淀粉回生在米粉中应用原理

第一节淀粉的糊化与回生大米主要由75%左右的淀粉组成，米粉条的主要成分是大米淀粉，米粉条的诸多食用品质自然地主要来自大米淀粉的行为表现。米粉条生产与面条情况不同，面条生产的抗拉强度主要依靠面粉蛋白质形成的面筋蛋白质来支撑，而大米蛋白质不会形成面筋，必须依靠大米淀粉糊化后回生来完成。米粉条加工的关键取决于淀粉凝胶的性质，也就是说，米粉条的制造过程，主要是大米淀粉凝胶化的变化过程，即淀粉的糊化与回生的过程，或称α化与β化一、大米淀粉的组成及性质大米淀粉在大米胚乳中呈淀粉粒存在，颗粒具有12面的多角形表面，其大小为2-10微米，比其他谷类作物种子的淀粉粒要细。淀粉有两类，即直链淀粉和支链淀粉。直链淀粉的葡萄糖单体是由α-1，4糖苷键相连接，聚合度200-1000个以上，呈螺旋状的条状排列，分子量为5万-20万。支链淀粉是在α-1，4糖苷键主链上每6-8个葡萄糖单体上出现一个由20-30个葡萄糖单体所组成的分枝，分枝与主链上的葡萄糖单体是通过α-1，6糖苷键相连接，它的总聚合度约为1000-50000个以上的葡萄糖单体，分子量为20万-600万，支链淀粉不呈条状的团体排列。大米淀粉为白色粉末，吸湿性很强，天然淀粉粒不溶于冷水，比重约1.5，但在60℃以上的热水中能吸水膨胀。直链淀粉分子首先从淀粉粒中溶解出来形成胶体溶液，冷却静置即成晶体沉淀析出。支链淀粉要在加热提高温度，同时搅拌的条件下，才能溶解形成粘稠的胶体溶液，但冷却静置后不产生沉淀。直链淀粉遇碘即生成一种深蓝色的复合体或络合物，而支链淀粉遇碘则呈红紫色，并不产生络合物。利用淀粉的这种性质，可以区分直链淀粉与支链淀粉的含量多少，并用来鉴别大米的特性，指导米粉条的生产。二、淀粉的糊化与回生（一）淀粉的糊化将大米粉末浸入水中（或将大米磨成浆），水分便进入淀粉分子间，搅拌时成为乳状悬液，称为淀粉乳浆。若停止搅拌，经一定时间后，因为淀粉不溶于冷水，淀粉粒全部下沉，上部为清水。若将乳浆加热到一定温度，则淀粉粒吸水膨胀，以至于破裂，最后乳液全部变成粘性很大的粘状物，虽停止搅拌，淀粉再也不会沉淀，这种粘稠状物称之为淀粉糊。这种现象称为淀粉的糊化，也称α化，发生糊化现象所需的温度，称为糊化温度，又称糊化开始温度。因各淀粉粒大小不一样，待所有淀粉粒膨胀又有一个糊化温度，所以糊化温度有一个范围。大米糊化开始温度为58℃，糊化温度范围为58-61℃。各种大米粉糊化特性见表1-1。糊化过程可大致分为3个阶段：1.可逆吸水阶段：淀粉粒保持原有的特征和晶体的双折射性，性质上没有什么改变，取出淀粉粒干燥脱水，仍可恢复成原来的淀粉粒，这一阶段变化是可逆的。2.不可逆吸水阶段：水温达到糊化温度时，淀粉粒突然膨胀，大量吸水，淀粉粒的悬浮液迅速变成粘稠的胶体溶液，若将溶液迅速冷却，也不可能恢复成原来的淀粉粒，这一变化过程是不可逆的。3.继续加热糊化阶段：随着温度进一步升高，会使膨胀的淀粉粒继续分离支解，淀粉拉成无定形的袋状，溶液的粘度继续提高。表1-1大米粉糊化特性表品种糊化温度（℃）峰值粘度（Bu）最低粘度（Bu）终冷粘度（Bu）降解值（Bu）回值（Bu）杂交早籼7610006201410380790晚籼73710456858454402早粳67.5660320670340350晚粳62.5628275600253325粳糯61.59255903735糊化的本质是淀粉粒中有序（晶质）态和无序（非晶质）态的淀粉分子间的氢键断裂，分散在水中成为亲水性胶体溶液。影响淀粉糊化效果的因素有以下几个方面：（1）淀粉颗粒大小的影响：淀粉粒大的糊化温度较低，而淀粉粒小的温度较高。粮谷类淀粉中，以马铃薯淀粉颗粒最大，糊化温度最低，大米淀粉颗粒最小。（2）直、支链淀粉含量比的影响：直链淀粉含量高的淀粉比含量低的难以糊化。（3）水分含量的影响：为了使淀粉充分糊化，水分含量必须在30%以上，水分低于30%，糊化不完全或者不均匀。（4）碱的影响：淀粉在强碱作用下，室温可以糊化。在日常生活中，煮稀饭加碱，就是利用碱能促使淀粉糊化的性质。（5）盐类的影响：某些盐类如氯化钙在室温下使淀粉粒糊化。（6）脂类的影响：脂质与直链淀粉形成复合体，抑制糊化及膨润。