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分析食品應用中多糖性質(zhì)
1 果膠
果膠是指不同長呢高度酯化和中和的α-半乳糖醛酸以1,4-苷鍵形成的聚合物。
果膠的酯化度=果膠中酯化的半乳糖醛酸的殘基數(shù)/果膠中總半乳糖醛酸的殘基數(shù)。
在果蔬成熟過程中,果膠由3 種形態(tài):
原果膠:高度甲酯化的多聚半乳糖醛酸;
果膠:中等度甲酯化的多聚半乳糖醛酸;
果膠酸:未甲酯化的多聚半乳糖醛酸。
果膠形成凝膠的條件:糖含量60-65%,pH2.0-3.5,果膠0.3%-0.7%。
影響果膠形成凝膠的因素:
(1)果膠分子量:凝膠的強度與果膠的分子量呈正比;
(2)酯化度:酯化度在30-50 時,凝膠形成時間隨酯化度的增大而增加,酯化度在50-70時,凝膠形成時間隨酯化度的增大而減小。酯化度(DE)小于50 的果膠稱為低甲氧基果膠,低甲氧基果膠形成凝膠不需要糖,但必須有多價離子存在,如鈣離子、鋁離子等。
(3)pH 的影響:果膠一般在pH2.7-3.5 形成凝膠,zui適pH3.2,低甲氧基果膠在pH2.5-6.5 形成凝膠。
(4)溫度。
2 淀粉的化學性質(zhì)
① 與碘反應:
直鏈淀粉與碘反應呈棕藍色,而支鏈淀粉與碘反應呈藍色,糊精與碘的反應隨分子質(zhì)量的減小,溶液呈色依次變化為:藍色-紫色-橙色-無色。但淀粉、糊精與碘的反應并不是化學反應,是一個物理過程。是由于碘在淀粉分子螺旋中吸附而引起的。
在淀粉分子的每一個螺旋中能吸附一分子的碘,吸附的作用力為范得華力,這種作用力改變了碘的原有色澤。
對于糊精來說,聚合度為4-6 與碘呈無色,聚合度為8-20 與碘呈紅色,聚合度為大于40 與碘呈藍色。支鏈淀粉一般與碘呈紫色,因為其支鏈的長度一般為20-30。
② 水解反應:
工業(yè)上常通過淀粉水解來生產(chǎn)各種化工原料,根據(jù)淀粉的水解程度度的不同可得到糊精、淀粉糖漿、果葡糖漿、麥芽糖漿、葡萄糖等,常用的生產(chǎn)方法有酸法和酶法。
(1)酸法:
用無機酸作為催化劑使淀粉發(fā)生水解反應轉(zhuǎn)變成葡萄糖,這個工序在工業(yè)上稱為“糖化”。淀粉在酸性條件下加熱除發(fā)生糖化反應形成葡萄糖外,還有其他副反應發(fā)生,如發(fā)生復合反應形成異麥芽糖和龍膽二糖,發(fā)生脫水反應生成環(huán)狀糊精或雙鍵。
影響淀粉水解反應的因素有:
A 淀粉的種類:不同淀粉的可水解難易程度不一樣,由難到易依次為馬鈴薯淀粉-玉米、高粱等谷類淀粉-大米淀粉。
B 淀粉的形態(tài):無定性的淀粉比結(jié)晶態(tài)的淀粉容易被水解。
C 淀粉的化學結(jié)構(gòu):直鏈淀粉比支鏈淀粉易于水解,α-1,4 糖苷鍵比α-1,6 糖苷鍵易于水解。
D 催化劑:不同的無機酸對淀粉水解反應的催化效果不一樣,在相同濃度下,催化強弱順序為:鹽酸>硫酸>草酸。E 溫度。
(2)酶法:
酶法對淀粉的水解包括糊化、液化和糖化三個工序。
常用于淀粉水解的酶有α-淀粉酶、β-淀粉酶和葡萄糖淀粉酶。
α-淀粉酶用于液化淀粉又稱為液化酶,β-淀粉酶和葡萄糖淀粉酶用于淀粉糖化,又稱為糖化酶。
α-淀粉酶:是一種內(nèi)切酶,只能水解α-1,4 糖苷鍵,不能水解α-1,6 糖苷鍵,但可越過α-1,6 糖苷鍵水解α-1,4 糖苷鍵,但不能水解麥芽糖中的α-1,4 糖苷鍵,利用α-淀粉酶對淀粉進行水解,產(chǎn)物中含有葡萄糖、麥芽糖、麥芽三糖。
β-淀粉酶:是一種外切酶,從淀粉的還原端開始對淀粉進行水解,能水解α-1,4 糖苷件,不能水解α-1,6 糖苷鍵,且不能越過α-1,6 糖苷鍵水解α-1,4 糖苷鍵,利用β-淀粉酶對淀粉進行水解,產(chǎn)物中含有β-麥芽糖和β-極限糊精。
葡萄糖淀粉酶:是一種外切酶,從淀粉的非還原端水解α-1,4,α-1,6 和α-1,3 糖苷鍵,zui終產(chǎn)物為葡萄糖。
