几种淀粉的糊化温度
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淀粉糊化最佳温度淀粉糊化是指淀粉在一定温度下与水发生化学反应,使淀粉颗粒发生溶胀,形成糊状物质的过程。
淀粉糊化的最佳温度是指能够使淀粉达到最佳糊化程度的温度范围。
淀粉糊化温度的选择对于许多食品加工和工业应用来说至关重要。
淀粉是一种多糖类物质,主要存在于植物的种子、根茎和果实中。
它是人类重要的能量来源之一,也是食品加工中不可或缺的原料。
然而,淀粉本身是一种不溶于水的物质,无法直接被人体消化吸收。
为了能够更好地利用淀粉的能量和满足人体对淀粉的需求,我们需要将淀粉进行糊化处理。
淀粉的糊化过程是一个复杂的物理化学过程。
当淀粉与水接触时,水分子会渗透到淀粉颗粒内部,使淀粉分子链发生断裂和重组,形成糊状物质。
淀粉糊化的温度是指在何种温度下,淀粉颗粒能够充分吸水和糊化。
不同类型的淀粉在糊化温度上有所差异。
例如,玉米淀粉的最佳糊化温度约为60-70摄氏度,而马铃薯淀粉的最佳糊化温度约为65-75摄氏度。
这些温度范围是通过实验和研究得出的,可以保证淀粉在糊化过程中充分吸水和形成糊状物质。
淀粉糊化温度的选择不仅与淀粉的类型有关,也与具体的应用有关。
在食品加工中,淀粉的糊化温度会影响食品的质地和口感。
例如,在制作面包时,需要将淀粉进行高温糊化,使面团更加蓬松和有弹性。
而在制作果冻时,需要将淀粉进行低温糊化,使果冻具有透明和口感好的特点。
淀粉糊化温度的选择还与工业应用有关。
在纸浆和纺织工业中,淀粉常被用作粘合剂。
通过调整糊化温度,可以控制淀粉糊化的程度和黏度,从而适应不同的工艺需求。
淀粉糊化的最佳温度是根据淀粉类型和具体应用来确定的。
正确选择糊化温度可以使淀粉充分吸水和糊化,从而达到更好的效果。
在食品加工和工业应用中,合理控制淀粉糊化温度对于产品的质量和工艺的稳定性至关重要。
淀粉糊化率的测定在不同的单元操作中,糊化度依次为:挤压(糊化度80%~95%以上),膨胀(糊化度为80%左右),蒸煮(糊化度为70%~80%)压缩(估计糊化度为60%~70%),加工成本的排列顺序则相反。
所以,在谷物食品的工业生产中,糊化度的测量确定和控制是至关重要的。
淀粉糊化后,其物理、化学特性会发生很大变化,如双折射现象消失、颗粒膨胀、透光率和粘度上升等,所以糊化度的测定方法也有多种,如双折射法、膨胀法、酶水解法和粘度测量法等。
不同的测定方法,得到的糊化度值会有相当大的差异,这是由于测定基础和基准等不同,产生差异是必然的。
当前比较认同的方法是酶法,其次是染料吸收法中的碘电流滴定法。
酶法又分为淀粉糖化酶法、葡萄糖淀粉酶法及β-淀粉酶法等,其基本原理都是利用各种酶对糊化淀粉和原淀粉有选择性的分解,通过对生成物的测量得到准确的糊化度。
1 葡萄糖淀粉酶法通常,糊化淀粉容易被淀粉酶消化,因此可用消化相对百分率来准确计算糊化度。
1.1 仪器与试剂搅拌器,玻璃均质器,l~2ml移液管,恒温水浴,台式离心机。
99%乙醇,2mol/L醋酸缓冲液(pH4.8),10mol/L氢氧化钠,2mol/L醋酸, 2.63μ/ml葡萄糖淀粉酶液,0.025mol/L盐酸。
1.2 测定步骤试样的调制:试样 20g(或20ml),加入200ml浓度为99%的乙醇,投入高速旋转的家用混合器中连续旋转1min,使之迅速脱水。
生成的沉淀用3号玻璃过滤器抽滤,用约50ml浓度为99%的乙醇,接着用50ml乙醚脱水干燥后,放在氯化钙干燥器中,以水力抽滤泵减压干燥过夜,用研钵将其轻轻粉碎,仍保存在同样的干燥器中备用。
1.3 操作将100mg上述的干燥试料放入磨砂配合的玻璃均质器中,加8ml蒸馏水,用振动式搅拌机搅拌至基本均匀为止。
