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直鏈淀粉遇碘呈藍色,支鏈淀粉遇碘呈紫紅色。這并非是淀粉與碘發(fā)生了化學反應(yīng)(reaction),而是產(chǎn)生相互作用(interaction),而是淀粉螺旋中央空穴恰能容下碘分子,通過范德華力,兩者形成一種藍黑色絡(luò)合物。實驗證明,單獨的碘分子不能使淀粉變藍,實際上使淀粉變藍的是碘分子離子(I3)。

淀粉是植物體中貯存的養(yǎng)分,貯存在種子和塊莖中,各類植物中的淀粉含量都較高。

淀粉有直鏈淀粉和支鏈淀粉兩類。直鏈淀粉含幾百個葡萄糖單元,支鏈淀粉含幾千個葡萄糖單元。在天然淀粉中直鏈的占20%～26%,它是可溶性的,其余的則為支鏈淀粉。當用碘溶液進行檢測時,直鏈淀粉液呈顯藍色,而支鏈淀粉與碘接觸時則變?yōu)榧t棕色。（原因是：具有長螺旋段的直鏈淀粉可與長鏈的聚I3 － 形成復合物并產(chǎn)生藍色。直鏈淀粉－碘復合物含有19%的碘。支鏈淀粉與碘復合生成微紅－紫紅色,這是因為支鏈淀粉的支鏈對于形成長鏈的聚I 3 － 而言是太短了。）

淀粉是植物體中貯存的養(yǎng)分,貯存在種子和塊莖中,各類植物中的淀粉含量都較高,大米中含淀粉62%～86%,麥子中含淀粉57%～75%,玉蜀黍中含淀粉65%～72%,馬鈴薯中則含淀粉超過90%。淀粉是食物的重要組成部分,咀嚼米飯等時感到有些甜味,這是因為唾液中的淀粉酶將淀粉水解成了二糖——麥芽糖。食物進入胃腸后,還能被胰臟分泌出來的唾液淀粉酶水解,形成的葡萄糖被小腸壁吸收,成為人體組織的營養(yǎng)物。支鏈淀粉部分水解可產(chǎn)生稱為糊精的混合物。糊精主要用作食品添加劑、膠水、漿糊,并用于紙張和紡織品的制造(精整)等。

淀粉燃點約為380℃。

各種淀粉是由多個葡萄糖分子縮合而成的多糖聚合物。烹調(diào)用的淀粉,主要有綠豆淀粉、木薯淀粉、甘薯淀粉、紅薯淀粉、馬鈴薯淀粉、麥類淀粉、菱角淀粉、藕淀粉、玉米淀粉等。淀粉不溶于水,在和水加熱至60℃左右時(淀粉種類不同,糊化溫度不一樣),則糊化成膠體溶液。勾芡就是利用淀粉的這種特性。

綠豆淀粉

綠豆淀粉是最佳的淀粉,一般很少使用。它是由綠豆用水浸漲磨碎后,沉淀而成的。特點是：粘性足,吸水性小,色潔白而有光澤。

馬鈴薯淀粉

馬鈴薯淀粉是目前家庭一般常用的淀粉,是將馬鈴薯磨碎后,揉洗、沉淀制成的。特點是：粘性足,質(zhì)地細膩,色潔白,光澤優(yōu)于綠豆淀粉,但吸水性差。

小麥淀粉

小麥淀粉是麥麩洗面筋后,沉淀而成或用面粉制成。特點是：色白,但光澤較差,質(zhì)量不如馬鈴薯粉,勾芡后容易沉淀。

甘薯淀粉

甘薯淀粉特點是吸水能力強,但粘性較差,無光澤,色暗紅帶黑,由鮮薯磨碎,揉洗,沉淀而成。

此外,還有玉米淀粉、菱角淀粉、蓮藕淀粉,荸薺淀粉等。

不同品種淀粉的分子量分布研究：用凝膠滲透色譜法測定了谷類、薯類、豆類等14個不同品種淀粉的分子量分布。研究結(jié)果表明不同品種淀粉的分子量分布差別很大,分散度都較高。即使不同來源的同種淀粉樣品,它們重均分子量雖很接近,但其分子量分布和分散度差異也很大。在各類淀粉中以塊莖類淀粉的分子量最大。研究有助于了解淀粉的分子特性及指導生產(chǎn)應(yīng)用。