③淀粉的糊化和老化
β-淀粉:指具有膠束結(jié)構(gòu)的生淀粉;
α-淀粉:指不具有膠束結(jié)構(gòu)的淀粉,也就是處于糊化狀態(tài)的淀粉;
膨潤現(xiàn)象:淀粉顆粒因吸水,體積膨脹數(shù)十倍,生淀粉的膠束結(jié)構(gòu)即行消失的現(xiàn)象。
(1)糊化:
生淀粉在水中加熱至膠束結(jié)構(gòu)全部崩潰,淀粉分子形成單分子,并為水所包圍而成為溶液狀態(tài)。
由于淀粉分子是鏈狀或分支狀,彼此牽扯,結(jié)果形成具有粘性的糊狀溶液,這種現(xiàn)象稱為糊化。淀粉糊化溫度必須達到一定程度,不同淀粉的糊化溫度不一樣,同一種淀粉,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。
影響淀粉糊化的因素有:
A 淀粉的種類和顆粒大?。?/span>
B 食品中的含水量;
C 添加物:高濃度糖降低淀粉的糊化,脂類物質(zhì)能與淀粉形成復合物降低糊化程度,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pH4-7 的范圍內(nèi)酸度對糊化的影響不明顯,當pH 大于10.0,降低酸度會加速糊化。
(2)老化:
經(jīng)過糊化后的淀粉在室溫或低于室溫的條件下放置后,溶液變得不透明甚至凝結(jié)而沉淀,這種現(xiàn)象稱為淀粉的老化。
影響淀粉老化的因素有:
A 淀粉的種類:直鏈淀粉比支鏈淀粉更易于老化;
B 食品的含水量:食品中的含水量在30%-60%淀粉易于老化,當水分含量低于10%或者有大量水分存在時淀粉都不易老化;
C 溫度:在2-4℃淀粉zui易老化,溫度大于60℃或小于-20℃顛-覆你呢都不易老化;
D 酸度:偏酸或偏堿淀粉都不易老化。
淀粉老化在早期階段是由直鏈淀粉引起的,而在較長的時間內(nèi),支鏈淀粉較長的支鏈也可以相互發(fā)生締合而發(fā)生老化。防止淀粉老化的方法:將糊化后的淀粉在80℃以上高溫迅速去除水分使食品的水分保持在10%以下或在冷凍條件下脫水。
④化學改性淀粉:
(1)預糊化淀粉,糊化后在干燥滾筒上快速干燥;
(2)淀粉磷酸酯:淀粉在堿性條件下與磷酸鹽在120-125℃下的酯化反應,可以提高淀粉的增稠性、透明性,改善在冷凍-解凍過程中的穩(wěn)定性;
(3)交聯(lián)淀粉:嗲安分與含有雙鍵或多功能團的試劑反應所生成的衍生物,產(chǎn)用的交聯(lián)試劑有:三磷酸鈉,表氫醇,醋酸等。
3 淀粉的物理性質(zhì)
淀粉根據(jù)其分子形狀可分為直鏈淀粉和支鏈淀粉,支鏈淀粉是由α-1,4 葡萄糖苷鍵連接的線性葡聚糖,二支鏈淀粉是由α-1,4 和α-1,6 糖苷鍵連接的具有分支結(jié)構(gòu)的葡聚糖。
直鏈淀粉在水溶液中并不是線性分子,而在分子內(nèi)氫鍵的作用下分子鏈卷曲成螺旋狀,每個螺旋含有6 個葡萄糖殘基。在顯微鏡下,淀粉都是形狀和大小不同的透明顆粒,其形狀有圓形、卵形(橢圓形)、多角形等三種。不同淀粉的淀粉粒的形狀不相同,馬鈴薯淀粉粒的形
狀為卵形,玉米淀粉粒的形狀為圓形和多角形,稻米淀粉粒的形狀為多角形。不同淀粉粒不僅顆粒形狀不一樣,其大小也不相同,不同淀粉粒平均顆粒大小為:馬鈴薯淀粉粒65μm,小麥淀粉粒20μm,甘薯淀粉粒15μm,玉米淀粉粒16μm,稻米淀粉粒5μm。就同一種淀
粉而言,淀粉粒的大小也不均勻,如玉米淀粉粒中zui大的為26μm,zui小的為5μm。在常見的淀粉中馬拉松淀粉的顆粒zui大,稻米淀粉的顆粒zui小。支鏈淀粉易分散在冰水中,而直鏈淀粉不易分散在冰水中。天然淀粉粒*不溶于冷水。在68-80℃時,直鏈淀粉在水中溶脹
而形成膠體,支鏈淀粉則仍為顆粒,但是,一旦支鏈淀粉溶解后冷卻則不易析出。
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