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淀粉知识

淀粉知识

在农作物籽粒、根、块根重点分是经光合作用合成,具有颗粒结构与蛋白质、纤维、油脂、糖、矿物质等共同存在。淀粉颗粒不溶于水,工业上便是利用这种性质,采用水磨法工艺,将非淀粉杂质除去,得到纯度高的淀粉产品。 1、化学组成
    淀粉生产工艺和设备发展很快,已达到和高的技术水平,但还不能将淀粉无完全份除去,产品仍含有很少两杂质。
    淀粉是在水介质中光合作用合成,颗粒含有水分,一般在10-20%,淀粉颗粒水分是与周围空气中水分呈平衡状态存在的,空气干燥会散出水分,空气潮湿会吸收水分。水分的吸收和散失是可逆的。
                     表一 淀粉化学组成
淀粉 水分%

脂(干基%)

蛋白质% 灰分% 磷%
玉米 13 0.60 0.35 0.10 0.015
小麦 14 0.80 0.40 0.15 0.060
粘玉米 13 0.20 0.25 0.07 0.007
马铃薯 19 0.05 0.06 0.40 0.080
木薯 13 0.10 0.10 0.20 0.010
   脂类化合物与链淀粉分子结合成络合结构存在,对淀粉颗粒糊化、膨胀和溶解有强抑制作用。
2、淀粉颗粒
   在光学显微镜,篇光显微镜和扫描电子显微镜下观察,玉米淀粉颗粒较小,呈多三角形;马铃薯淀粉颗粒较大,呈椭圆形;木薯淀粉颗粒有的呈凹形。 表二 不同淀粉颗粒大小
淀粉 大小范围(μm) 平均范围(μm)
玉米 5-25 15
马铃薯 15-100 33
木薯 5-35 20
甘薯 15-55 30
小麦 2-35 --
高粱 5-25 15
大米 3-8 5
   淀粉颗粒具有结晶性结构。颗粒的一部分具有结晶性结构,分子间具有规律性排列。另一部分为无定形结构,分子间排列杂乱,没有规律性。
    淀粉分子具有众多的羟基,亲水性很强,但淀粉颗粒球不溶于水,这是因为羟基之间通过清廉结合的缘故。颗粒中水分也参与氢链的结合。
     淀粉颗粒具有渗透性,水和水溶液能自由渗入颗粒内部。淀粉与稀碘溶液接触很快便蓝色,表明点溶液和块渗入颗粒内部与其中链淀粉起反应呈现蓝色,蓝色的淀粉 颗粒在于硫代硫酸钠溶液相遇时,蓝色有同样很快消失,表明溶液很快渗入颗粒内部。起了反应。这种快速的颜色变化表明,淀粉颗粒具有很高渗透性。工业上采用 化学方法生产变性淀粉便是利用颗粒的渗透性,水起到载体作用。淀粉颗粒内部有结合无定形区域,后者具有较高的渗透性,化学反应主要发生在此区域。
3、直链和支链淀粉
   淀粉是有葡萄糖组成的多糖高分子化合物,有直链状和支链状两种分子。                    表三  不同品种淀粉的直链和支链淀粉含量
淀粉 直链淀粉含量% 支链淀粉含量%
玉米 27 73
粘玉米 0 100
高粱 27 73
粘高粱 0 100
稻米 19 81
糯米 0 100
小麦 27 73
马铃薯 20 80
木薯 17 83
甘薯 18 82
高直链玉米 70 30
    淀粉化学结构式微(C6H10O5)n,n为不定数,因为直链淀粉和支链淀粉多是多种大小的高分子化合物。C6H10O5为脱水葡萄糖单位,淀粉分子是葡 萄糖单位,淀粉分子是葡萄糖脱去水分子单位经由糖疳链连接成的高分子。组成淀粉分子的脱水葡萄糖单位数量称为聚合度,被C6H10O5分子量162乘得淀 粉分子量。
    马铃薯链淀粉聚合度在1000—6000之间,平均约3000,玉米链淀粉聚合度在200—1200之间,平均约为800。支 链淀粉聚合度平均在100万以上,分子量在2亿以上,为天然高分子化合物中最大的。谷物和薯类支链淀粉分子大小相同。淀粉分子间有的是经由水分子经氢链结 合,水分子介于中间,有如架桥。
4、糊化
   混合淀粉于水中,搅拌的乳白色,不透明悬浮液,成为淀粉乳。将淀粉乳加热,淀粉颗粒溪水膨胀,发生在颗粒无定形区域,结晶束具有弹性,仍保持颗粒结构。随 温度上升,吸收水分更多,体积膨胀更大,达到一定温度,高度膨胀淀粉间互相接触,变成半透明的粘稠状,成为淀粉糊。这种由淀粉乳转变成淀粉糊的现象称为糊 化。淀粉发生糊化的温度称为糊化温度。淀粉乳糊化,透明度增高,颗粒的偏光十字消失。淀粉颗粒开始消失便是糊化开始的温度,约98%颗粒偏光十字消失为糊 化完成的温度。
5、淀粉糊
