變性淀粉的13種特性的含義解析

淀粉糊化淀粉在常溫下不溶于水，但當(dāng)水溫升高時，淀粉的物理性能發(fā)生明顯變化，在高溫下開始溶脹、分裂形成均勻糊狀溶液的特性，稱作淀粉的糊化。淀粉糊化后的水體系行為直接表現(xiàn)為粘度增加，淀粉糊特性是由淀粉類型，淀粉濃度，加熱處理方式及變性方式及程度所決定的，不同的淀粉糊在淀粉糊粘度，熱穩(wěn)定性，透明度，抗剪切力，凝膠能力，凝沉性、成膜性、耐酸堿能力等特性方面存在很大差別。淀粉的糊化表現(xiàn)在：天然淀粉的晶體結(jié)構(gòu)消失、分子變得雜亂無序、淀粉顆粒膨脹、支鏈淀粉分子從淀粉顆粒中脫離出來、抗化學(xué)試劑或酶解的能力減弱，黏度增加、淀粉分子的柔性增大、透明度增大等。淀粉要完成整個糊化過程，必須要經(jīng)過三個階段：即可逆吸水階段、不可逆吸水階段和顆粒解體階段。淀粉的糊化溫度淀粉糊化溫度一個溫度范圍，雙折射現(xiàn)象開始消失的溫度稱為開始糊化溫度，雙折射現(xiàn)象完全消失的溫度稱為完全糊化溫度。淀粉老化、回生（凝沉或回凝）淀粉老化也稱淀粉回生、凝沉或回凝，指經(jīng)完全糊化的淀粉在較低溫度下自然冷卻或緩慢脫水干燥時，使淀粉糊化時被破壞的淀粉分子氫鍵再度結(jié)合，分子重新變成有序排列的現(xiàn)象。淀粉老化是淀粉糊化的逆過程，已經(jīng)溶解膨脹（糊化）的淀粉分子重新排列，線性分子締和，溶解度減小，形成一種類似天然淀粉結(jié)構(gòu)的物質(zhì)。淀粉溶液或淀粉糊，在低溫靜置的條件下，都有轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗苄缘内呄?，混濁度和粘度都增加，最后形成硬性凝膠塊。

淀粉老化主要表現(xiàn)在：透明度下降，淀粉糊產(chǎn)生渾濁現(xiàn)象，相分離產(chǎn)生沉淀，凝膠硬度上升，水分析出，淀粉分子內(nèi)部產(chǎn)生自組織現(xiàn)象，形成結(jié)晶，抗化學(xué)試劑能力增強，酶解力下降，黏性下降。淀粉老化的過程是不可逆的，不可能通過糊化再恢復(fù)到老化前的狀態(tài)，老化后的淀粉不再溶解，不易被酶作用。淀粉老化包括兩個結(jié)晶階段：第一階段直鏈淀粉快速再結(jié)晶導(dǎo)致淀粉凝膠剛性和結(jié)晶性的增加，一般幾小時或十幾小時內(nèi)完成，第一階段也稱為短期回生。第二階段主要為支鏈淀粉外側(cè)短鏈的緩慢結(jié)晶，往往發(fā)生在糊化后的一周甚至更長時間，這一階段為長期回生。淀粉的凝膠性淀粉顆粒在水中加熱時，淀粉顆粒內(nèi)部結(jié)構(gòu)由有序狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序狀態(tài)，淀粉糊化后大多能形成具有一定彈性和強度的半透明凝膠，凝膠是膠體質(zhì)點或高聚物分子相互連接，搭起架子所形成的多維孔狀結(jié)構(gòu)，是膠體的一種特殊存在形式，性質(zhì)介于固體和液體之間。變性淀粉凝膠的粘彈性、強度等受淀粉原料的不同和變性方式及程度的變化存在明顯差異。用作食品膠凝劑的變性淀粉主要有交聯(lián)淀粉、酸解淀粉和氧化淀粉。磷酸酯雙淀粉代替明膠生產(chǎn)果凍，酸處理和氧化淀粉生產(chǎn)牛皮糖，氧化淀粉代替阿拉伯膠生產(chǎn)膠姆糖等。淀粉糊的凍融穩(wěn)定性凍融穩(wěn)定性即是指淀粉糊液經(jīng)受凍結(jié)和融化交替變化時的穩(wěn)定性。凍融穩(wěn)定性的評判指標(biāo)為析水率，析水率越小，說明淀粉糊的凍融穩(wěn)定性越好。變性淀粉凍融穩(wěn)定性的好壞與淀粉中直支鏈淀粉比例、濃度及淀粉的交聯(lián)程度、交聯(lián)劑種類、交聯(lián)的均勻穩(wěn)定性、酯化程度、醚化程度有關(guān)。淀粉糊的熱穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性，是指淀粉糊的耐熱性，淀粉糊在較高溫度的影響下的形變能力，形變越小，穩(wěn)定性越高，指淀粉糊化后在特定加熱條件下，在加熱周期間內(nèi)一定時間間隔的粘度和其它現(xiàn)象的變化情況。變性淀粉熱穩(wěn)定性中受交聯(lián)程度、交聯(lián)穩(wěn)定性、淀粉顆粒完整度、酯化、醚化取代度大小等多個因素影響。通過接枝或衍生某些基團，改變淀粉基團大小或架橋，可使淀粉的熱穩(wěn)定性增加。淀粉糊冷糊穩(wěn)定性冷糊穩(wěn)定性，是指淀粉糊的抗老化性。冷糊穩(wěn)定性在一定時間間隔內(nèi)，糊液的粘度和其它現(xiàn)象的變化情況。