一、淀粉
1.淀粉的生产原料及淀粉性能
淀粉在自然界中分布很广,是高等植物中常见的组分,也是碳水化合物贮藏的
主要形式。在大多数高等植物的所有器官中都含有淀粉,如植物的种子、块茎
和根等。
淀粉的品种很多,按照生产淀粉的原料分类可分为如下几类:
(1)禾谷类淀粉这类原料主要包括玉米、大米、小麦、高粱等,这里主要对
玉米淀粉、小麦淀粉和大米淀粉进行介绍。
①玉米淀粉
普通玉米淀粉:淀粉颗粒大小中等,形状为圆形和多角形。因为这种玉米淀
粉中直链淀粉含量相对较高,含脂类化合物也多,容易形成直链淀粉-脂类化合
物的复合物,且淀粉颗粒紧密,所以淀粉糊化温度较高,膨胀能力小,热黏度
差,溶解度低,淀粉糊不透明,糊丝短,具有较好的抗剪切能力,易凝沉。玉
米淀粉占全部商品淀粉的80%,价格低廉,是最重要的淀粉。
蜡质玉米淀粉:蜡质玉米的颗粒形状和直径与普通玉米淀粉相同。它只含
支链淀粉,类脂物含量也很低。因此,淀粉性质与普通玉米淀粉有明显区别。
它的颗粒紧密程度不如普通玉米淀粉,虽糊化温度与普通玉米淀粉相同,但膨
胀能力和溶解度都好于普通玉米淀粉,糊的黏性高,糊丝长、透明度较好,抗
剪切能力差,不易凝沉是蜡质玉米淀粉的最突出特点。
②小麦淀粉小麦淀粉也有两种类型,较小的球形颗粒和较大的扁豆形颗粒。
两种类型的淀粉都含有较高的类脂化合物,抑制其颗粒的膨胀和溶解,糊黏性
低是这种淀粉的最显著特点。小麦淀粉糊不透明,糊丝短而软,抗剪切力差,
凝沉性高。
③大米淀粉
a.普通米淀粉:大米淀粉又称米淀粉,它是所有商品淀粉中颗粒最小的,含
17%直链淀粉,类脂物、蛋白质、灰分都较一般淀粉为高。糊化温度68~78℃,
淀粉糊的性质和凝沉性与小麦淀粉相似。
b.糯米淀粉:糯米淀粉由糯米生产,不含直链淀粉,完全由支链淀粉组成,
其流变性质与蜡质玉米淀粉相似。突出特点是淀粉糊的凝沉弱,凝胶强度低,
有较理想的稳定性。
(2)薯类淀粉薯类是适应性很强的高产作物,在我国以甘薯、马铃薯和木薯
为主。主要来自于植物的块根、块茎。淀粉工业主要以木薯、马铃薯为主。
①马铃薯淀粉马铃薯淀粉颗粒为椭圆形,在偏心的脐点周围常有明显的牡蛎
壳状条纹,与大米淀粉相反,马铃薯淀粉是所有商品淀粉中颗粒最大的。它含
有21%直链淀粉,其聚合度比谷类淀粉高得多,含类脂物低,含磷量却是所有
淀粉中最高的,对马铃薯淀粉的性质带来重要影响,表现为:糊化温度低,膨
胀力好、溶解性强,以及淀粉糊的高黏性和膜的高透明度。糊丝长、凝沉弱。
其突出的缺点是糊黏度稳定性差,抗剪切能力弱。
②木薯淀粉木薯淀粉颗粒有圆形或斜方形,在一端形成鼓形。其性质明显区
别于谷类淀粉,而与马铃薯淀粉相似,但没有马铃薯淀粉那样突出。
(3)豆类淀粉这类原料主要有绿豆、豌豆、蚕豆和赤豆等,淀粉主要集中
在种子的子叶中。这类淀粉直链淀粉含量高,一般用作制作粉丝的原料。
(4)其他淀粉植物的果实、脊髓中也含有淀粉。另外,一些细菌、藻类中亦
有淀粉或糖元。
2.淀粉的糊化和老化
淀粉在焙烤食品中应用时,对成品的品质起很大影响作用的两个性质是淀粉的
糊化和老化性质。
(1)淀粉的糊化过程和本质淀粉混于冷水中搅拌时,会成为乳状悬浮液,称
为淀粉乳浆。若停止搅拌,经一定时间后,则淀粉粒全部下沉,上部为清水,
这是因为淀粉不溶于冷水,且其相对密度比水大的缘故。淀粉颗粒不溶于冷水
