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什麼是變性澱粉

日期:2016/10/31 9:10:25      編輯:澱粉

  一、預糊化澱粉:

  澱粉的糊化:澱粉粒在適當溫度下(各種來源的澱粉所需溫度不同,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。糊化作用的本質是澱粉粒中有序及無序(晶質與非晶質)態的澱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,水分進入澱粉粒的非晶質部分,體積略有膨脹,此時冷卻干燥,顆粒可以復原,雙折射現象不變;(2)不可逆吸水階段,隨著溫度升高,水分進入澱粉微晶間隙,不可逆地大量吸水,雙折射現象逐漸模糊以至消失,亦稱結晶“溶解”,澱粉粒脹至原始體積的50~100倍;(3)澱粉粒最後解體,澱粉分子全部進入溶液。

  糊化後的澱粉又稱為α-化澱粉。將新鮮制備的糊化澱粉漿脫水干燥,可得易分散與涼水的無定形粉末,即“可溶性α-澱粉”。

  2、澱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。工業上常用粘度測定法,溶脹和溶解度的測定。

  二、酸變性澱粉

  在糊化溫度以下,用無機酸處理澱粉,改變其性質的產品稱為酸變性澱粉。

  反應機理:在用酸處理澱粉的過程中,酸作用於糖苷鍵使澱粉分子水解,澱粉分子變小。澱粉顆粒是由直鏈澱粉和支鏈澱粉組成,前者具有α-1,4鍵,後者除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。由於澱粉顆粒結晶結構的影響,直鏈澱粉分子間經由氫鍵結合成晶態結構,酸滲入困難,其α-1,4鍵不易被酸水解。而顆粒中無定形區域的支鏈澱粉分子的α-1,4鍵、α-1,6鍵較易被酸滲入,發生水解。

  工藝與原理:通常制取酸變性澱粉是使用濃澱粉淤漿,含固量約為36%~40%,加熱到糊化溫度之下(常為40~60℃),加入無機酸並攪拌一個小時或幾個小時。當達到所要求的酸度或轉化度時,三、氧化澱粉

  許多試劑都能氧化澱粉,但是工業生產中最常用的是鹼性次氯酸鹽。用次氯酸鹽氧化的澱粉被稱為“氯化澱粉”(雖然處理中並沒有把氯引進澱粉分子內)。

  澱粉乳漿的次氯酸鹽氧化是在鹼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、鹼和澱粉的濃度。用約3%的氫氧化鈉溶液調節pH至8~10,在規定時間內添加有效氯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,並中和反應中生成的酸性物質。改變時間、溫度、pH值、澱粉品種、次氯酸鹽濃度和次氯酸鹽添加速度,能夠生產出多種不同的產品。當氧化反應達到要求程度時,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。

  四、變性澱粉的分類

  目前,變性澱粉的品種、規格達兩千多種,變性澱粉的分類一般是根據處理方式來進行。

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

  (2)化學變性:用各種化學試劑處理得到的變性澱粉。其中有兩大類:一類是使澱粉分子量下降,如酸解澱粉、氧化澱粉、焙烤糊精等;另一類是使澱粉分子量增加,如交聯澱粉、酯化澱粉、醚化澱粉、接枝澱粉等。

  (3)酶法變性(生物改性):各種酶處理澱粉。如α、β、γ-環狀糊精、麥芽糊精、直鏈澱粉等。

  (4)復合變性:采用兩種以上處理方法得到的變性澱粉。如氧化交聯澱粉、交聯酯化澱粉等。采用復合變性得到的變性澱粉具有兩種變性澱粉的各自優點。

  另外,變性澱粉還可按生產工藝路線進行分類,有干法(如磷酸酯澱粉、酸解澱粉、陽離子澱粉、羧甲基澱粉等)、濕法、有機溶劑法(如羧基澱粉制備一般采用乙醇作溶劑)、擠壓法和滾筒干燥法(如天然澱粉或變性澱粉為原料生產預糊化澱粉)等。

  五、變性澱粉的性質

  天然澱粉的可利用性取決於澱粉顆粒的結構,直鏈澱粉和支鏈澱粉的含量;不同來源的澱粉原料在性質上存在差異,因而不同來源澱粉的可利用性不同。

  天然澱粉在現代工業中的應用,特別是在新技術、新工藝、新設備采用的情況下是有限的。大多數的天然澱粉不具備很好的性能,根據需要,結合澱粉的結構合理化性質開發澱粉變性技術,生產具有更優良性質的變性澱粉,使之應用方便,且適合新技術操作的要求,開辟其新的用途,拓展市場空間。

  變性的主要作用是改變糊化和蒸煮特性,主要改變以下性質:

  (1)糊化溫度:解聚使糊化溫度(GT)下降;非解聚時糊化溫度有升高也有下降,一般澱粉分子中引進親水基團可增強澱粉分子與水的作用,使GT下降。交聯起阻擋作用,不利水分子進入,使GT升高。高直鏈澱粉結合緊密,晶格能高,較難糊化。

  (2)澱粉糊的熱穩定性:一般谷類澱粉的熱穩定性大於薯類;通過接枝或衍生某些基團,從而改變基團大小或架橋,可使澱粉糊的熱穩定性增加。

  (3)澱粉糊的冷穩定性:澱粉結構中引入親水基團,造成空間障礙,分子不易重排。此外親水基團的引入使親水作用增強,強化了與水的結合力,使澱粉脫水作用下降。

  (4)抗酸的穩定性:盡可能使澱粉結構改變成為網狀結構,使澱粉能耐pH值3-3。5的酸性。

  (5)抗剪切力:一般抗酸的澱粉也抗剪切。

  (6)復合改性:具有多種功能。

  變性澱粉的性質取決於下列一些因素。澱粉的來源(玉米、薯類、小麥、大米等)、與處理(酸解或糊精化等)、直鏈澱粉和支鏈澱粉的比例或含量、分子量分布的范圍(粘度或流動性)、衍生物的類型(酯化、醚化等)、取代基的性質(乙酰基、羟丙基等)、取代度(DS)或摩爾取代度的大小、物理形狀(顆粒狀、預糊化)、締合成分(蛋白質、脂肪酸、磷化合物)或天然取代基。也就是說,不同來源的澱粉,采取不同的變性方法、不同的變性程度,相應可得到不同性質的變性澱粉產品。變性澱粉的性質主要考察以下幾個方面:糊的透明度、溶解性、溶脹能力,凍融穩定性、粘度及穩定性,耐酸、耐剪切性,粘和性,老化性、乳化性。

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