變性淀粉冷糊穩(wěn)定性中受交聯(lián)程度、交聯(lián)穩(wěn)定性、酯化、醚化取代度大小等多個因素影響。淀粉結(jié)構(gòu)中接合親水化學(xué)基團，造成空間障礙，分子不易重排，另外親水基因的引入使親水作用增強，強化了與水的結(jié)合力，使淀粉脫水作用下降，都會提高淀粉糊的冷穩(wěn)定性。淀粉的抗酸穩(wěn)定性抗酸穩(wěn)定性，是指淀粉糊的耐酸性，淀粉糊在較高酸度的影響下的形變能力，形變越小，穩(wěn)定性越高，指淀粉糊化后在特定低pH值條件下，在一定時間間隔內(nèi)的粘度和其它現(xiàn)象的變化情況。變性淀粉的耐酸性受交聯(lián)程度、交聯(lián)劑種類、淀粉顆粒完整度、酯化、醚化取代度大小等多個因素影響，盡可能使淀粉改變結(jié)構(gòu)為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使淀粉可以耐受pH值3~3.5的低酸環(huán)境。淀粉的抗（耐）剪切力淀粉糊液由于受外力而變形時，在糊液內(nèi)各部分之間產(chǎn)生相互作用的內(nèi)力，以抵抗這種外因的作用，并力圖使物體從變形后的位置回復(fù)到變形前的位置，抵抗剪切截面單位面積上的內(nèi)力稱為抗剪切力。剪切力越大的話則剪切作用越強。機械攪拌淀粉糊產(chǎn)生剪切力,引起膨脹淀粉顆粒破裂,粘度降低。變性淀粉的交聯(lián)度、交聯(lián)穩(wěn)定性等因素都影響變性淀粉的耐剪切程度。淀粉糊的透明度透明度是淀粉糊液在標(biāo)準(zhǔn)厚度允許光線透過的程度。透明度是淀粉所表現(xiàn)出的重要的外在特征之一，直接關(guān)系到淀粉類產(chǎn)品的外觀和用途，影響產(chǎn)品的可接受性。變性淀粉糊的透明度受多因素影響，與淀粉來源、分子結(jié)構(gòu)、支鏈淀粉含量、磷含量、變性交聯(lián)程度、酯化、醚化程度等多因素有關(guān)。此外，淀粉糊化后老化產(chǎn)生的凝膠或凝沉作用也會嚴(yán)重影響淀粉糊的透明度。淀粉的溶解性和膨脹度淀粉的相對密度為1.5，淀粉不溶于冷水。直鏈淀粉可溶解于熱水，在熱水中溶脹破裂形成膠體溶液。而支鏈淀粉不溶于熱水，只能在熱水中溶脹糊化。淀粉的溶解度和膨脹度反應(yīng)淀粉與水之間相互作用的大小，膨脹度是指每克干淀粉在一定溫度下吸水的質(zhì)量數(shù)，溶解度是指在一定溫度下，淀粉分子溶解的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。變性淀粉的溶解性和膨脹度受酯化、醚化程度、交聯(lián)程度的影響。乙?；?、羥丙基等親水基團取代度越高，變性淀粉的溶解性和膨脹度越大。相反，交聯(lián)程度越大，變性淀粉的溶解性和膨脹度越小。淀粉的成膜性淀粉在水中加熱煮成糊，將淀粉糊涂抹于固體表面，然后干燥使水分散失，水分散失導(dǎo)致淀粉糊層空間縮小，淀粉鏈之間相互連接，形成交叉網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，水分繼續(xù)散失直至形成有一定強度的薄膜。淀粉膜必須具有所需用途的某些質(zhì)量特性（即所謂成膜性的好壞），性質(zhì)包括：可塑性、內(nèi)強度、水溶性、吸濕性、透明度和光澤度。馬鈴薯和木薯等薯類淀粉所形成的膜較玉米、小麥等普通谷類淀粉形成的膜，具有更高的柔韌性、溶解性、抗張強度和透明度。淀粉的成膜性與其顆粒結(jié)構(gòu)、直鏈淀粉和支鏈淀粉的比例有關(guān)，這些淀粉所固有的特征決定了淀粉的糊化性能，糊化性能則影響著淀粉的成膜性。淀粉糊化后淀粉鏈的松散程度越高，鏈與鏈之間的親和力越大，越易形成強度大的膜，淀粉糊越透明則形成的淀粉膜也透明。普通谷類淀粉膜水溶解性較差的主要原因是這類淀粉直鏈淀粉含量較高，直鏈淀粉組分與脂肪類物質(zhì)結(jié)合影響了水溶性，且谷類淀粉的小直鏈分子干燥成膜時將陳化，不僅本身變得不溶解，還把支鏈淀粉分子纏在不溶性的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)上，因而水溶性大大降低。實際應(yīng)用中常通過變性方法提高淀粉的成膜性。常見成膜性較好的變性淀粉有氧化淀粉、羥烷基淀粉等。以氧化淀粉為例，淀粉經(jīng)過氧化后糊化溫度降低、粘度降低、透明度增高，淀粉顆粒易于破碎和淀粉鏈易于松散，并且引入了一定量的強親水的羧基，因而形成的淀粉膜強度更高，透明度更好，水溶性更佳。淀粉的乳化性乳化是將互不相容的液體形成穩(wěn)定乳液狀的過程，乳化時，分散相以很小的液珠形式均勻分布在連續(xù)相中，乳化劑在液珠表面形成薄膜層或雙電