是由于羟基间直接形成氢键或通过水间接形成氢键的原因。氢键力很弱,但淀
粉粒内的氢键足以阻止淀粉在冷水中的溶解。淀粉在冷水中有轻微的润涨,但
这种润涨是可逆的,干燥后淀粉恢复原状。
若将淀粉乳浆加热到一定温度,这时候水分子进入淀粉粒的非结晶部分,与另
一部分淀粉分子相结合,破坏氢键并水化它们。随着温度的再增加,淀粉粒内
结晶区的氢键被破坏,淀粉不可逆地迅速吸收大量的水分,突然膨胀达原来体
积的50~倍,原来的悬浮液迅速变成黏性很强的淀粉糊,透明度也增高,
冷却后观察,可发现淀粉的外形已发生很大变化,大部分都已失去原有的结构。
小部分的直链淀粉分子则溶出,以至于颗粒破裂,最后乳液全部变成黏性很大
的糊状物。
虽停止搅拌,淀粉再也不会发生沉淀,这种黏稠的糊状物称为淀粉糊,这种现
象称为糊化作用,发生糊化现象所需要的温度为糊化温度。糊化作用的本质是
淀粉中有序(晶体)和无序(非晶体)态的淀粉分子间的氢键断裂,淀粉分子
分散在水中形成亲水性胶体溶液,继续升高温度有更多的淀粉分子溶解于水中,
淀粉全部失去原形,微晶束也相应解体,最后只剩下最外面的一个不成形的空
囊。如果温度再继续升高,则淀粉粒全部溶解,溶液黏度大幅度下降。
(2)淀粉老化机理及影响淀粉老化的因素
①淀粉老化的机理淀粉溶液或淀粉糊在低温静置条件下,都有转变为不溶性
物质的趋向,混浊度和黏度都有增加,最后形成硬的凝胶块。在稀淀粉溶液中
有晶体沉淀析出,这种现象称为淀粉糊的“老化”或“回生”,这种淀粉叫“老
化淀粉”。老化的本质是糊化的淀粉分子又自动有序的排列,并由氢键结合成
束状结构,使溶解度降低。
在老化过程中,由于温度降低,分子运动减弱,直链分子和支链分子的分支都
回头趋向于平行排列,通过氢键结合,相互靠拢,重新组成混合微晶束,使淀粉糊具有硬的整体结构。这种情况和原来的生淀粉结构颇类似,但不呈放射状排列,而是一种零乱的组合。老化后的直链淀粉非常稳定,就是加热加压也很难使它再溶解。如果有支链淀粉分子混合在一起,则仍然有加热恢复成糊的可能。
淀粉糊或淀粉溶液老化后,可能出现黏度增加、不透明或混浊、糊表面形成皮膜、不溶性淀粉颗粒沉淀、形成凝胶、从糊中析出水等现象。
②影响淀粉老化的因素淀粉的老化与淀粉的种类,直链与支链淀粉的比例、
分子大小、溶液的浓度、pH、所含无机盐种类及冷却速度等因素都有关系。
a.淀粉种类的影响直链淀粉分子呈直链状结构,在溶液中空间障碍小,易于
取向,易于老化;支链淀粉分子呈树枝状结构,在溶液中空间障碍大,不易老
化。
b.分子大小的影响直链淀粉分子中大分子取向困难,小分子易于扩散,只有
适中的才易于老化。直链淀粉分子长短与凝沉性强弱有关,聚合度在~
的分子的凝沉性最强,凝沉速度最快。
c.直链淀粉与支链淀粉比例的影响支链淀粉含量高的淀粉难以老化,支链
淀粉可以起到缓和直链淀粉分子老化的作用。凝沉主要是由于淀粉分子的结合,
支链淀粉分子因为支叉结构的关系不易凝沉,并且对直链淀粉的凝沉还有抑制
作用:
但是在高浓度或低温条件下,支链淀粉分子侧链间也会结合,发生凝沉。
d.溶液浓度的影响溶液浓度大,分子碰撞机会多,易于老化;溶液浓度小,
分子碰撞机会小,不易老化。
e.无机盐类的影响无机盐离子阻止淀粉老化作用的顺序为:SCN->PO43->
CO32->I->NO3->Br->Cl-,Ba2+>Sr2+>Ca2+>K+>Na+。