接着将均质器上下反复几次,使之成为均匀的悬浮液。
再用振动式搅拌机均匀化,随即各取悬浮液2ml注入2只容量为20ml的试管中,分别用作被检液和完全糊化检液。
淀粉糊化老化淀粉糊化。
淀粉不溶于冷水中,但它吸水膨胀。
遇热后水分子进入淀粉粒内部,使淀粉粒继续膨胀,其体积可增大几倍至几十倍,悬浮液立即成为粘稠的胶体溶液,这一现象称为“淀粉的糊化作用”。
这时的温度称为糊化温度,小麦的糊化温度为59.5℃~67.5℃。
淀粉粒的糊化温度是焙烤食品生产的一个重要技术参数。
一般在成型前防止糊化,若控制不好,在成型时过黏无法操作。
而在焙烤时,要充分糊化,使产品成熟,不然食用品质差。
淀粉老化。
淀粉老化亦称回升或凝聚。
糊化的淀粉经冷却后,已经展开散乱的胶束分子会收缩靠拢,于是淀粉制品由软变硬。
如果是淀粉溶液则发生混浊现象,溶液溶解度降低,溶质沉淀,沉淀物不能再溶解,也不容易被酶所水解,这种现象叫淀粉的老化。
淀粉老化在面包生产中具有重要意义,它直接影响面包的储存和消化吸收率。
淀粉制品老化后质地变硬、品质变劣、风味变坏、消化吸收率降低。
其影响老化的因素有:1.结构2.温度3.水分4.pH值5.表面活性物质1).温度:老化的最适宜的温度为2~4℃,高于60℃低于20℃都不发生老化。
2).水分:食品含水量在30~60%之间,淀粉易发生老化现象,食品中的含水量在10%以下的干燥状态或超过60%以上水分的食品,则不易产生老化现象。
3).酸碱性:在PH4以下的酸性或碱性环境中,淀粉不易老化。
4).表面活性物质:在食品中加入脂肪甘油脂,糖脂,磷脂,大豆蛋白或聚氧化乙烯等表面活性物质,均有延缓淀粉老化的效果,这是由于它们可以降低液面的表面能力,产生乳化现象,使淀粉胶束之间形成一层薄膜,防止形成以水分子为介质的氢的结合,从而延缓老化时间。
5).膨化处理:影响谷物或淀粉制品经高温、高压的膨化处理后,可以加深淀粉的α化程度,实践证明,膨化食品经放置很长时间后,也不发生老化现象,其原因可能是:a.膨化后食品的含水量在10%以下b.在膨化过程中,高压瞬间变成常压时,呈过热状态的水分子在瞬间汽化而产生强烈爆炸,分子约膨胀2000倍,巨大的膨胀压力破坏了淀粉链的结构,长链切短,改变了淀粉链结构,破坏了某些胶束的重新聚合力,保持了淀粉的稳定性。
直链淀粉和糊化温度关系直链淀粉是一种多糖类化合物,它由葡萄糖分子组成,而葡萄糖分子是通过α-1,4键连接在一起的。
直链淀粉具有一定的糊化温度,这是因为随着温度的升高,直链淀粉分子中的α-1,4键会变弱,从而导致纤维状的淀粉分子逐渐变为球状分子。
这种变化过程称为糊化。
直链淀粉的糊化温度与其分子结构有关。
直链淀粉分子中的α-1,4键连接方式使得其分子链较为直线,因此需要较高的温度来打破分子链之间的相互作用力,使其分子链逐渐变为球状。
实验表明,直链淀粉的糊化温度一般在60℃到80℃之间,但具体的糊化温度还与直链淀粉的结构有关。
直链淀粉的结构有三种类型:A型、B型和C型。
A型直链淀粉分子链较长,分子内部有较多的支链,因此糊化温度较高,一般在70℃到80℃之间。
B型直链淀粉分子链较短,分子内部的支链较少,因此糊化温度较低,一般在60℃到70℃之间。
C型直链淀粉分子链长度和支链数量介于A型和B型之间,因此糊化温度也介于A型和B型之间。
除了直链淀粉的结构类型外,还有其他因素会影响直链淀粉的糊化温度。
例如,直链淀粉的含水量越高,糊化温度也越高。
这是因为水分子可以与直链淀粉分子中的氢键相互作用,使得氢键变得更加稳定,从而增加了分子间的相互作用力,导致需要更高的温度来糊化直链淀粉。
此外,直链淀粉的pH值、离子浓度等因素也会影响其糊化温度。
直链淀粉的糊化温度与其分子结构、含水量、pH值、离子浓度等因素有关。
不同类型的直链淀粉糊化温度不同,但一般在60℃到80℃之间。
