澱粉糊化
物理現象
澱粉在常溫下不溶於水,但當水溫至53℃以上時,澱粉的物理性能發生明顯變化。澱粉在高溫下溶脹、分裂形成均勻糊狀溶液的特性,稱為澱粉的糊化(Gelatinization)。
澱粉糊化溫度必須達到一定程度,不同澱粉的糊化溫度不一樣,同一種澱粉,顆粒大小不一樣,糊化溫度也不一樣,顆粒大的先糊化,顆粒小的后糊化。
由於澱粉分子是鏈狀甚至分支狀,彼此牽扯,結果形成具有粘性的糊狀溶液,這種現象稱為糊化。還可用酶法糊化。例如:雙酶法水解澱粉制澱粉糖漿。
影響澱粉糊化的因素有:
A 澱粉的種類和顆粒大小;
B 食品中的含水量;
C 添加物:高濃度糖降低澱粉的糊化,脂類物質能與澱粉形成複合物降低糊化程度,提高糊化溫度,食鹽有時會使糊化溫度提高,有時會使糊化溫度降低;
D 酸度:在 pH 4-7 的範圍內酸度對糊化的影響不明顯,當 pH 大於10.0,降低酸度會加速糊化。
澱粉糊化一般有一個溫度範圍,雙折射現象開始消失的溫度稱為開始糊化溫度,雙折射現象完全消失的溫度稱為完全糊化溫度。
各種澱粉的糊化溫度不相同,其中直鏈澱粉含量越高的澱粉,糊化溫度越高;即使是同一種澱粉,因為顆粒大小不同,其糊化溫度也不相同。一般來說,小顆粒澱粉的糊化溫度高於大顆粒澱粉的糊化溫度。
取100克澱粉置於400毫升燒杯中,加水200毫升,攪拌均勻,配成澱粉漿,用5% Na2CO3調節pH=6.2—6.3,加入2毫升5%CaCL2溶液,於90-95℃水浴上加熱,並不斷攪拌,澱粉漿由開始糊化直至完全成糊。加入液化型α---澱粉酶60毫克,不斷攪拌使其液化,並使溫度保持在70--80℃。
然後將燒杯移至電爐加熱到95℃至沸,滅活10分鐘。過濾,濾液冷卻到55℃,加入糖化酶200毫克,調節pH=4.5,於60-65℃恆溫水浴中糊化3-4小時,即為澱粉糖漿,若要濃漿,可進一步濃縮。
食物中的澱粉或者勾芡、上漿中的澱粉在烹調中均受熱而吸水膨脹致使澱粉發生糊化。澱粉要完成整個糊化過程,必須要經過三個階段:即可逆吸水階段、不可逆吸水階段和顆粒解體階段。
澱粉處在室溫條件下,即使浸泡在冷水中也不會發生任何性質的變化。存在於冷水中的澱粉經攪拌后則成為懸濁液,若停止攪拌澱粉顆粒又會慢慢重新下沉。在冷水浸泡的過程中,澱粉顆粒雖然由於吸收少量的水分使得體積略有膨脹,但卻未影響到顆粒中的結晶部分,所以澱粉的基本性質並不改變。
處在這一階段的澱粉顆粒,進入顆粒內的水分子可以隨著澱粉的重新乾燥而將吸入的水分子排出,乾燥后仍完全恢復到原來的狀態,故這一階段稱為澱粉的可逆吸水階段。
澱粉與水處在受熱加溫的條件下,水分子開始逐漸進入澱粉顆粒內的結晶區域,這時便出現了不可逆吸水的現象。這是因為外界的溫度升高,澱粉分子內的一些化學鍵變得很不穩定,從而有利於這些鍵的斷裂。隨著這些化學鍵的斷裂,澱粉顆粒內結晶區域則由原來排列緊密的狀態變為疏鬆狀態,使得澱粉的吸水量迅速增加。
澱粉顆粒的體積也由此急劇膨脹,其體積可膨脹到原始體積的50~100倍。處在這一階段的澱粉如果把它重新進行乾燥,其水分也不會完全排出而恢復到原來的結構,故稱為不可逆吸水階段。
澱粉顆粒經過第二階段的不可逆吸水后,很快進入第三階段—顆粒解體階段。因為,這時澱粉所處的環境溫度還在繼續提高,所以澱粉顆粒仍在繼續吸水膨脹。
當其體積膨脹到一定限度后,顆粒便出現破裂現象,顆粒內的澱粉分子向各方向伸展擴散,溶出顆粒體外,擴展開來的澱粉分子之間會互相聯結、纏繞,形成一個網狀的含水膠體。這就是澱粉完成糊化后所表現出來的糊狀體。