淀粉水解的幾種狀態(tài)的檢驗

預(yù)糊化淀粉

預(yù)糊化淀粉是一種加工簡單,用途廣泛的變性淀粉,應(yīng)用時只要用冷水調(diào)成糊,免除了加熱糊化的麻煩。廣泛應(yīng)用與醫(yī)藥、食品、化妝品、飼料、石油鉆井、金屬鑄造、紡織、造紙等很多行業(yè)。

淀粉的糊化：淀粉粒在適當溫度下（各種來源的淀粉所需溫度不同,一般60~80℃）在水中溶脹、分裂、形成均勻糊狀溶液的作用稱為糊化作用。糊化作用的本質(zhì)是淀粉粒中有序及無序（晶質(zhì)與非晶質(zhì)）態(tài)的淀粉分子之間的氫鍵斷開,分散在水中成為膠體溶液。

糊化作用的過程可分為三個階段：（1）可逆吸水階段,水分進入淀粉粒的非晶質(zhì)部分,體積略有膨脹,此時冷卻干燥,顆�？梢詮驮�,雙折射現(xiàn)象不變；（2）不可逆吸水階段,隨著溫度升高,水分進入淀粉微晶間隙,不可逆地大量吸水,雙折射現(xiàn)象逐漸模糊以至消失,亦稱結(jié)晶“溶解”, 淀粉粒脹至原始體積的50~100倍；（3）淀粉粒最后解體,淀粉分子全部進入溶液。

糊化后的淀粉又稱為α-化淀粉。將新鮮制備的糊化淀粉漿脫水干燥,可得易分散與涼水的無定形粉末,即“可溶性α-淀粉”。

2．淀粉糊化作用的測定方法：有光學顯微鏡法,電子顯微鏡法,光傳播法,粘度測定法,溶脹和溶解度的測定,酶的分析,核磁共振,激光光散射法等。工業(yè)上常用粘度測定法,溶脹和溶解度的測定。二、酸變性淀粉

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在糊化溫度以下,用無機酸處理淀粉,改變其性質(zhì)的產(chǎn)品稱為酸變性淀粉。

反應(yīng)機理：在用酸處理淀粉的過程中,酸作用于糖苷鍵使淀粉分子水解,淀粉分子變小。淀粉顆粒是由直鏈淀粉和支鏈淀粉組成,前者具有α-1,4鍵,后者除α-1,4鍵,還有少量α-1,6鍵,這兩種糖苷鍵被酸水解的難易存在差別。由于淀粉顆粒結(jié)晶結(jié)構(gòu)的影響,直鏈淀粉分子間經(jīng)由氫鍵結(jié)合成晶態(tài)結(jié)構(gòu),酸滲入困難,其α-1,4鍵不易被酸水解。而顆粒中無定形區(qū)域的支鏈淀粉分子的α-1,4鍵、α-1,6鍵較易被酸滲入,發(fā)生水解。

工藝與原理：通常制取酸變性淀粉是使用濃淀粉淤漿,含固量約為36%~40%,加熱到糊化溫度之下（常為40~60℃）,加入無機酸并攪拌一個小時或幾個小時。當達到所要求的酸度或轉(zhuǎn)化度時,

氧化淀粉

許多試劑都能氧化淀粉,但是工業(yè)生產(chǎn)中最常用的是堿性次氯酸鹽。用次氯酸鹽氧化的淀粉被稱為“氯化淀粉”（雖然處理中并沒有把氯引進淀粉分子內(nèi)）。

