Желатинизация крахмала - Starch gelatinization

Крахмал желатинизации представляет собой процесс разбивки межмолекулярных связей из крахмальных молекул в присутствии воды и тепла, позволяя водородных связей сайтов ( гидроксильная водорода и кислорода) , чтобы привлечь больше воды. Это необратимо растворяет гранулы крахмала в воде. Вода действует как пластификатор .

С гранулами крахмала происходят три основных процесса: набухание гранул, плавление кристаллитов или двойной спирали и выщелачивание амилозы .

  • Во время нагревания вода сначала поглощается аморфным пространством крахмала, что приводит к явлению набухания.
  • Затем вода поступает через аморфные области в плотно связанные области двойных спиральных структур амилопектина . При температуре окружающей среды эти кристаллические области не пропускают воду. Под воздействием тепла такие области становятся диффузными, цепи амилозы начинают растворяться, переходить в аморфную форму, а количество и размер кристаллических областей уменьшается. Под микроскопом в поляризованном свете крахмал теряет двулучепреломление и крест угасания .
  • Таким образом, проникновение воды увеличивает хаотичность структуры гранул крахмала и вызывает набухание; в конечном итоге молекулы амилозы выщелачиваются в окружающую воду, и структура гранул разрушается.

Температура желатинизации крахмала зависит от типа растения и количества присутствующей воды, pH , типов и концентрации соли, сахара, жира и белка в рецепте, а также от используемой технологии дериватизации крахмала . Некоторые виды немодифицированных нативных крахмалов набухают при 55 ° C, другие - при 85 ° C. Температура желатинизации модифицированного крахмала зависит, например, от степени сшивки , кислотной обработки или ацетилирования.

Температура геля также может быть изменена путем генетических манипуляций с генами синтазы крахмала . 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. Между температурой желатинизации и гликемическим индексом существует обратная корреляция . Крахмалы с высоким содержанием амилозы требуют больше энергии для разрыва связей и превращения в молекулы крахмала.

Желатинизация улучшает доступность крахмала для гидролиза амилазы . Так желатинизации крахмала постоянно используется в приготовлении , чтобы сделать крахмал усваиваются или утолщаются / связывания воды в Бешамель , соус или суп .

Ретроградация

Желатинизированный крахмал при охлаждении в течение достаточно длительного периода (часы или дни) загустеет (или загустеет ) и снова перестроится в более кристаллическую структуру; этот процесс называется ретроградацией . Во время охлаждения молекулы крахмала постепенно агрегируют с образованием геля. Возможны 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. 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 подвергнут тепловой обработке, а затем высушен на крахмальной фабрике на барабанной сушилке или в экструдере, делающем крахмал растворимым в холодной воде. Распылительные сушилки используются для получения сухих крахмальных сахаров и порошка прежелатинизированного крахмала с низкой вязкостью .

Определение

Простым методом изучения гелеобразования крахмала является использование вискоамилографа Брабендера . Это распространенный метод, используемый в пищевой промышленности для определения температуры склеивания, способности набухать, устойчивости к сдвигу / термической стойкости и степени ретроградации. В контролируемых условиях крахмал и дистиллированная вода нагреваются с постоянной скоростью во вращающейся чаше, а затем охлаждаются. Вязкость смеси отклоняет измерительный датчик в чаше. Это отклонение измеряется как зависимость вязкости крутящего момента с течением времени от температуры и регистрируется на компьютере. Вискоамилограф позволяет наблюдать: начало желатинизации, максимум желатинизации, температуру желатинизации, вязкость во время выдержки и вязкость в конце охлаждения.

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

Начало желатинизации называется Т-началом. Т-пик - это положение, в котором эндотермическая реакция происходит в максимуме. Т-вывод - когда все гранулы крахмала полностью желатинизируются, а кривая остается стабильной.

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки