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  新雅zhang 2007-04-08 00:00:00

  一、淀粉（來源、組成、結構、化學性質、作用） 淀粉是許多食品的組成成分，也是人類營養(yǎng)Z重要的碳水化合物來源。 （一）來源： 主要：玉米、小麥、馬玲薯、甘薯； 其次：稻、粟、藕。 （二）組成 淀粉粒由二種葡聚糖組成，即直鏈淀粉和支鏈淀粉。 多數(shù)淀粉含20～39％的直鏈淀粉，新玉米品種含直鏈淀粉可達50—80％； 少數(shù)淀粉粒含70—80％支鏈淀粉，而糯玉米或糯米糯粟含支鏈淀粉近100％。 （三）結構：直鏈淀粉和支鏈淀粉的結構見圖： （1）直鏈淀粉分子結構 直鏈淀粉在水溶液中并不是線型分子，而是由分子內的氫鍵作用使之卷曲成螺旋狀，每個環(huán)轉含有6個葡萄糖殘基。 直鏈淀粉是由葡萄糖以α一1，4糖苷鍵縮合而成的，聚合度為100～6000之間，一般為幾百。分子量為3萬2~16萬。 （2）支鏈淀粉分子結構 支鏈淀粉是“樹枝”狀結構，A、B和C三種鏈，C鏈是主鏈，每個支鏈淀粉分子只有一條C鏈，一端為非還原端基，另一端為還原端基; A鏈是外鏈，經由α-1，6鍵與B鏈連接，B鏈又經由α-1，6鍵與C鏈連接，A鏈和B鏈平均含20～30個葡萄糖殘基。A鏈和B鏈只有非還原端基。分支之間相距有11～12個葡萄糖殘基，各分支卷曲成螺旋狀。支鏈淀粉分子近似球形，聚合度在1千~3百萬之間。 （四）淀粉的化學性質（水解、糊化、老化) 1. 淀粉的水解 淀粉在酸或酶的作用下，發(fā)生水解反應，分別稱為酸水解法和酶水解法。 （1）酸水解 以無機酸為催化劑水解淀粉，因水解程度不同，其產物也有所不同。 紫色糊精(30個葡萄糖殘基片斷) 紅色糊精(20個葡萄糖殘基片斷) 直鏈淀粉 無色糊精(6個葡萄糖殘基) 麥芽糖 葡萄糖 *不同來源的淀粉對酸水解的難易有差別，馬鈴薯淀粉較玉米、麥、高梁等谷類淀粉易水解，大米淀粉較難水解； *支鏈淀粉較直鏈淀粉易水解； *α—l，4糖苷鍵水解速度較β一l，6糖苷鍵快。 2 淀粉的糊化 （1）淀粉的糊化：未受損傷的淀粉顆粒不溶于冷水，但能可逆地吸收水和輕微地溶脹，但隨著溫度升高，淀粉分子振動劇烈，造成氫鍵斷裂，斷裂的氫鍵與較多的水分子結合。由于水分子的進入造成更長的淀粉鏈段的分離，增加了結構的無序性、減少了結晶區(qū)域，溶液呈糊狀。 （2）糊化溫度：糊化通常發(fā)生在一個狹窄的溫度范圍，較大的顆粒先糊化，較小的顆粒后糊化。淀粉粒溶脹、內部結構破壞的溫度范圍，稱為糊化溫度。 2 淀粉的糊化 （3）影響淀粉的糊化的因素： * 溫度：溫度越高，糊化程度越大。 * 水分活度：水分活度低，不能糊化發(fā)生或糊化程度非常 有限，因為食品成分和淀粉競爭與水的結合而影響淀粉糊化。 * 高濃度糖、脂類等，與直鏈淀粉形成復合物，推遲顆粒的溶脹。 * 在低pH值時，淀粉水解產生糊精而變稀，故糊化使用交聯(lián)淀粉。 * 直鏈淀粉與支鏈淀粉的含量也影響糊化溫度。直鏈淀粉含量越高，淀粉越難以糊化，糊化溫度越高；相反，一些淀粉僅含有支鏈淀粉，一般產生清糊且相當穩(wěn)定。 