淀粉乳漿的次氯酸鹽氧化是在堿性次氯酸鈉溶液中進行的,此時需要控制pH、溫度和次氯酸鹽、堿和淀粉的濃度。用約3%的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH至8~10,在規(guī)定時間內(nèi)添加有效氯5~10%的次氯酸鹽溶液。用添加氫氧化鈉稀溶液的方法來控制pH,并中和反應(yīng)中生成的酸性物質(zhì)。改變時間、溫度、pH值、淀粉品種、次氯酸鹽濃度和次氯酸鹽添加速度,能夠生產(chǎn)出多種不同的產(chǎn)品。當氧化反應(yīng)達到要求程度時,將pH降至5~7,加入亞硫酸氫鈉溶液或二氧化硫氣體以除去其中多余的氯來終止反應(yīng)。

變性淀粉的分類

目前,變性淀粉的品種、規(guī)格達兩千多種,變性淀粉的分類一般是根據(jù)處理方式來進行。

(1)物理變性：預(yù)糊化(α-化)淀粉、γ射線、超高頻輻射處理淀粉、機械研磨處理淀粉、濕熱處理淀粉等。

(2)化學變性：用各種化學試劑處理得到的變性淀粉。其中有兩大類：一類是使淀粉分子量下降,如酸解淀粉、氧化淀粉、焙烤糊精等；另一類是使淀粉分子量增加,如交聯(lián)淀粉、酯化淀粉、醚化淀粉、接枝淀粉等。

(3)酶法變性(生物改性)：各種酶處理淀粉。如α、β、γ-環(huán)狀糊精、麥芽糊精、直鏈淀粉等。

(4)復合變性：采用兩種以上處理方法得到的變性淀粉。如氧化交聯(lián)淀粉、交聯(lián)酯化淀粉等。采用復合變性得到的變性淀粉具有兩種變性淀粉的各自優(yōu)點。

另外,變性淀粉還可按生產(chǎn)工藝路線進行分類,有干法（如磷酸酯淀粉、酸解淀粉、陽離子淀粉、羧甲基淀粉等）、濕法、有機溶劑法（如羧基淀粉制備一般采用乙醇作溶劑）、擠壓法和滾筒干燥法（如天然淀粉或變性淀粉為原料生產(chǎn)預(yù)糊化淀粉）等。

淀粉與糊精的區(qū)別：糊精是由淀粉制造而來,兩者的區(qū)別是分子量不同,就像蛋白質(zhì)與多肽的關(guān)系。

交聯(lián)淀粉

交聯(lián)淀粉的概念是,淀粉的醇羥基與交聯(lián)劑的多元官能團形成二醚鍵或二酯鍵,使兩個或兩個以上的淀粉分子之間“架橋”在一起,呈多維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的反應(yīng),稱為交聯(lián)反應(yīng)。

交聯(lián)作用是指在分子之間架橋形成化學鍵,加強了分子之間氫鍵的作用。當交聯(lián)淀粉在水中加熱時,可以使氫鍵變?nèi)跎踔疗茐?然而由于化學架橋的存在,淀粉的顆粒將不同程度地保持不變。

國內(nèi)最常用的交聯(lián)劑有：三偏磷酸鈉、三聚磷酸鈉、甲醛、三氯氧磷、環(huán)氧氯丙烷。

酸變性淀粉

酸變性淀粉引是指在糊化溫度以下將天然淀粉用無機酸進行處理,改變其性質(zhì)而得到的一類變性淀粉。

通常制備酸變性淀粉的條件是：淀粉乳濃度為 36%～ 40%,溫度低于糊化反應(yīng)溫度（35 ～ 60℃） ,反應(yīng)時間為 0.5h 至數(shù)小時。當達到所需要的 粘度或轉(zhuǎn)化度時,中和、過濾、洗滌、干燥即得產(chǎn)品。

反應(yīng)條件對酸變性淀粉性能的影響：

1．溫度 反應(yīng)溫度是影響酸變性淀粉性能的主要因素,當溫度在 40 ～ 55℃時,粘度變化趨于溫度, 溫度升至 70℃時已經(jīng)糊化。因此反應(yīng)溫度一般選在 40 ～ 55℃范圍內(nèi)。

