http://www.achnetzone.com

淀粉与变性淀粉常识

  变性淀粉知识和应用 APPLICATION AND KNOWLEDGE OF MODIFIED STARCH ●变性淀粉的概念 变性淀粉是在原淀粉的基础上,通过物理、化学或 生物的方法,改变淀粉的颗粒结构,从而赋予其原 淀粉所不具备的性质,这样的淀粉我们称之为变性 淀粉。 ●变性淀粉的称呼 改性淀粉 修饰淀粉 淀粉衍生物 Modified starch ●为什么做变性淀粉 我们利用变性淀粉就是利用变性淀粉所带来的不同于原淀粉 的性质。这些性质主要包括: ▲改善制成品的口感 ▲改善制成品的组织状态 ▲改善产品的加工性能 ▲改善产品的耐受能力 ●认识淀粉的基本性质 了解变性淀粉的优越性,我们须先了解淀粉的基本性质: 纯净的淀粉是一种白色粉末 通常由1~100μm大小的颗粒组成 我们的祖先在很早以前就学会了使用淀粉加工食物 淀粉颗粒不溶于水,在冷水中搅拌形成悬浮液,但放臵几分 钟后淀粉颗粒重新沉淀 熟化的淀粉可以被人体消化吸收,并提供能量,但生淀粉不 容易被消化 ●淀粉的来源 大多数高等植物的所有器官都含有淀粉,除高等植物以外,某些原生 动物、藻类、以及细菌中都可以找到淀粉粒。 谷物:玉米、高粱、大米、小麦、糯玉米 淀粉 块茎:马铃薯 块根:木薯、甘薯、葛根 髓:西米 每种淀粉根据其植物的来源加以命名,如玉米淀粉、马铃薯淀粉、小麦 淀粉,以此类推。 淀粉的性质随其原料来源而不同 ●加工淀粉的原料 §马铃薯(Potato) 马铃薯又名土豆、 洋芋、山药蛋、荷兰 薯。原产于拉丁美洲, 十六世纪由西方传教 士带入我国。 马铃薯已在欧洲 广泛种植,在我国主 要分布在西南、西北 和东北。 马铃薯是一年生茄科草本植物,是 继小麦、水稻、玉米、大麦之后的 第五大农作物,现有140多个国家 栽培生产,世界年栽培马铃薯总面 积近3亿亩 在欧洲马铃薯被誉为“第二 面包”,因为马铃薯是营养 丰富,包含了多种维生素和 矿物质,其中淀粉含量 10~15% §木薯(Tapioca、Cassava) 木薯又称为树薯,树番薯、 南洋薯、槐薯、番葛等。 主产于巴西、泰国、菲律宾 等国家。木薯传入我国已有 180多年的历史,首先在两广 地区栽培,而后扩大到福建、 云贵、湖南、江西等地区。 木薯属大戟科木薯属,在热 带、亚热带为多年生,在温 暖带为一年生灌木。鲜薯中 含有毒性物质氰酸。 木薯淀粉是一种典型 的根类淀粉。鲜薯中 含有大约28%的淀粉。 §玉米/糯玉米(Corn / Waxy Corn) 目前美国是世界上生产 玉米产量最大的国家。 除普通玉米外,玉米品种还有 糯玉米、高直链玉米、高油玉 米、高赖氨酸玉米和甜玉米, 但目前用于提取淀粉的还主要 集中在玉米和糯玉米。 糯玉米原产于我国,后来 被美国引入广泛种植。糯 玉米又称蜡质(Waxy)玉 米,是因为其胚乳呈蜡状。 糯玉米淀粉含有几乎100% 的支链淀粉。糯玉米和普 通玉米的淀粉含量相差不 大,约占60%。 §其它淀粉原料 小麦 高粱 西米 葛根 甘薯 小麦淀粉在许多国家是提取小麦蛋白质后的副产品, 虽然小麦是世界第一大农作物,但仅有0.4%的量用 于加工为淀粉。 高粱也很少用于提取淀粉,其淀粉性质与玉米淀粉 相似,高粱也有糯高粱。 西米淀粉由西米棕榈树的髓 中制得,主产于印度尼西亚 等地。 葛根淀粉是从各种特殊的马 让他(Maranta)的根中提 取,主产于西印度群岛。 中国是种植甘薯的大国,但 目前提取甘薯淀粉还未形成 规模。 ●淀粉的形成过程 淀粉粒的形成,最初是由未知化学 成分的物质无章地聚集开始,而后 形成极微量的不溶性多糖的沉积, 它也成了淀粉进一步沉积的核心。 