f.溶液pH的影响溶液的pH对淀粉老化有影响,不同的pH范围对凝沉的速度
有影响。一般情况下,在pH为偏酸性或中性时,凝沉速度快;在更高或低pH
时,凝沉速度慢。
g.冷却速度的影响淀粉溶液温度的下降速度对老化有很大影响。缓慢冷却,
可以使淀粉分子有时间取向排列,故可加重老化程度,而迅速冷却,淀粉分子
来不及取向,可降低老化程度。
3.变性淀粉
淀粉变性是拓宽淀粉应用的主要途径。淀粉经变性后,化学结构发生了变化,
因而具有原淀粉所不具有的性能。由于化学改性的处理手段灵活多样,可以根
据不同的特殊要求采用适当的工艺制备性能各异的变性淀粉产品,因而变性淀
粉可以广泛的应用在食品、纺织、造纸、医药、建材、化工等行业。
面包制作一般来说不是用淀粉,但为了制作一些有特别风味的面包,或者为了
合理利用粮食,有时也添加玉米粉。添加玉米粉后,面团的性质会受到影响,
使面包体积变小,所以一般需要添加乳化剂来弥补这一不足。有时为了提高营
养价值还可在混合粉中添加大豆粉。
饼干的制作,常用淀粉做冲淡面筋浓度的稳定性填充剂。尤其对韧性面团,
几乎成了必须添加的材料。当面粉中的面筋含量多时,会使面团筋力过强,弹
性大,可塑性不好,使产品酥性受到影响。添加淀粉后,可以相对地使面筋含
量降低,使面团的黏性、弹性和强度降低,使得加工操作顺利,饼干成型性好,
酥松度提高。但使用量也不能太高(一般5%~8%),过量会使烘烤胀发率降低,
破碎率提高。
二、米粉
1.米粉分类
米粉是用籼米、粳米或糯米等制成的。根据米粉加工方式的不同,可将米粉分
为干磨粉、湿磨粉、水磨粉等。
(1)干磨粉:干磨粉是指将各类米不经加水,直接磨成的细粉。优点是含水
量少,便于保存、不易变质,缺点是粉质较粗,制成的成品爽滑性差。
(2)湿磨粉:用经过淘洗、着水、静置、泡胀的米粒磨制而成。优点是粉质
比干磨粉细软滑腻,制品吃口也较糯。缺点是含水量多、难保存。湿磨粉可做
蜂糕、年糕等品种。
(3)水磨粉:以糯米为主,掺入10%~20%粳米,经淘洗、净水浸透,连
水带米一起磨成粉浆,然后装入布袋,挤压出水分而成水磨粉。优点是粉质
湿磨粉更为细腻、制品柔软、吃口滑润;缺点是含水量多、不易保存。水磨粉
可用来制作特色糕团,如水磨年糕、水磨汤圆等。
2.米粉性质
米粉的软、硬、黏度,因米的品种不同差异很大,如糯米的黏性大、硬度低,
制得的成品口味黏糯,成熟后容易坍塌;籼米的黏性小,硬度大,制得的成品
吃口硬实。为了提高成品质量,扩大粉料的用途,便于制作,使制成品软硬适
中,需要把几种粉料掺合使用。
掺合比例要根据米的质量及制作品种而定,经常使用的掺粉方法有如下几种:
(1)糯米粉、粳米粉掺合:掺合比例一般是糯米粉60%、粳米粉40%,或
者糯米粉80%、粳米粉20%,其制品软糯、滑润,可做汤团、凉团、松糕等品
种。
(2)将适量的米粉与面粉掺合:如糯米粉和面粉,因粉料中含有面筋,其性
质黏滑而有劲,做出的成品不易走样,可制作油糕、苏式麻球等。
(3)糯米粉、粳米粉和部分面粉掺合成三合粉料:其粉质糯实,成品不易走
形。
(4)在磨粉前,将各种米按成品要求,以适当比例掺合在一起,磨成混合粉
料。
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