（二）淀粉的回生淀粉溶液或淀粉糊，在低温静置的条件下，都有转变为不溶性的趋向，混浊度和粘度都增加，最后形成硬性凝胶块。在稀薄的淀粉溶液中，则有晶体沉淀析出，这种现象称为淀粉糊的“回生”或“老化”，这种淀粉叫做“回生淀粉”或“老化淀粉”。老化淀粉不再溶解，不易被酶作用。这种现象称为淀粉的回生作用，也称β化。日常生活中，温度较低的冬天，我们往往发现，隔餐米饭变得生硬，放置较久的面包变硬掉渣，这些都是淀粉回生。回生本质是糊化的淀粉分子又自动排列，并由氢键结合成束状结构，使溶解度降低。在回生过程中，由于温度降低，分子运动减弱，直链淀粉和支链淀粉的分子都回头趋向于平行排列，通过氢键结合，相互靠拢，重新结合为微晶束，使淀粉具有硬性的整体结构。淀粉的回生作用，在固体状态下也会发生，回生后的直链淀粉非常稳定，就是加热加压，也很难使它再溶解，如果有支链分子混合在一起，则仍然有加热恢复成糊的可能。1.影响淀粉回生因素：有以下几个方面：（1）分子构造的影响：直链淀粉分子呈直链状构造，支链淀粉分子呈树枝状构造，直链淀粉比支链淀粉易于回生。（2）分子大小的影响：只有分子量适中的直链淀粉分子才易于回生，支链淀粉分子量很大，不易发生回生。（3）直链淀粉分子与支链淀粉分子比例的影响：支链淀粉含量高的难以回生，因此，支链淀粉分子起到缓和直链淀粉分子回生的作用。（4）水分含量的影响：水分含量高，分子碰撞机会多，易于回生，反之则不易回生。水分含量30%-60%之间最容易发生回生，水分在10%以下，淀粉难以发生回生。（5）冷却速度的影响：冷却速度对回生作用影响很大，缓慢冷却，可以使淀粉分子有时间取向排列，故可以加大回生速度；而迅速冷却，使淀粉分子来不及取向，可以减小回生程度。（6）温度的影响：水温在60℃以上不会发生淀粉的β化，而在2-3℃时最易回生。2.防止淀粉回生措施淀粉回生后，不易消化，不易被淀粉酶作用，为了防止淀粉回生，通常在生产中采取如下措施：（1）使产品尽量不在回生的水分区域内：如方便食品常常采用迅速干燥的办法，急剧降低其中所含的水分达10%以下；或者使其水分含量在65%以上，如新鲜面、稀饭等就不易回生。（2）使产品尽量不在回生的温度区域内：如冷却食品贮藏温度在—20℃以下，几乎不发生老化，温度在60℃以上淀粉不回生。（3）时间：回生是一个分子结构的重组过程，需要一定的时间，在方便米粉生产过程中，成型后快速脱水，米粉条没有时间回生。（4）某些食品添加剂可以延缓回生：如乳化剂硬脂酸酰乳酸钠可防止淀粉回生。三、糊化与回生在米粉生产中的指导作用各种米粉条，虽然成品造型各异，风味口感不尽相同，生产工艺和设备千差万别，但制作的机理都是一样，都是大米淀粉糊化、回生的过程，有些也许只有一个糊化过程。在米粉条生产过程中，如何掌握温度、时间和水分，根据糊化与回生理论，人为地控制大米淀粉的α化、β化程度，对提高米粉条的质量，是至关重要的。在波纹方便米粉生产中，最终产品是要求复水迅速的即食食品，最终α度应大于90%。但1次蒸得太熟，易于并条，所以分初蒸和复蒸两步进行，初蒸α度达到75%左右，复蒸后达到90%以上。为了防止淀粉回生，产品成型后应快速脱水，因为水分含量在30%-60%时易回生。在出口级直条米粉生产中，最终产品必须耐煮，有咬劲，不断条。因此安排了两道回生工序，保证足够的时间，适宜的水分含量，使其充分β化。米粉条抗拉力非常强，晶莹剔透，有较强的韧性，有咬劲，口感好。湿河粉的生产采用蒸浆工人，米浆水分含量达60%以上，α化程度最高，但过高会使米粉浆蒸成糊精，无法制得食用时口感柔软爽滑的河粉。高达60%以上的水分含量可延缓回生速度。必须指出的是，米粉条生产中的淀粉β化不同于米饭的回生，米饭的回生意味着食用品质、营养品质的下降。而在米粉条生产中，大米淀粉一定程度的β化虽然与米饭回生机理相同，但是由于它是在淀粉分子所在的有序位置完全被打乱了的情况下发生的，也就使这种β化过程类似于大分子的接枝过程，它最后形成的晶束的线性长度比原有直链淀粉分子的长度要长得多。经烹调后，食用品质并没有下降。只有充分了解大米淀粉糊化与回生的原理，在生产中恰到好处的运用，方能生产出优质产品。