Желатинизация крахмала - Starch gelatinization

Не путать с Желатин, который состоит из белка вместо крахмала.

Желатинизация крахмала это процесс разрушения межмолекулярные связи из крахмал молекул в присутствии воды и тепло, позволяя водородная связь сайты ( гидроксил водород и кислород), чтобы задействовать больше воды. Это необратимо растворяется крахмал гранула в воде. Вода действует как пластификатор.

С гранулами крахмала происходят три основных процесса: набухание гранул, кристаллитов или двойной спирали.[требуется разъяснение ] таяние, и амилоза выщелачивание.

  • Во время нагрева вода сначала абсорбируется аморфным пространством крахмала, что приводит к явлению набухания.[1]
  • Затем вода поступает через аморфные области в плотно связанные области двойного спиральный структуры амилопектин. При температуре окружающей среды эти кристаллические области не пропускают воду. Тепло приводит к тому, что такие области становятся диффузными, амилозные цепи начинают растворяться, разделяясь на аморфный форма, а также количество и размер кристаллический регионов уменьшается. Под микроскопом в поляризованный свет крахмал теряет двулучепреломление и это крест вымирания. [2]
  • Таким образом, проникновение воды увеличивает хаотичность структуры гранул крахмала и вызывает набухание; в конечном итоге молекулы амилозы проникают в окружающую воду, и структура гранул разрушается.

Температура желатинизации крахмала зависит от типа растения и количества присутствующей воды. pH, виды и концентрация соли, сахара, жира и белка в рецепте, а также технология дериватизации крахмала используются. Некоторые виды немодифицированных нативных крахмалов набухают при 55 ° C, другие - при 85 ° C.[3] Температура желатинизации модифицированный крахмал зависит, например, от степени сшивание, кислотная обработка или ацетилирование.

Температура геля также может быть изменена путем генетической обработки синтаза крахмала гены.[4] Температура желатинизации также зависит от количества поврежденных гранул крахмала; они будут набухать быстрее. Поврежденный крахмал может образовываться, например, в процессе помола пшеницы или при сушке крахмального жмыха на крахмальном заводе.[5] Существует обратная корреляция между температурой желатинизации и Гликемический индекс.[4] Крахмалы с высоким содержанием амилозы требуют больше энергии для разрыва связей и превращения в молекулы крахмала.

Желатинизация улучшает доступность крахмала для амилаза гидролиз. Так клейстеризация крахмала используется постоянно в Готовка сделать крахмал перевариваемым или сгустить / связать воду в ру, соус, или же суп.

Ретроградация

Основная статья: Ретроградация крахмала

Желатинизированный крахмал при охлаждении в течение достаточно длительного периода (часы или дни) загустеет (или гель ) и снова перестроится в более кристаллическую структуру; этот процесс называется ретроградация. Во время охлаждения молекулы крахмала постепенно агрегируют, образуя гель. Могут возникнуть следующие молекулярные ассоциации: амилоза-амилоза, амилоза-амилопектин и амилопектин-амилопектин. Легкая ассоциация между цепями происходит вместе с водой, все еще включенной в молекулярную сеть.

Из-за сильных ассоциаций водородных связей более длинные молекулы амилозы (и крахмал с более высоким содержанием амилозы) образуют плотный гель.[6]Молекулы амилопектина с более длинной разветвленной структурой (что делает их более похожими на амилозу) увеличивает склонность к образованию прочных гелей. Крахмалы с высоким содержанием амилопектина будут иметь стабильный гель, но будут мягче, чем гели с высоким содержанием амилозы.

Ретроградация ограничивает возможность протекания гидролиза амилазы, что снижает усвояемость крахмала.

Прежелатинизированный крахмал

Прежелатинизированный крахмал - это крахмал, который был приготовлен и затем высушен на крахмальном заводе на барабанная сушилка или в экструдер делает крахмал растворимым в холодной воде. Распылительные сушилки используются для получения сахаров сухого крахмала и с низким содержанием вязкий порошок прежелатинизированного крахмала.

Определение

Простым методом изучения гелеобразования крахмала является использование Вискоамилограф Брабендера.[нужна цитата ] Это распространенный метод, используемый в пищевой промышленности для определения температуры склеивания, способности к набуханию, устойчивости к сдвигу / термической стойкости и степени ретроградации. В контролируемых условиях крахмал и дистиллированная вода нагревается с постоянной скоростью во вращающейся чаше, а затем охлаждается. Вязкость смеси отклоняет измерительный датчик в чаше. Это отклонение измеряется как зависимость вязкости крутящего момента от температуры во времени и записывается на компьютер. Вискоамилограф обеспечивает аудиторию началом желатинизации, максимумом желатинизации, температурой желатинизации, вязкостью во время выдержки и вязкостью в конце охлаждения.[7]

Дифференциальная сканирующая калориметрия (ДСК) - еще один метод, используемый в промышленности для изучения свойств желатинизированного крахмала. Когда вода нагревается гранулами крахмала, происходит желатинизация, включающая эндотермическую реакцию.[8]

Начало желатинизации называется Т-началом. Т-пик - это положение, в котором эндотермический реакция происходит по максимуму. Т-вывод - когда все гранулы крахмала полностью желатинизируются и кривая остается стабильной.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Дженкинс, П. Дж. И А. М. Дональд. «Желатинизация крахмала: комбинированное исследование Saxs / восков / dsc и Sans». Исследование углеводов. 308 (1998): 133-147. Распечатать.
  2. ^ Зобель, Х. Ф. (1988), Превращения кристаллов крахмала и их промышленное значение. Крахмал - Stärke, 40: 1–7. Дои:10.1002 / звезда.19880400102
  3. ^ Ханс-Дитер Белиц, Вернер Грош, Петер Шиберле, Пищевая химия, Издание 3, Springer, страница: 318-323, год: 2004, ISBN  3-540-40818-5, ISBN  978-3-540-40818-5
  4. ^ а б Заявка США 20080201807A1, Роберт Джеймс Генри и Дэниел Лекс Иэн Уотерс, «Манипуляции с температурой клейстеризации», назначены Университетом Южного Креста, Корпорацией исследований и развития сельских районов 
  5. ^ Стэнли П. Кавен, Линда С. Янг, Проблемы с выпечкой решены, Woodhead Publishing, страницы: 25-26, год: 2001, ISBN  1-85573-564-4, ISBN  978-1-85573-564-4
  6. ^ Хегенбарт. S .. Понимание функций крахмала. Продукт питания. Интернет. 1996 г.http://www.foodproductdesign.com/articles/1996/01/understanding-starch-functionality.aspx
  7. ^ "Herausragende Analysetechnik: Brabender GmbH & Co KG". www.brabender.com.
  8. ^ "siint.com" (PDF). www.siint.com.

внешняя ссылка