2．酸的種類及用量 酸作為催化劑而不參與反應(yīng)。不同的酸催化作用不同,鹽酸最強,硫酸和硝酸相仿、當溫度 較高,酸用量較大時,硝酸變性淀粉因發(fā)生副反應(yīng)而使產(chǎn)品呈淺黃色,所以實際生產(chǎn)中很少 使用。酸的催化作用與酸的用量有關(guān),酸用量大,則反應(yīng)劇烈。

3．淀粉乳濃度 淀粉乳濃度應(yīng)控制在 40%左右。

酯化淀粉

酯化淀粉是指在糊化溫度以下淀粉乳與有機酸酐（醋酸酐,丁二酸酐等）在一定條件下進行酯化反應(yīng)而得到的一類變性淀粉。

勾芡用的淀粉,又叫做團粉,是由多個葡萄糖分子縮合而成的多糖聚合物。烹調(diào)用的淀粉,主要有綠豆淀粉、木薯淀粉、甘薯淀粉、紅薯淀粉、馬鈴薯淀粉、麥類淀粉、菱角淀粉、藕淀粉、玉米淀粉等。淀粉不溶于水,在和水加熱至60℃左右時（淀粉種類不同,糊化溫度不一樣）,則糊化成膠體溶液。勾芡就是利用淀粉的這種特性。

綠豆淀粉

綠豆淀粉是最佳的淀粉,一般很少使用。它是由綠豆用水浸漲磨碎后,沉淀而成的。特點是：粘性足,吸水性小,色潔白而有光澤。

馬鈴薯淀粉

馬鈴薯淀粉是目前家庭一般常用的淀粉,是將馬鈴薯磨碎后,揉洗、沉淀制成的。特點是：粘性足,質(zhì)地細膩,色潔白,光澤優(yōu)于綠豆淀粉,但吸水性差。

小麥淀粉

小麥淀粉是面團洗出面筋后,沉淀而成或用面粉制成。特點是：色白,但光澤較差,質(zhì)量不如馬鈴薯粉,勾芡后容易沉淀。

甘薯淀粉

甘薯淀粉特點是吸水能力強,但粘性較差,無光澤,色暗紅帶黑,由鮮薯磨碎,揉洗,沉淀而成。

此外,還有玉米淀粉、菱角淀粉、蓮藕淀粉,荸薺淀粉等。

木薯淀粉

木薯淀粉,是木薯經(jīng)過淀粉提取后脫水干燥而成的粉末。木薯淀粉有原淀粉和各種變性淀粉兩大類,廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)及非食品工業(yè)。變性淀粉可根據(jù)用戶提出的具體要求定制,以適用于特殊用途。

顏色：木薯淀粉呈白色。

沒有氣味：木薯淀粉無異味,適用于需精調(diào)氣味的產(chǎn)品,例如食品和化妝品等。

口味平淡：木薯淀粉無味道、無余味(例如玉米),因此較之普通淀粉更適合于需精調(diào)味道的產(chǎn)品,例如布丁、蛋糕和餡心西餅餡等。

漿糊清澈：木薯淀粉蒸煮后 形成的漿糊清澈透明,適合于用色素調(diào)色。這一特性對木薯淀粉用于高檔紙張的施膠也很重要。

粘性 ：由于木薯原淀粉中支鏈淀粉與直鏈淀粉的比率高達80:20,因此具有很高的尖峰粘度。這一特點適合于很多用途。同時,木薯淀粉也可通過改性消除粘性產(chǎn)生疏 松結(jié) 構(gòu),這在許多食品加工中相當重要。

冷凍-解凍穩(wěn)定性高：木薯原淀粉漿糊表現(xiàn)出相對低的逆轉(zhuǎn)性,因而在冷凍解凍循環(huán)中可防止水份丟失。這一特性還可通過改性進一步增強。