研究直链淀粉的糊化温度有助于深入了解其分子结构和性质,为其在食品工业、医药工业等领域的应用提供理论基础。
第24卷第10期农业工程学报V ol.24 No.102008年10月 Transactions of the CSAE Oct. 2008 255几种淀粉的糊化特性及力学稳定性付一帆,甘淑珍,赵思明※(华中农业大学食品科技学院,武汉 430070)摘 要:为探索淀粉糊化的力学稳定性,以不同来源淀粉为原料,采用快速黏度分析仪于不同搅拌速度下,研究外力作用对淀粉糊化特性的影响,为淀粉质食品的品质控制提供依据。
结果表明,不同来源淀粉的黏度曲线及其力学稳定性有差异。
以小麦淀粉的糊化温度最低;马铃薯淀粉糊的黏度和温度稳定性最大;马铃薯和莲子淀粉的峰值黏度较高,冷糊稳定性好;莲子淀粉的热糊稳定性差;玉米淀粉糊易于老化。
外力作用对淀粉糊的黏度曲线有影响。
较强的外力作用后,会导致淀粉糊的强度、黏度和糊化温度降低,改善热糊稳定性和冷糊稳定性。
淀粉糊化的力学稳定性与其颗粒强度有关,较大颗粒强度的淀粉的力学稳定性较好。
关键词:淀粉,力学稳定性,黏度,糊化中图分类号:TS210.1,TS201.7 文献标识码:B 文章编号:1002-6819(2008)-10-0255-03付一帆,甘淑珍,赵思明. 几种淀粉的糊化特性及力学稳定性[J]. 农业工程学报,2008,24(10):255-257.Fu Yifan, Gan Shuzhen, Zhao Siming. Gelatinization characteristics and mechanical stability of various starch sources[J]. Transactions of the CSAE, 2008,24(10):255-257.(in Chinese with English abstract)0 引 言淀粉质食品是重要的食品种类,其制作通常要在一定的湿热和外力作用[1,2]下形成溶胶和凝胶,进而完成某种食品的加工。
不同来源的淀粉在分子结构和性质上均有较大差异[3-9],这些都会导致其糊化特性的差异[3]。
淀粉的糊化和淀粉糊张力田 (华南理工大学,广州市 510641) 淀粉是天然光合成,微小颗粒存在,不溶于水,一难被酶解。
这种颗粒的直接应用很少,一般是利用其糊化性质,在水的存在下加热,使颗粒吸水膨胀,形成水溶粘稠的糊,应用所得的淀粉糊。
淀粉的糊化性质和淀粉糊的性质关系应用,至为重要。
1 淀粉的糊化 淀粉颗粒不溶于水,但在水中能吸收少量水分,颗粒稍膨胀。
普通玉米淀粉和马铃薯淀粉在水中所含平衡水分大约28%和33%。
这种吸水和膨胀现象是可逆的,水分被干燥后仍恢复原来的颗粒结构大小。
混淀粉于水中,不停地搅拌。
颗粒悬浮于水中,形成白色悬浮液,称为淀粉乳。
加热淀粉乳,颗粒随温度的升高,吸水更多,膨胀更大,达到一定的温度,原淀粉结构被破坏,吸水膨胀成粘稠胶体糊。
这种现象称为糊化,其温度称为糊化温度,形成的胶体称为淀粉糊。
淀粉的糊化温度在不同品种间存在差别,同一种淀粉在大小不同的颗粒间也存在差别。
大颗粒易棚化,糊化温度低,小颗粒难糊化,糊化温度高。
一淀粉颗粒的差别很大(2~150μm),淀粉乳受热,其中大颗粒先糊化,接着更多颗粒糊化,最后小颗粒糊化。
糊化温度是一个范围,相差约10℃,并不是一个固定的温度值。
玉米淀粉糊化温度为62~72℃,马铃薯淀粉糊化温度为56~68℃。
淀粉的糊化是吸热反应,热破坏淀粉分子间氢键,颗粒膨胀、吸水,结晶结构被破坏,偏光十字消失。
一种常用的测定糊化温度方法便是利用这种性质 ,偏光十字消失温度为糊化温度。
此方法应用偏光显微镜和电加热台,操作简单,结果可靠。