此核心就是淀粉颗粒的中心,称之 为脐点(Hilm),围绕这一中心颗 粒进一步长大,初期近似球形,长 大后形状逐渐变化。 ●不同种类淀粉的比较 §不同淀粉颗粒形态 马铃薯淀粉 木薯淀粉 玉米淀粉 糯玉米淀粉 小麦淀粉 芭蕉芋淀粉 ●不同种类淀粉的比较 §不同淀粉糊丝长短 马铃薯淀粉 木薯淀粉 玉米淀粉 糯玉米淀粉 小麦淀粉 芭蕉芋淀粉 ●不同种类淀粉的比较 §不同淀粉老化性比较 马铃薯淀粉 木薯淀粉 玉米淀粉 糯玉米淀粉 小麦淀粉 芭蕉芋淀粉 ●不同种类淀粉的比较 §不同淀粉透明度 ●淀粉的化学结构及性质 §葡萄糖单元环(glucose)与 糖甙键(linkages) 淀粉中主要有α-1,4糖甙键 和α-1,6糖甙键,在极少数 淀粉中科学家们证明了α-1, 3糖甙键的存在 §淀粉与纤维素的区别 同样是碳水化合物由于连 接葡萄糖单元环的糖甙键 不同导致纤维素不能消化 §直链淀粉/支链淀粉结构 α-1,4糖甙 键连接葡萄 糖单元环构 成直链淀粉, 支链淀粉的 分支淀粉由 α-1,6糖甙 键连接。 大多数淀粉 都具有这两 种淀粉,但 糯性淀粉的 支链含量可 达100%。 §淀粉链的排列结构 淀粉颗粒中淀粉链是以辐 射状排列,紧密有序的排 列和相互之间的氢键作用 构成了淀粉的结晶区和非 结晶区,X-光衍射图证实 了淀粉颗粒中存在结晶区。 §淀粉颗粒的偏光十字(Maltese cross) 马铃薯淀粉颗粒在显微 偏光/普通光下比较 普通光学显微镜下淀 粉颗粒偏光十字现象 淀粉在偏光下观察,通常可以看到一个明显 的偏光十字,十字的交叉点与淀粉颗粒的脐 点重合,淀粉的这种现象证明了淀粉颗粒存 在辐射状的组织结构。当淀粉颗粒糊化后, 有序的结构被打乱,偏光十字消失。 §淀粉颗粒膨胀和糊化 (40℃) 淀粉在冷水中是以不溶性悬浮颗粒 (60℃) (淀粉乳)形态存在。 当水被加热到某个温度(糊化温度) 时,水分子进入到淀粉颗粒中,颗 粒迅速膨胀并伴随粘度增加,形成 淀粉糊。此过程称之为淀粉的糊化。 §糊化过程淀粉颗粒的变化 淀粉糊化过程中, 淀粉颗粒由小变 大。 当膨胀达到极限 时,随温度的升 高和搅拌力的作 用,颗粒开始破 碎,伴随粘度下 降。 大多数的淀粉达 到膨胀极限时, 就构成了淀粉糊 的峰值粘度。 §淀粉糊的陈化 概念:淀粉糊的“陈化”俗称“老化”,是指淀粉糊从溶解、 分散、无定型状态返回至不溶解、聚集或结晶状态,这是由于 淀粉链失水重新缔合的结果。 淀粉糊的陈化具有以下效应: 粘度增加 氢键 糊 化 水 陈 化 呈现不透明和浑浊 在热糊表面形成不溶解的粉皮 不溶性的淀粉粒沉淀 稀溶液 浓溶液 溶胶 凝胶 凝沉 形成胶体 脱水收缩 ●淀粉的理化检测 §淀粉糊的粘度及测量仪器 概念:粘度是流体的内摩擦,是一层流体对另一层流体相对 运动时的阻力。包括动力粘度、运动粘度、相对粘度和条件粘度 常见的粘度计:RVA、旋转式粘度计(Brookfield、NDJ) 、 Brabender NDJ-97 Brookfield RVA Brabender NDJ-1 §Brabender粘度曲线 峰值粘度 崩解值 峰值温度 糊化温度 凝沉值 开始糊化 特点:可以测量淀粉在整个糊化过程中的粘度变化,并反映其稳定性。 一般测试条件:35℃ 1.5℃/min 95℃ 升温 保温30min 1.5℃/min 50℃ 降温 保温30min ●变性淀粉的反应机理 不同类的变性淀粉具有不同的反应机理,化学变性淀粉大 多数是反应剂与淀粉分子中葡萄糖单元环上的-OH起反应。 