一個空白。據了解：

A．2000年3月24日新疆農科院糧作所研究員李維鼎、副研究員李進兩位同志赴美國、墨西哥考察，引進高直鏈澱粉玉米種質資源200份。

B．甘肅農業大學農學院植物育種研究所成立於1992年，現有人員14人，其中教授、研究員3人，副教授、高級農藝師4人，講師、農藝師4人，助教1人，工人2人，目前正在研究直鏈澱粉玉米的選育技術。

C．貴州大學生化中試基地由何兆范主持，研究出直鏈、支鏈澱粉純品生產技術，已經過中試，現正尋求技術轉讓。

高直鏈澱粉玉米育種遇到的主要問題是澱粉總含量減少、水分含量高和產量低。我國極需開發出高直鏈澱粉玉米雜交種，從而促進高直鏈澱粉玉米的發展。