勾芡是否適當,對菜肴的質(zhì)量影響很大,因此,勾芡是烹調(diào)的基本功之一。勾芡大多用于熘、滑、炒等烹調(diào)技法。這些烹調(diào)方法的共同特點是：旺火速成。用這種方法烹調(diào)的菜肴,基本上不帶湯。但是由于烹調(diào)時加入了某些醬汁調(diào)料和原料本身出水,使菜肴看上去湯汁增多了,通過勾芡,使汁液的濃稠度增加了,并附于原料的表面,從而達到菜肴光澤、滑潤、柔嫩和鮮美的風味。

勾芡的用法

勾芡一般用兩種方法。一種是淀粉汁加調(diào)味品,俗稱“對汁”,多用于火力旺,速度快的熘、爆等方法烹調(diào)的菜肴。另一種是單純的淀粉汁,又叫“濕淀粉”,多用于一般的炒菜。澆汁也是勾芡的一種,又稱為薄芡、琉璃芡,多用于煨、燒、扒及湯菜。根據(jù)烹調(diào)方法及菜肴特色,大體上有以下幾種芡汁用法：

包芡一般用于爆炒方法烹調(diào)的菜肴。粉汁最稠,目的是使芡汁全包到原料上,如魚香肉絲、炒腰花等,都是用包芡,吃完菜后,盤底基本不留鹵汁。

糊交一般用于熘、滑、燜、燴方法烹制的菜肴。粉汁比包芡稀,用處是把菜肴的湯汁變成糊狀,達到湯菜融合,口味滑柔,如：糖醋排骨、糖醋鯉魚等。

流芡粉汁較稀,一般用于大型或整體的菜肴,其作用是增加菜肴的滋味和光澤。一般是在菜肴裝盤后,再將鍋中鹵汁加熱勾芡,然后澆在菜肴上,一部分沾在菜上,一部分呈琉璃狀態(tài),食后盤內(nèi)可剩余部分汁液。

奶湯芡是芡汁中最稀的,又稱薄芡。一般用于燴燒的菜肴,如：麻辣豆腐、蝦仁鍋巴等。目的是使菜肴湯汁加濃一點而達到色美味鮮的要求。

勾芡,就是在菜肴接近成熟時,將調(diào)勻的淀粉汁淋在菜肴上或湯汁中,使菜肴湯汁濃稠,并粘附或部分粘附于菜肴之上的過程。袁牧在《隨園食單·用纖須知》中說：“俗名豆粉為纖者,即拉船用纖也。須顧名思義。因治肉者要作團而不能合,要作羹而不能膩,故以粉牽合之。煎炒之時,慮肉貼鍋,必至焦老,故用粉以持之。此纖義也。”芡是由纖轉(zhuǎn)音而來,所以現(xiàn)在通稱之為“勾芡”。

由于菜肴各自不同的風味要求,勾芡主要有以下作用：

1．增加湯汁的粘稠度。菜肴在加熱過程中,原料中的汁液會向外流,與添加的湯水及液體調(diào)味品便融合形成了鹵汁。一般炒菜中的鹵汁較稀薄,不易粘附在原料表面,成菜后會產(chǎn)生“不入味”的感覺。勾芡后,芡汁的糊化作用增加了鹵汁的粘稠度,使鹵汁能夠較多地附著在菜肴之上,提高了人們對菜肴滋味的感受。

2．芡汁勾入菜肴中,芡汁會緊包原料,從而制止了原料內(nèi)部水分外溢,這樣做既保持了菜肴鮮香滑嫩的風味特點,又使菜肴形體飽滿而不易散碎。

3．勾芡后,由于淀粉的糊化,具有透明的膠體光澤,能將菜肴與調(diào)味色彩更加鮮明地反映出來,使菜肴色澤更加光亮美觀。

4．菜肴勾芡后能使湯汁變濃稠,可減緩原料內(nèi)部熱量的散發(fā),使菜肴具有保溫性,延長了菜肴的冷卻時間,有利于食客進食熱菜肴。

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淀粉也就是俗稱的“芡”,為白色無味粉末,主要從玉米、甘薯等含淀粉多的物質(zhì)中提取�？芍苯邮秤�,也可用于釀酒,同時還是經(jīng)常出入筵席的烹調(diào)輔料,在烹飪中具有無可替代的效用。

