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1、4.5 淀粉4.5.1 淀粉顆粒及分子結(jié)構(gòu)一、淀粉顆粒在植物的種子、跟部及塊莖中，淀粉以顆粒形狀較獨立地存在。不同植物的淀粉顆粒其顯微結(jié)構(gòu)不同，借此可以對不同來源的淀粉進行鑒別。所有的淀粉顆粒均顯示出一個裂口，稱為淀粉顆粒的臍點；這種顯微結(jié)構(gòu)在偏振光作用下有雙折射，說明淀粉顆粒是球狀結(jié)晶；大部分淀粉分子從臍點伸向邊緣，甚至支鏈淀粉的主鏈和許多支鏈也是徑向排列的。天然狀態(tài)的淀粉顆粒沒有膜，表面簡單地由緊密堆積的淀粉鏈端所組成，好似緊密壓在一起的稻草掃帚表面一般。 直鏈淀粉分子的實際存在形態(tài)并非一條直線，而是以左手螺旋、部分斷開的螺旋或無規(guī)線團的形式存在的。 淀粉分子的螺旋結(jié)構(gòu)既可以是雙螺旋也可以

2、是單螺旋；雙螺旋中每一圈每股包含三個糖基，而單螺旋中每一圈包含六個糖基。支鏈淀粉包括-1,4-糖苷鍵和-1,6-糖苷鍵，其分子中存在有大量的分支，支其中支鏈的長度一般為2030個葡萄糖基。 二、淀粉的糊化及老化（一）淀粉的糊化 -淀粉 淀粉的天然狀態(tài)，分子間靠氫鍵緊密排列，間隙很小，具有膠束結(jié)構(gòu) 水中加熱 膨潤淀粉 水分子浸入膠束內(nèi)部，膠束逐漸被溶解，分子間空隙逐漸增大，體積增加數(shù)十倍 -淀粉 加熱糊化 膠束徹底崩潰，形成被水包圍的淀粉分子，成膠體溶液狀態(tài)淀粉糊化可分為三個階段：a.可逆吸水階段：水分浸入淀粉顆粒的非晶質(zhì)部分，體積略有膨脹；此時如冷卻干燥可以復(fù)原，雙折射顯現(xiàn)不變。b.不可逆吸水

3、階段：隨溫度升高，水分進入淀粉微晶間隙，不可逆大量吸水，結(jié)晶“溶解”。c.淀粉粒解體階段：淀粉分子完全進入溶液。影響淀粉糊化的因素很多，下面簡單總結(jié)一下。 *內(nèi)部因素，即淀粉顆粒的大小、內(nèi)部結(jié)晶區(qū)多少及其它物質(zhì)的含量。一般地，淀粉顆粒愈大、內(nèi)部結(jié)晶區(qū)越多，糊化比較困難，反之則較易。*外部因素：包括水含量、溫度、小分子親水物、有機酸、淀粉酶、脂肪和乳化劑等。 簡單講： 糊化和水含量成正比，水含量越高，糊化越容易； 高濃度的糖可降低糊化速度（主要影響水活度）； 油脂可顯著降低糊化速度和糊化率； 高pH有利于淀粉的糊化，低pH將抑制淀粉糊化； 淀粉酶可使糊化顯著加速； 提高溫度，有利于淀粉的糊化。

4、（二）淀粉老化糊化淀粉重新結(jié)晶所引發(fā)的不溶解效應(yīng)稱為老化。 淀粉老化可看作是淀粉糊化的逆過程，其本質(zhì)是糊化后的淀粉分子在低溫下又自動排列成序，相鄰分子間的氫鍵又逐步恢復(fù)形成致密、晶化的淀粉膠束。但這個過程是不完全的，并不能恢復(fù)到天然淀粉的狀態(tài)。老化的直接結(jié)果是溶解性能變差，加工能力降低。影響淀粉老化的因素 *內(nèi)部因素：主要指直鏈淀粉和支鏈淀粉的比例分子量的大小；直鏈淀粉比例高時易于老化；中等聚合度淀粉易于老化。 *外部因素：包括溫度、水分含量、共存的其它物質(zhì)等。簡單講： 溫度對淀粉老化有明顯的影響；60以上不易老化，由此溫度向下至-2 老化速度不斷增加，-2 -22 老化溫度不斷下降， -22

5、 以下淀粉幾乎不再老化。 當?shù)矸廴芤褐械暮吭?0%60%時老化速度最快，而低于10%時不再老化。 糖、有機酸可阻止淀粉的老化，脂類、乳化劑也可防止淀粉老化，變性淀粉、蛋白質(zhì)可減緩淀粉老化，但果膠則可促使淀粉老化。 淀粉改性 預(yù)糊化淀粉在80以上將淀粉糊化液利用滾筒干燥技術(shù)制成含水量小于10%的干粉用于布丁、餡料及糖霜的生產(chǎn) 酸改性淀粉 22-55條件下用鹽酸或硫酸作用于玉米淀粉，中和干燥得到改性淀粉 用于制造膠姆糖和糖果 醚化淀粉 50下，用環(huán)氧乙烷等醚化劑作用于潮濕淀粉制得 用作食品增稠劑或添加劑磷酸化或乙?；矸?在一定溫度下分別用磷酸或乙酸酐處理淀粉 主要應(yīng)用于冷凍食品 交聯(lián)淀粉 淀

6、粉(干或溶液)與磷酰氯或三偏磷酸鈉或乙二酸作用，使淀粉鏈相互交聯(lián)所得的產(chǎn)品 用作食品膠凝劑、成型劑等 四、多糖的改性多糖的改性指在一定條件下通過物理或化學的方法使多糖的形態(tài)或結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而改變多糖的理化性能的過程。目前已經(jīng)開發(fā)的多糖改性方法及類型以淀粉改性說明如下圖。 淀粉改性機理： 其它多糖類化合物不再討論，自學。特別要注意對于糖類化合物研究進展的了解及食品中常用的一些多糖類化合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)特點。本章應(yīng)重點掌握的內(nèi)容：1.單糖類化合物基本的食品學特性。2.Mailard反應(yīng)的定義、基本過程、主要反應(yīng)及本質(zhì)、影響因素。3.Mailard反應(yīng)對食品品質(zhì)及外觀屬性的影響、目前的研究概括及在食品加工中應(yīng)該考慮的問題。4.焦糖化反應(yīng)中反應(yīng)物的種類、反應(yīng)條件、主要反應(yīng)過程及特點。5.低聚糖的苷鍵類型、主要種類及基本性質(zhì)。6.多糖類物質(zhì)的基本性質(zhì)。 7.淀粉分子的基本結(jié)構(gòu)特點。8.淀粉糊化、老化的本質(zhì)、基本過程及主要的影響因素。