   淀粉在不同工业中用途广泛,几乎都是加热是淀粉乳糊化,应用所得到的淀粉糊,起到增稠、凝胶、粘合、成膜和其他功用。不同中淀粉在性质方面存在差别,如粘度、粘韧性、透明度、抗剪切力、稳定性、凝沉性等。 表四  淀粉糊性质
淀粉 抗剪切稳定性 粘度 粘韧性 透明度 凝沉性
玉米 不透明
粘玉米 中高 半透明 很弱
小麦 中低 不透明
高粱 不透明
大米 中低 不透明
马铃薯 很高 半透明
木薯 半透明
甘薯 半透明
   马铃薯淀粉糊化膨胀能力最大,糊的粘度上升快而高,但继续搅拌受热,粘度迅速降低,这是应为膨胀颗粒强度低,受搅拌剪切影响易于碎裂。粘度降低大,也就是热粘度稳定性低。玉米淀粉颗粒较小,热粘稳定性较高。冷却淀粉糊,粘度增高。
    淀粉在较低温度下开始糊化,年度上升快,达到最高值,称最高热粘度,也成峰值粘度。
    继续搅拌受热,粘度迅速降低。在95℃继续保温1小时,粘度降低的程度表示糊的热稳定性;降低大,稳定性低。冷却到50℃粘度升高,升高的温度表明凝沉性的强弱。在50℃保温一小时,粘度的变化表示糊冷粘度稳定性。
    用一根木片方乳淀粉糊中,取出糊丝的长度表示粘韧性的高低。马铃薯、木薯、蜡纸玉米淀粉属于长糊,玉米及谷物淀粉属于短糊。
    淀粉乳糊化,透明度增高。
    机械搅拌淀粉糊产生剪切力,引起膨胀淀粉颗粒破例,粘度降低。
    玉米淀粉颗粒膨胀较小,强度较高,抗剪力稳定性高。
     储存稀淀粉糊较长时间,溶解的链淀粉分子间趋向平行排列,经氢键结合成结晶结构,水不溶解,会逐渐变混浊,又白色沉淀下沉,水分析出,胶体结构破坏,这是 由于溶解状态又重新凝结而沉淀。这种现象称为凝沉。低温度和高浓度都促凝沉发生,链淀粉分子长短与凝沉性强弱有关。较高的糊浓度(如玉米淀粉糊浓度70% 以上)冷却时,很快凝结成半固体的凝胶,也是由于凝沉作用。
一、预糊化淀粉: 预糊化淀粉是一种加工简单,用途广泛的变性淀粉,应用时只要用冷水调成糊,免除了加热糊化的麻烦。广泛应用与医药、食品、化妆品、饲料、石油钻井、金属铸造、纺织、造纸等很多行业。 淀粉的糊化:淀粉粒在适当温度下(各种来源的淀粉所需温度不同,一般60~80℃)在水中溶胀、分裂、形成均匀糊状溶液的作用称为糊化作用。糊化作用的本质是淀粉粒中有序及无序(晶质与非晶质)态的淀粉分子之间的氢键断开,分散在水中成为胶体溶液。 糊化作用的过程可分为三个阶段:(1)可逆吸水阶段,水分进入淀粉粒的非晶质部分,体积略有膨胀,此时冷却干燥,颗粒可以复原,双折射现象不变;(2)不可逆吸水阶段,随着温度升高,水分进入淀粉微晶间隙,不可逆地大量吸水,双折射现象逐渐模糊以至消失,亦称结晶“溶解”,淀粉粒胀至原始体积的50~100倍;(3)淀粉粒最后解体,淀粉分子全部进入溶液。 糊化后的淀粉又称为α-化淀粉。将新鲜制备的糊化淀粉浆脱水干燥,可得易分散与凉水的无定形粉末,即“可溶性α-淀粉”。
1)预糊化淀粉 先将淀粉加热糊化,然后干燥、磨碎。预糊化淀粉具 有增粘、保型、速溶等优点,可用于快餐布丁、糕点、蛋奶酥等食品的生产 中。预糊化淀粉在冷水中搅拌,即可得到与加热淀粉悬浮液同样的糊状物, 故使用起来非常方便。
1预糊化淀粉J 预糊化淀粉是最初级的变性淀粉,是指淀粉在水中加热到一定温度而使水合作用发生在结晶区(即糊化),并在高温下迅速干燥,得到氢健仍然断开的、多孔状的、无明显结晶现象的淀粉颗粒,又称α淀粉。其特点为粒径小(能快速溶人冷水)、粘度高(具有较强的粘合性)、具有冷水膨胀能力旦保持原淀粉糊的特性、白度高等。在应用上,主要作为食品的增稠剂和保鲜剂、鲤鱼饲料的粘合剂、爽身粉化妆品中滑石粉和淀粉的替代物(从而更具亲合性及吸水性)、西药片药的平衡物和粘合剂、金属铸造的型砂粘合剂、石油钻探泥浆的保水剂、造纸的纸张加固剂、纺织的上浆剂、建筑的水质涂料以及进一步变性的原料等。^Z 马铃薯预糊化淀粉是预糊化淀粉个的一种,与其它预糊化淀粉如甘薯、小麦、玉米等预糊化淀粉比较。由于其支链分子量比较大,因而具有很强的粘结性c Bm hmfer粘度仪的峰值测定:马铃薯2500>木薯1400>玉米1000>燕麦470>小麦65。其应用十分广泛,而最能显示其突出特性的是在鳗鱼饲料上。鳗鱼饲料粘合剂以马铃薯顶糊化淀粉为最佳:它具有无毒、易消化、透明、宣到鳗鱼吃完前一直维持颗粒的整体形状、不被水中的溶质容解、不粘设备等特点。
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