不過用好淀粉可是大有學問,一般中國烹調(diào)中大致有三種用淀粉的方法,就是掛糊、上漿和勾芡。掛糊就是下鍋前在原料上加干淀粉；上漿就是下鍋前在原料上加水淀粉；勾芡就是在起鍋前加水淀粉使菜肴的湯變稠。那么到底什么樣的菜肴,如何用淀粉才合適呢？

如果您是要爆、炒、熘菜肴,芡汁一定要夠濃,這樣才能裹住原料,不會讓湯汁四溢；如果您是扒、燴、燒菜肴,濃度要略底但仍要屬濃芡,這樣湯汁既能呈流動感又能與原料合為一體；如果您是做湯汁流動的菜肴,可施薄芡,只要湯的濃度達到您需要的程度就可以了,太濃會糊,太稀又會顯得寡淡。

用淀粉時控制油溫十分重要。烹調(diào)上漿的菜肴時,油溫太高,淀粉容易黏結(jié)成塊；油溫太低,淀粉容易與原料脫離,也就失去了保護層的作用,所以最好在有少量油煙出現(xiàn)時下鍋；而在掛糊煎炸時,追求的是焦黃松脆,這時就需要油溫高一些,油煙大量出現(xiàn)時下鍋為最佳時機；勾芡時也要掌握好時機,太早容易發(fā)糊黏鍋,太晚又會分布不勻,這就需要我們見機行事了。

淀粉在制劑制備中

總體來說,淀粉具有不溶于水、水中分散、60～70℃溶脹的特點。常被用作稀釋劑、粘合劑、崩解劑,并可用來制備糊精和淀粉漿。

1．用作稀釋劑(Diluents)：稀釋劑(或稱為填充劑,Fil1ers)的主要作用是用來填充片劑的重量或體積,以便于制劑成型和分劑量,從而便于壓片；常用的填充劑有淀粉類、糖類、纖維素類和無機鹽類等。

以淀粉作為稀釋劑時,比較常用的是玉米淀粉,它的性質(zhì)非常穩(wěn)定,與大多數(shù)藥物不起作用,價格也比較便宜,吸濕性小、外觀色澤好,在實際生產(chǎn)中,常與可壓性較好的糖粉、糊精混合使用,這是因為淀粉的可壓性較差,若單獨使用,會使壓出的藥片過于松散。

2．用作粘合劑(Adhesives)：某些藥物粉末本身不具有粘性或粘性較小,需要加入淀粉漿等粘性物質(zhì),才能使其粘合起來,這時所加入的粘性物質(zhì)就稱為粘合劑。

淀粉漿（俗稱淀粉糊）是片劑中最常用的粘合劑,常用8%～15%的濃度,并以10%淀粉漿最為常用；若物料可壓性較差,可再適當提高淀粉漿的濃度到20%,相反,也可適當降低淀粉漿的濃度,如氫氧化鋁片即用5%淀粉漿作粘合劑。淀粉漿的制法主要有煮漿和沖漿兩種方法,都是利用了淀粉能夠糊化的性質(zhì)。所謂糊化(Gelatinization)是指淀粉受熱后形成均勻糊狀物的現(xiàn)象(玉米淀粉完全糊化的溫度是77℃)。糊化后,淀粉的粘度急劇增大,從而可以作為片劑的粘合劑使用。具體說來,沖漿是將淀粉混懸于少量(1～1.5倍)水中,然后根據(jù)濃度要求沖入一定量的沸水,不斷攪拌糊化而成；煮漿是將淀粉混懸于全部量的水中,在夾層容器中加熱并不斷攪拌(不宜用直火加熱,以免焦化),直至糊化。因為淀粉價廉易得且粘合性良好,所以凡在使用淀粉漿能夠制粒并滿足壓片要求的情況下,大多數(shù)選用淀粉漿這種粘合劑。