3 淀粉老化 (1)定義： 淀粉由增溶或分散態(tài)向不溶的微晶態(tài)的不可逆轉變，即大多是直鏈淀粉分子的重新定位。 4 淀粉在食品加工中的作用 1）用于糖果制作過程中的填充劑，也可以作為淀粉糖漿的原料。為了防粘、便于操作，可使用少量淀粉代替有害的滑石粉。 2）作為雪糕、冰棍及罐頭增稠劑，增加制品結著性和持水性。 3）用于稀釋餅干的面筋濃度和調節(jié)面筋膨潤度，解決餅干坯收縮變形的問題。 (字數(shù) : 3436) 評論:0 | 推薦:0 | 引用:0 | 點擊:133 | 收藏 馬鈴薯淀粉的糊化特性、用途及品質改良---于天峰 [轉貼 2007-1-15 8:59:47 ] 發(fā)表者: yn20010427 馬鈴薯淀粉是重要的植物淀粉， 它的生產量和商品量僅次于玉米淀粉， 在所有植物淀粉中居第二位。目前， 我國的馬鈴薯淀粉加工業(yè)處于發(fā)展階段， 馬鈴薯淀粉生產量和商品量在不斷增加， 同時馬鈴薯淀粉的利用也必將趨于專用化 。 我們在重視馬鈴薯淀粉的數(shù)量的同時， 有必要深入認識馬鈴薯淀粉的品種性狀及用途， 并根據(jù)馬鈴薯淀粉的性質及用途， 有針對性地改良馬鈴薯淀粉專用品質， 以生產、加工出適合市場的需要的馬鈴薯淀粉。 馬鈴薯淀粉的糊化特性 植物淀粉加水加熱至60~75℃左右， 淀粉粒急劇大量吸水膨脹， 淀粉粒的形狀破壞， 呈半透明的膠體狀的糊漿， 這一過程即淀粉的糊化。 常溫下， 水分子不能進入淀粉分子內部， 淀粉在水中是穩(wěn)定的。淀粉加熱后， 分子運動加劇， 淀粉吸水膨脹， 進一步加熱， 淀粉粒破壞， 實現(xiàn)糊化。所謂的糊漿就是熱水溶解的直連淀粉和支連淀粉溶液中， 未完全破壞的淀粉粒和破壞的淀粉粒的不均勻的混合狀態(tài)。糊化的淀粉味良， 容易消化， 稱為α淀粉。馬鈴薯淀粉具有區(qū)別于其他淀粉的優(yōu)良的糊化特性。 1.1 糊化溫度低 淀粉能實現(xiàn)糊化的溫度即糊化溫度。馬鈴薯淀粉的糊化溫度平均為56℃， 比谷物淀粉的玉米淀粉(64℃)、小麥淀粉(69℃)以及薯類淀粉的木薯淀粉(59℃)和甘薯淀粉(79℃)的糊化溫度都低[1， 4] 。這是由馬鈴薯淀粉本身的分子結構決定的。馬鈴薯淀粉的分子結構具有弱的、均一的結合力， 給予50~ 62℃的溫度， 淀粉粒一齊吸水膨脹， 糊化產生粘性。而玉米及谷物等淀粉的分子結構是弱力和QL兩種力結合， 具有二段膨脹的性質， 并且屬QL結合， 需比馬鈴薯淀粉高10℃以上的高溫才能實現(xiàn)糊化。 1.2 糊化時吸水力、保水力大 淀粉在冷水中不溶解， 水分子可簡單地進入淀粉粒與親水基結合或吸附， 隨溫度不斷升高， 淀粉粒吸水越來越多， 水分可在淀粉粒中充分保存， 當完成糊化時， 能吸收比自身的重量多400~600 倍的水分， 比玉米淀粉吸水量多25 倍。 1.3 糊漿Z高粘度高 馬鈴薯淀粉的糊漿粘度峰值平均達3000 BU (男爵品種淀粉的糊漿粘度峰值為1380 BU)， 比玉米淀粉(600 BU)、木薯淀粉(1000 BU)、小麥淀粉(300BU)的糊漿粘度峰值都高。并且， 馬鈴薯淀粉本身不同原料加工的淀粉之間糊漿粘度也有差異， 大小范圍為1000~5000 BU 。 