淀粉的糊化和老化详解

食品化学淀粉的糊化和老化主讲人：赵燕燕目录淀粉的结构及特性1淀粉的糊化及其影响因素2淀粉的老化及其影响因素3糊化和老化在食品加工中的应用4一、淀粉的结构及特性淀粉是许多食品的组分之一，也是人类营养最重要的碳水化合物来源。淀粉生产的原料有玉米、马铃薯、甘薯、水稻、小麦、杂豆类等。淀粉具有独特的物理化学性质及功能特性，在食品加工中具有广泛的应用。天然植物中，淀粉以独立的淀粉粒存在，不同植物的淀粉粒其显微结构不同，借此可以对不同来源的淀粉进行鉴别。淀粉粒直径在几个微米到几十个微米之间，不同来源的淀粉粒在大小上差别很大。不同植物淀粉的特征比较薯片变性淀粉冰激凌淀粉粒的显微结构A：绿豆淀粉（平均粒径：0.016nm）；B：马铃薯淀粉（平均粒径：0.049nm）；C：普通玉米淀粉（平均粒径：0.013nm）；D：甘薯淀粉（平均粒径：0.017nm）。•淀粉粒的形状大致上可分为圆形、卵形和多角形三种。不同来源的淀粉粒中所含的直链和支链淀粉比例不同。普通淀粉中一般含20～30％的直链淀粉，70～80％的支链淀粉。75990102030405060708090100高直链玉米普通玉米小麦马铃薯米木薯蜡质玉米不同淀粉含量（％）直链淀粉支链淀粉不同淀粉中直链淀粉与支链淀粉的比例冷水中不易溶解加热溶解成糊凝胶易老化溶于冷水中产生清糊加热形成透明粘溶液不易老化、不胶凝淀粉淀粉的结构及特性amylum直链淀粉支链淀粉直链淀粉和支链淀粉淀粉粒amylopectinamylose性质由D-葡萄糖聚合而成的树枝状交叉结构由D-葡萄糖连接而成的螺旋结构直链淀粉的结构示意图直链淀粉由多个D-葡萄糖通过-1,4-糖苷键连接而成，由于分子内的氢键作用使链卷曲盘旋成螺旋状，每一圈包含6个糖基。支链淀粉的结构示意图支链淀粉由-1,4-糖苷键结合生成主链（C链）；支链（B链和A链）以-1,6-糖苷键与主链相连。支链淀粉整体呈树枝状，其分子内含大量的分支，但支链都不长，一般为20-30个糖基。淀粉粒由直链淀粉和支链淀粉共同组成，在淀粉粒中，直链淀粉与支链淀粉分子呈径向有序排列；直链淀粉支链淀粉淀粉粒的基本结构模式脐点淀粉粒中，结晶区和非结晶区交替排列；脐点偏光十字轮纹晶体才有在偏振光照射下，产生双折射现象（即“偏光十字”现象）。情景1：糊化可改变生淀粉的不良风味，改善其口感，使之易被人体消化吸收，发挥其增稠、增粘和形成凝胶的作用。吸水加热淀粉的糊化淀粉的糊化1、定义淀粉颗粒具有结晶区和非结晶区交替的结构，通过加热提供足够的能量，破坏了结晶胶束区弱的氢键后，颗粒开始水合和吸水膨胀，结晶区消失，大部分直链淀粉溶解到溶液中，溶液粘度增加，淀粉颗粒破裂，双折射现象消失，这个过程称糊化。2、淀粉要完成整个糊化过程，需经过三个阶段：可逆吸水阶段、不可逆吸水阶段、淀粉粒解体阶段。糊化过程的三个阶段可逆吸水阶段不可逆吸水阶段淀粉粒解体阶段•水分进入非晶体部分，淀粉与水发生作用，颗粒体积略膨胀，外观和内部结构没变化，此时冷却干燥可复原。•温度升高，水分进入淀粉微晶间隙，不可逆大量吸水，结晶“溶解”，双折射现象开始消失。•淀粉分子全部进入溶液，体系的粘度达到最大，双折射现象完全消失。123糊化的本质：微观结构从有序转变成无序，结晶区被破坏。