3．用作崩解劑(Disintegrants)：崩解劑是使片劑在胃腸液中迅速裂碎成細小顆粒的物質(zhì),除了緩(控)釋片以及某些特殊用途的片劑以外,一般的片劑中都應(yīng)加入崩解劑。由于它們具有很強的吸水膨脹性,能夠瓦解片劑的結(jié)合力,使片劑從一個整體的片狀物裂碎成許多細小的顆粒,實現(xiàn)片劑的崩解,所以十分有利于片劑中主藥的溶解和吸收。

干淀粉是一種最為經(jīng)典的崩解劑,含水量在8%以下,吸水性較強且有一定的膨脹性,較適用于水不溶性或微溶性藥物的片劑,但對易溶性藥物的崩解作用較差,這是因為易溶性藥物遇水溶解產(chǎn)生濃度差,使片劑外面的水不易通過溶液層面透入到片劑的內(nèi)部,阻礙了片劑內(nèi)部淀粉的吸水膨脹。在生產(chǎn)中,一般采用外加法、內(nèi)加法或“內(nèi)外加法”來達到預(yù)期的崩解效果。

淀粉作為片劑崩解劑的缺點：首先,淀粉的可壓性不好,用量多時,可影響片劑的硬度。其次,淀粉的流動性不好,外加淀粉過多會影響顆粒的流動性。

4．制備糊精：糊精 (C6H10O5)x,由淀粉經(jīng)酸或熱處理或經(jīng)a-淀粉酶作用而成的不完全水解的產(chǎn)物,可用于制備各種液體或固體的膠粘劑。

從淀粉到氫氣

氫氣是一種清潔能源,但它的制取、存儲和運輸都很困難。美國科學家研究出一種用多糖制取氫的新技術(shù),有望一舉解決這幾大問題。

以這項技術(shù)為基礎(chǔ),未來的氫動力汽車將以易于存儲的碳水化合物如淀粉為燃料,碳水化合物和水在特殊的酶作用下分解產(chǎn)生氫氣,通過燃料電池產(chǎn)生電力,驅(qū)動汽車前進。

據(jù)美國科學促進會EurekAlert網(wǎng)站報道,這一成果是美國弗吉尼亞理工學院、橡樹嶺國家實驗室和喬治亞大學的科學家共同作出的,論文發(fā)表在《公共科學圖書館·綜合》雜志上。

淀粉、纖維素等碳水化合物含有大量的氫,但它們非常穩(wěn)定,只有在酶的作用下才會分解�？茖W家利用合成生物學的方法,使用由13種酶組成的混合物,將碳水化合物和水轉(zhuǎn)變成二氧化碳和氫氣。

實驗顯示,這一反應(yīng)在約攝氏30度和1個大氣壓的條件下即可發(fā)生。將二氧化碳抽除后,氫氣進入燃料電池產(chǎn)生電力,副產(chǎn)物水可以循環(huán)利用。在反應(yīng)中,氫是主要產(chǎn)物,效率比自然界里厭氧菌分解生物物質(zhì)產(chǎn)生氫的效率高3倍,每磅氫的成本可能低于1美元。

目前人類主要用天然氣制取氫,氣態(tài)的氫不易運輸和儲存,這些因素阻礙了氫動力汽車的發(fā)展。利用這項新技術(shù),汽車無須攜帶氫氣罐,而只需攜帶淀粉等碳水化合物,在運轉(zhuǎn)時現(xiàn)場制取氫氣。

研究人員說,燃料箱容量為12加侖的汽車可攜帶約27千克淀粉,相當于4千克氫,可供汽車行駛300英里。每千克淀粉產(chǎn)生的能量與1.12千克汽油相當。

美國能源部的一項長期目標是使氫存儲技術(shù)的質(zhì)量百分比達到12,即每千克的存儲容器或存儲材料能存儲0.12千克的氫。此前沒有技術(shù)能做到這一點,這項新技術(shù)利用多糖存儲氫,質(zhì)量百分比能達到13.8。