结构示意图: 葡萄糖单元环 ●食用变性淀粉的常见种类 物理变性 预糊化淀粉 醋酸酯化淀粉 交联淀粉 变 性 淀 粉 氧化淀粉 化学变性 醚化淀粉 磷酸酯淀粉 羧甲基淀粉 酸变性淀粉 复 合 变 性 淀 粉 生物变性 酶水解淀粉 ●不同变性淀粉性质特点 ▲预糊化淀粉 ▲醋酸酯化淀粉 冷水可溶形成粘度,无须加热,使用方便 糊化温度降低,粘度、透明度和保水稳定性提高 ▲交联淀粉 ▲氧化淀粉 ▲醚化淀粉 ▲磷酸酯淀粉 ▲羧甲基淀粉 耐受能力提高,糊丝短,体态细腻 粘度降低,成膜性好,凝胶能力增强 糊化温度降低,粘度升高,抗老化能力提高 保水能力提高,具有一定的乳化性 强水溶性,溶于冷水,粘稠度高,透明度高 ▲酸变性淀粉 ▲复合变性淀粉 热粘度降低,可配制高浓度淀粉糊 可以综合不同变性方式的优点 ●醋酸酯化淀粉 醋酸酯化反应: CH2OH CH2OH CH2OH CH2OH O O O O O + H C-C=O H H H C-C=O H H NaOH O pH 8.0-9.0 H H H O O O O O + H H C-C=O H O O Na sodium acetate C-C=O acetic anhydride acetate group ●醋酸酯化淀粉的性质特点 粘度曲线: 醋酸酯化变性淀粉曲线 原淀粉曲线 ●交联淀粉 a.三偏磷酸钠交联反应: CH2OH CH2OH CH2OH CH2OH O O O O O O O O O O CH2OH CH2OH CH2OH CH2OH O O O O O phosphorous oxychloride - NaOH O O O O O O NaO-P=O O - ●交联淀粉 b.己二酸交联反应: CH2OH CH2OH O O O O O O-C-CH3 _ C=O = CH2OH CH2OH O O O O O O O _ C=O _ _ (CH2)4 O + O O O _ _ NaOH (CH2)+ 4 C=O + 2 _ C=O _ O O O O O Na O-C-CH3 adipic anhydride CH2OH CH2OH O CH2OH CH2OH = O-C-CH3 O sodium acetate = O O ●交联淀粉的性质特点 粘度曲线: ●交联淀粉的性质特点 交联程度对粘度的影响 交联程度 粘度 低 中 高 原淀粉 50 °C 95 °C 95 °C 50 °C ●交联淀粉的性质特点 粘度曲线: 交联淀粉 原淀粉 ●氧化淀粉 次氯酸钠氧化反应: CH2OH CH2OH O O O O O + NaCLO NaOH pH = 11 + + NaCL Sodium hypochlorite ●氧化淀粉的性质特点 粘度曲线: ●变性淀粉的应用 变性淀粉的应用是根据其性质来选择,性质则由上述原料类型、 分子结构、变性方式和程度共同决定。 正是由于变性淀粉的多样性,变性淀粉已广泛应用于食品行业,顶峰公司目 前应用的食品领域有: ▲方便食品 ▲速冻食品 ▲酱类制品 ▲乳制品 ▲肉制品 ▲糖果制品 ●变性淀粉在油炸方便面应用 ●变性淀粉在酱类应用 ●变性淀粉在酸奶应用 ●变性淀粉在低温肉制品应用 ●变性淀粉在食品应用中的三大优势 食用安全 种类多样 与其它食品添加剂相比,由于变性淀粉的 主体是天然淀粉,一定变性程度的淀粉可以被人体完全消化吸 收。所以变性淀粉是一种安全的食品添加剂。 变性淀粉的变性方法众多、变性程度可 调,使变性淀粉更适合于不同食品的加工要求。 方便高效 与其它胶类增稠剂相比,淀粉没有化胶工 序,生淀粉很容易调成淀粉乳,并且食品加工一般都有加热/ 杀菌工序,变性淀粉遇水加热糊化后即可起作用。

郑重声明:本文版权归原作者所有,转载文章仅为传播更多信息之目的,如作者信息标记有误,请第一时间联系我们修改或删除,多谢。