淀粉的类型、温度、水活性、pH、共存成分等支链淀粉比直链淀粉易于糊化影响因素淀粉amylum加热才能打断结晶区的氢键糊化与老化淀粉的糊化gelatinization支链淀粉的含量越多，糊化液的粘度越大糊化的淀粉液冷却后易形成凝胶低pH时，淀粉会发生水解而产生糊精pH10时，淀粉粒的溶胀速度增加影响因素淀粉糊化与老化淀粉的糊化amylumgelatinization淀粉的类型、温度、水活性、pH、共存成分等◙正常糊化的pH范围为4～7AW低不易糊化超出食品的范围无增稠作用糖类与淀粉争夺结合水,降低水活性,抑制淀粉糊化◙高糖浓度降低糊化速度脂类盐类酸类酶影响因素淀粉糊化与老化淀粉的糊化amylumgelatinization淀粉的类型、温度、水活性、pH、共存成分等与直链淀粉形成包合物阻止淀粉粒溶胀、糊化与淀粉争夺结合水pH淀粉酶催化水解情景2：淀粉老化会使食物质地变硬干缩，口感下降，难以被淀粉酶水解，不易被人体消化吸收。冷却失水淀粉的老化淀粉的老化1、定义经过糊化的淀粉在室温或低于室温下放置后，会变得不透明甚至凝结而沉淀，这种现象称为老化。2、老化的本质糊化的淀粉分子又自动排列成序，形成致密、高度晶化的不溶解性的淀粉分子胶束。影响因素淀粉类型水分温度脂肪糊化老化支链＞直链直链越多老化越快支链不发生老化直链＞支链淀粉糊化与老化淀粉的老化amylumretrogradation再结晶过程＜－20℃或＞60℃水分温度脂肪淀粉糊化与老化淀粉的老化amylumretrogradation再结晶过程淀粉类型影响因素30～60%最易老化＜10%或大量水不易老化最适温度2～4℃不发生老化均干扰淀粉分子移动分子能量低，阻碍淀粉分子靠近形成氢键剧烈的热运动阻止形成氢键水分温度脂肪淀粉糊化与老化淀粉的老化amylumretrogradation再结晶过程淀粉类型影响因素食品中脂肪或表面活性剂具抗老化作用脂类或表面活性剂既抑制糊化，也抑制老化早期阶段，脂肪与呈螺旋构象的直链淀粉形成包合物阻止其他直链淀粉分子间缔合使用预糊化淀粉去除水分糊化的淀粉迅速脱水＞80℃＜0℃冷水中快速再水化成糊化淀粉制备方便食品固定糊化度加入糖类单糖、二糖和糖醇阻止淀粉分子链缔合防止方法淀粉amylum糊化与老化淀粉的老化amylumretrogradation再结晶过程喷雾干燥已糊化的淀粉浆糊化和老化在食品加工中的应用1、方便面蒸面工序使淀粉成为糊化淀粉，并添加一定量水溶性乳化油脂或单甘油酯等表面活性剂，再经油炸或真空干燥快速脱水。2、预糊化淀粉将淀粉加水调成浆乳后加热糊化，并快速干燥固定其高糊化度，在食品工业中可用于改良糕点质量、稳定冷冻食品的内部组织结构等，常用于制作软布丁、肉汁馅、脱水汤料以及果汁软糖等。3、粉丝、粉皮选用含直链淀粉多的绿豆淀粉，糊化后使它在4℃左右冷却，促使老化发生。老化后随即干燥，可制得成品。通过老化防止粉丝、粉皮加热食用时煮散、粘连，保证口感爽滑有嚼劲。运用淀粉糊化和老化原理分析下列做法的合理性菜肴用淀粉溶液勾芡端午节用糯米包粽子新米比陈米更易煮烂用速冻工艺保存水饺加工面包时掺入奶油课堂小结（一）淀粉的结构与特性直链淀粉、支链淀粉；双折射现象（晶体独有）；（二）淀粉的糊化及其影响因素适当加热、吸收水分，有序到无序；淀粉类型、温度、AW、pH、共存成分等；（三）淀粉的老化及其影响因素自然冷却、缓慢脱水，无序到有序；淀粉类型、水分含量、温度、脂肪等；（四）淀粉糊化和老化在食品加工中的应用方便面、预糊化淀粉、粉丝和粉皮；作业：淀粉的糊化过程分几个阶段？影响因素有哪些？食品加工过程中如何控制淀粉的老化？