澱粉的糊化:澱粉顆粒在適當溫度(各種來源的澱粉所需溫度不同,壹般為60~80℃)的水中膨脹、分裂並形成均勻糊狀溶液的作用稱為糊化。糊化的本質是澱粉顆粒中有序和無序(結晶和無定形)的澱粉分子之間的氫鍵被打破,分散在水中成為膠體溶液。
糊化過程可分為三個階段:(1)可逆吸水階段,水進入澱粉顆粒的無定形部分,體積略有膨脹。此時顆粒冷卻幹燥後可以恢復,雙折射現象不變;(2)在不可逆吸水階段,隨著溫度的升高,水分進入澱粉微晶間隙,不可逆地吸收大量水分,雙折射逐漸模糊甚至消失,也稱“結晶”,澱粉粒膨脹至原體積的50~100倍;(3)澱粉顆粒最終解體,所有澱粉分子進入溶液。
糊化澱粉也稱為α澱粉。將新鮮制備的糊化澱粉漿脫水幹燥,得到易分散和冷水的無定形粉末,即“可溶性α-澱粉”。
2.澱粉糊化的測定方法:光學顯微鏡法、電子顯微鏡法、光傳播法、粘度測定法、溶脹度和溶解度測定法、酶分析法、核磁共振法、激光散射法等。粘度測定、溶脹和溶解度測定是工業上常用的方法。
二、酸變性澱粉
在糊化溫度以下,澱粉用無機酸處理改變其性質,產物稱為酸變性澱粉。
反應機理:在用酸處理澱粉的過程中,酸作用於糖苷鍵水解澱粉分子,使澱粉分子變小。澱粉顆粒由直鏈澱粉和支鏈澱粉組成。前者有α-1,4鍵,後者除α-1,4鍵外,還有少量α-1,6鍵。這兩種糖苷鍵的酸解難度是有區別的。由於澱粉顆粒結晶結構的影響,直鏈澱粉分子通過氫鍵結合成結晶結構,因此酸滲透困難,其α-1,4鍵不易被酸水解。而顆粒中無定形區支鏈澱粉分子的α-1,4鍵和α-1,6鍵容易被酸滲透和水解。
工藝和原理:通常情況下,酸變性澱粉是用固含量約為36%~40%的濃澱粉漿,加熱至糊化溫度以下(壹般為40~60℃),加入無機酸,攪拌1小時或數小時制得。當達到所需的酸度或轉化率時,第三,氧化澱粉
許多試劑可以氧化澱粉,但堿性次氯酸鹽是工業生產中最常用的。用次氯酸鹽氧化的澱粉稱為“氯化澱粉”(雖然在處理過程中沒有將氯引入澱粉分子)。
澱粉乳液的次氯酸鹽氧化在堿性次氯酸鈉溶液中進行,此時,需要控制pH、溫度和次氯酸鹽、堿和澱粉的濃度。用約3%的氫氧化鈉溶液調節pH值至8~10,並在規定時間內加入有效氯的5~10%次氯酸鹽溶液。通過加入氫氧化鈉稀溶液來控制pH值,中和反應中產生的酸性物質。通過改變時間、溫度、pH值、澱粉種類、次氯酸鹽濃度和次氯酸鹽添加速度,可以生產許多不同的產品。當氧化反應達到所需水平時,將pH值降至5~7,並加入亞硫酸氫鈉溶液或二氧化硫氣體以除去過量的氯來終止反應。
四、變性澱粉的分類
目前變性澱粉的品種和規格有兩千多種,變性澱粉的分類壹般是根據處理方法來進行的。
(1)物理變性:預糊化(α糊化)澱粉、γ射線、超高頻輻射處理澱粉、機械研磨處理澱粉、濕熱處理澱粉等。
(2)化學變性:用各種化學試劑處理得到的變性澱粉。有兩類:壹類是降低澱粉分子量,如酸解澱粉、氧化澱粉、烘焙糊精等。另壹種是增加澱粉的分子量,如交聯澱粉、酯化澱粉、醚化澱粉、接枝澱粉等。
(3)酶變性(生物改性):澱粉經各種酶處理。如α、β、γ-環糊精、麥芽糊精、直鏈澱粉等。
(4)復合變性:兩種或兩種以上處理方法得到的變性澱粉。如氧化交聯澱粉、交聯酯化澱粉等。通過復合變性得到的變性澱粉具有兩種變性澱粉各自的優點。
此外,變性澱粉還可按生產工藝路線分類,包括幹法(如磷酸酯澱粉、酸解澱粉、陽離子澱粉、羧甲基澱粉等。)、濕法、有機溶劑法(如乙醇壹般用作制備羧基澱粉的溶劑)、擠壓法、滾筒幹燥法(如用天然澱粉或變性澱粉生產預膠化澱粉)。
動詞 (verb的縮寫)變性澱粉的性質
天然澱粉的可用性取決於澱粉顆粒的結構、直鏈澱粉和支鏈澱粉的含量;不同來源的澱粉原料性質不同,因此不同來源澱粉的可利用性也不同。
天然澱粉在現代工業中的應用是有限的,特別是在新工藝、新技術、新設備的情況下。大多數天然澱粉沒有好的性質。根據需要,結合澱粉的結構合理化特性,開發澱粉改性技術,生產性能更好的變性澱粉,方便應用,滿足新工藝操作要求,開辟新用途,拓展市場空間。
變性的主要作用是改變糊化和蒸煮特性,主要改變以下性質:
(1)糊化溫度:解聚降低糊化溫度(GT);在非解聚過程中,膠凝溫度升高和降低。壹般在澱粉分子中引入親水基團可以增強澱粉分子與水的相互作用,使GT降低。交聯起到阻擋作用,不利於水分子進入,使GT增加。高直鏈澱粉與高晶格能結合緊密,不易糊化。
(2)澱粉糊的熱穩定性:壹般谷物澱粉的熱穩定性大於馬鈴薯;通過接枝或衍生壹些基團,澱粉糊的熱穩定性可以通過改變基團的大小或橋接來增加。
(3)澱粉糊的冷穩定性:澱粉結構中引入親水基團,產生空間障礙,分子不易重排。此外,親水基團的引入增強了親水性,加強了與水的結合力,減少了澱粉的脫水。
(4)耐酸穩定性:盡可能將澱粉結構變為網狀結構,使澱粉耐pH 3-3。5的酸度。
(5)抗剪切性:壹般耐酸澱粉也是抗剪切的。
(6)復合改性:具有多種功能。
變性澱粉的性質取決於以下因素。澱粉的來源(玉米、土豆、小麥、大米等。),與處理(酸解或糊精化等)的比例或含量。)、直鏈澱粉和支鏈澱粉、分子量分布範圍(粘度或流動性)、衍生物類型(酯化、醚化等。)、取代基的性質(乙酰基、羥丙基等。),取代度(DS)或摩爾取代度,以及物理性質。也就是說,不同來源的澱粉采用不同的變性方法和程度,可以獲得不同性質的變性澱粉產品。變性澱粉的性質主要從以下幾個方面進行考察:透明度、溶解性、溶脹性、凍融穩定性、粘度和穩定性、耐酸性、抗剪切性、粘附性、老化性和乳化性。