混少量淀粉样品入水中,浓度约0.1%~0.2%,取样滴于玻片上,约合100 ~200 个淀粉颗粒,四周围滴以甘油或矿物油,盖上玻片,置于电加热台上,约2 ℃/min 速度加热,经偏光显微镜观查,有颗粒偏光十字消失为糊化开始温度,随温度上升,更多颗粒糊化,约98 %颗粒糊化,便为糊化完成温度。
少量较小颗粒糊化困难,忽略之。
根据颗粒糊化的数量,还能估计约50 %颗粒被湖化,其温度为玉米淀粉62 -67 -72 ℃,马铃薯淀粉56 一63 - 68℃,木薯淀粉52- 57 - 64 ℃ 。
淀粉的制取与加工淀粉加工是利用具有不溶解于冷水、比重大于水以及与其他成分比重不同的特性进行物理的分离过程。
淀粉的用途十分广泛。
在食品工业中,淀粉是食品加工的原料。
在医药、发酵、纺织、造纸、粘胶、冶金、石油等工业中,淀粉是上千种产品的中间原料。
淀粉加工是农产品加工的一个非常重要的方面。
第一节淀粉生产的原料及淀粉的理化性质一、淀粉生产的原料淀粉虽然广泛地存在于各种植物体中,但作为生产淀粉的原料,必须具备淀粉含量高、易于提取、加工成本低、容易贮藏、副产品利用价值高等特点。
因此,用作生产淀粉的原料,主要有薯类、谷类和豆类等。
几类主要的淀粉原料特性如下:(一)禾谷类在禾谷类作物中,玉米、小麦等是生产淀粉的重要原料。
特别是玉米,它是工业化生产淀粉的主要原料。
1、玉米。
玉料是淀粉生产的主要原料之一。
具有淀粉品位高、质量好、生产成本低以及副产品利用价值高等特点。
目前,玉米淀粉的产量和质量,常因品种不同而有所差异。
在一般条件下,根据玉米的化学组分分析,其含水分13%,脂肪4.5%,淀粉70%,灰分2.0%,蛋白质8.5%,糖2%。
一般黄玉米较白玉米的淀粉含量高,粉质玉米较角质玉米的淀粉含量主高。
2、小麦。
小麦是主要粮食作物之一。
根据小麦的化学组分分析,其含水分9%-18%,脂肪1.5%-2%,淀粉60%-70%,纤维素2%-2.5%,糖2%-3%,灰分1.5%-2%。
小麦的淀粉含量较高,但含有面筋蛋白质,遇水则生成面筋,与淀粉不易分离。
小麦淀粉的生产一般以面粉为原料,其淀粉的产率为55%,同时还可得一以20%左右的次级淀粉和10%-15%的面筋。
(二)薯类薯类作物种类很多,作为生产淀粉的原料主要有甘薯、木薯和马铃薯等。
小型淀粉厂多用薯类作原料。
1、甘薯。
甘薯又名红薯,也称地瓜。
根据甘薯的组分分析,其含量水分72.4%,水化合物25.2%,蛋白质2%,粗纤维0.4%,脂肪0.2%,无机盐0.8%以及各种维生素等。
在碳水化合物中,以淀粉为主,蔗糖含5%,还含少量的糊精、单糖和戊糖等。
淀粉糊化的原理
淀粉糊化是指淀粉在加热过程中,由于受热的影响而失去结晶水,形成胶状物质的过程。
淀粉糊化的原理主要涉及两个方面:分子结构和物理化学变化。
首先,淀粉是由两种多糖类分子组成的聚合物:直链淀粉和支链淀粉。
直链淀粉含有α-1,4-葡萄糖键,而支链淀粉还含有α-1,6-葡萄糖键。
淀粉的纤维结构使得其在室温下呈现半晶体结构,形成了一种稳定的形态。
然而,当淀粉暴露于高温或湿热条件下时,其中的高糖基团在能量输入下开始运动。
这会导致分子中的氢键和范德华力弱化,淀粉的晶格结构开始破坏。
加热过程中,温度超过淀粉的玻璃化温度(约58-64℃),淀粉分子之间的相互作用逐渐减弱,
导致结晶区域的水分子被释放出来。
同时,加热还导致淀粉分子的变性。
淀粉分子在高温下会发生内部的断裂和重组,形成部分覆盖颗粒表面的胶体物质。
这些糊化淀粉分子通过荡钝部分颗粒间距和聚集在一起的方式形成了胶状物质。
总的来说,淀粉糊化的原理可以归结为温度升高,淀粉分子中的水分子被释放,分子间相互作用减弱,导致淀粉结构的破坏和形成胶状物质的过程。
这种糊化的淀粉在食品加工中常用于增加黏性、改善质地和增强口感等目的。