1.4 糊漿透明度高 馬鈴薯淀粉本身結構松散， 在熱水中能完全膨脹、糊化， 糊漿中幾乎不存在能引起光線折射的未膨脹、糊化的顆粒狀淀粉。玉米、小麥等淀粉的糊漿一般呈白色混濁， 這種白色混濁的產生， 是由于淀粉的分子結構中含有脂肪酸[1] 。同樣是薯類淀粉的甘薯， 其淀粉分子結構中也有少量的脂肪酸分子[1] 。馬鈴薯淀粉分子結構中結合的磷酸基和不含有脂肪酸是其糊漿透明度的重要原因。 馬鈴薯淀粉的主要用途 目前各類植物的淀粉已開發(fā)出2000 種以上的用途， 這些用途可大體分為以下幾個方面[1， 6~8] 。① 生產糖化制品。淀粉加水分解獲得的葡萄糖、異性化糖、水飴糖等做成清涼飲料、各種食品的調味料。②加工食品。加工面食、火腿、小糕點等。③ 作為酒精發(fā)酵的原料。④做纖維、造紙的粘著劑等。⑤加工變性淀粉。玉米淀粉主要用于糖化制品的生產， 其次， 用于化工淀粉、纖維、造紙、啤酒發(fā)酵等。甘薯淀粉幾乎做糖化原料使用。 馬鈴薯淀粉由于具有糊化溫度低、黏度高、透明度高， 膨脹度大等特性， 除一部分生產糖化制品外， 主要在加工面食類、水畜產加工制品、點心類， 顆粒粉、化工淀粉等方面具有獨特的作用[1，4~7] 。 2.1 面食類 方便面及面條食品中添入馬鈴薯淀粉， 主要有以下幾方面效果。①制品透明度高， 表面光滑， 色澤好; ②大大改善食品的粘性和彈性， 食感好; ③ 對改善方便面的食味的劣化有效果， 只用小麥粉加工的快餐面， 其室溫存放4~6 月后， 食味發(fā)生改變， 調理性惡化， 透明感消失; ④對面的調理時間的改善有效果， 使調理湯溫變低。這樣的效果是其它淀粉不可替代的。 2.2 水、畜產加工制品 用各種粉碎的魚肉或畜肉及淀粉等加工的食品， 其中的水產加工制品是日本傳統(tǒng)的食品之一， 畜產加工制品主要是西餐， 如畜肉火腿等。這樣的食品中加入馬鈴薯淀粉， 主要有以下幾方面效果。 ①起到補強制品彈力、保存制品水分的效果。②食品口感食味好， 肉質不變味。③改進加工工藝， 容易通過加熱工序。 2.3 小點心類 與前面利用點不同的是， 在這里馬鈴薯淀粉是作為主要的原料使用的。一方面利用馬鈴薯淀粉粘度和膨脹度高的特性， 使食品膨化度大， 膨化后產出獨特的食感。同時， 利用糊化溫度低的特性， 加工出口溶性佳的食品。 2.4 顆粒粉 加工中華料理經常加入馬鈴薯淀粉， 可保證材料的風味、形狀和色澤不變， 主要利用的是粘度高和透明度高的特性。 2.5 變性淀粉 淀粉可以進一步用物理、化學的方法或酶制劑的作用改進其性能， 使淀粉分子在化學結構上發(fā)生變化， 獲得變性淀粉。馬鈴薯淀粉顆粒大， 純度高， 糊化溫度低， 在糊化、水洗、脫水、分離、干燥的過程中， 省能源、收集率達， 易于加工成變性淀粉。從馬鈴薯淀粉制造出的糊精、α淀粉、陽離子淀粉等變性淀粉， 保留了馬鈴薯淀粉的粘度特性和透明性， 改變其不加熱不溶解， 不耐老化， 耐熱、酸、酒精弱等性質， 應用于造紙、纖維、食品、醫(yī)藥、生物分解薄膜等廣泛的領域。此外， 馬鈴薯淀粉還應用于加工水晶粉、粉絲、液體調味料等。 3 磷含量對馬鈴薯淀粉粒糊化特性及用途的影響及遺傳改良 馬鈴薯淀粉的糊化性質決定其主要用途， 而馬鈴薯淀粉磷含量是影響淀粉糊化性質重要的性狀[1， 4~7， 9] 。一方面它們使馬鈴薯淀粉具有區(qū)別于其它植物淀粉的糊化性質， 同時由于個體之間淀粉粒大小和磷含量存在差異， 也使不同的原料加工的淀粉的性質和用途有所區(qū)別 。改良磷含量可以獲得不同糊化性質和用途的馬鈴薯淀粉原料品種。 3.1 磷含量 馬鈴薯淀粉分子結構上結合有磷酸基， 這是馬鈴薯淀粉分子結構的特點[1， 2] 。馬鈴薯淀粉磷酸基以共價鍵結合于淀粉分子中， 約70% 是于葡萄糖殘基的6 位結合， 其余于葡萄糖殘基的3 位結合， 每200~400 個葡萄糖基中有一個磷酸基[6] 。一般馬鈴薯淀粉磷含量為600 mg·L-1， 高磷的品種淀粉磷含量可達1000 mg·L-1 以上[4~6] 。 3.2 磷含量和糊化性質 帶負電荷的磷酸基賦予馬鈴薯淀粉一些電解質的性質， 盡管離子電荷不高， 但在水溶液中排斥類似的電荷， 對馬鈴薯淀粉的糊化性質產生影響[1，2] 。 ①由于磷酸基團的親水性大于淀粉分子中的羥基， 有利于淀粉易于吸水膨脹， 實現(xiàn)糊化磷酸使淀粉的吸水膨脹快速、糊化溫度降低。②磷酸使淀粉糊產生高黏性、高透明度， 大量的研究表明: 馬鈴薯淀粉的磷含量和淀粉糊漿粘度之間呈高度的正相關， 即磷酸含量越高的淀粉糊化后， 糊漿粘度越大， 但糊化上升溫度以及達到Z高粘度時的溫度越低。③磷酸和淀粉老化有重要關系。馬鈴薯淀粉的糊漿， 在鹽水中保存， 淀粉膠體在5℃長時間保存時， 會有水分游離出來， 離水率是衡量淀粉老化快慢的主要指標， 離水率大， 淀粉老化快。離水率的測定是測定淀粉在食鹽水中加熱糊化的糊漿， 經5℃溫度保存一周后， 游離的水分的量。磷酸含量和淀粉的老化快慢呈正相關， 一般是磷含量高， 離水率高[4，7]。 3.3不同磷含量的淀粉的利用及遺傳改良鑒于馬鈴薯淀粉磷含量對糊化特性帶來的影響， 形成了不同磷含量的馬鈴薯淀粉在利用上的所區(qū)別。一般認為， 含磷高的馬鈴薯淀粉粒徑大、糊化溫度低、保水性強、離水力大、易老化， 適合于方便面及水晶粉、粉絲等的加工利用， 不適合用于水畜產制品等的加工和生產糖化制品[4~7， 9， 10]。在日本， 粉吹雪(632 mg·L-1)等品種被認為是含磷高的品種， 由于其淀粉含量高， 現(xiàn)在為日本加工淀粉量Z大的品種， 其加工的淀粉不適合于加工水畜產制品。適當?shù)牧缀靠梢赃m合多種用途， 紅丸品種(498 mg· L-1)被認為是全能型含磷品種， 其加工的淀粉適合于多種用途[7，9]。磷含量在不同的馬鈴薯材料間差別較大， 是可以進行遺傳改良的性狀， 如農林1 號的磷含量為471 mg·L-1， 北海黃金和洞斧品種的磷含量達1000 mg·L-1 以上， 通過遺傳改良可篩選不同磷含量的品種[4， 5，7]。在馬鈴薯淀粉品質改良上， 磷含量是作為重要的選擇指標， 應根據(jù)需要， 有針對性地篩選具有一定磷含量的材料。而離水率則是磷含量選擇的重要參考指標[7]。

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