1、3.4.2淀粉P741.结构结构2.糊化和老化糊化和老化 2.(1) 糊化糊化 2.(2) 老化老化3. 淀粉在食品中的功能淀粉在食品中的功能 P804. 改性淀粉及在食品改性淀粉及在食品中的应用中的应用5.补补淀粉水解淀粉水解 P65(1) 形态和结构形态和结构淀粉颗粒的大小与形状随植物的品种而改变。淀粉颗粒的大小与形状随植物的品种而改变。3.4.2.1 3.4.2.1 淀粉粒结构淀粉粒结构 v1 马铃薯v2 小麦v3 大麦v4 籼米v5 玉米v6 荚豆v7 竹芋(2) (2) 轮纹与偏光十字轮纹与偏光十字在显微镜下仔细观察淀粉粒，可看到表面有轮纹在显微镜下仔细观察淀粉粒，可看到表面有轮纹结
2、构，各轮纹围绕的一点叫结构，各轮纹围绕的一点叫“脐脐”。在偏光显微镜下观察，出现黑色的十字将淀粉颗在偏光显微镜下观察，出现黑色的十字将淀粉颗粒分成四个白色区域，这种现象称为偏光十字。粒分成四个白色区域，这种现象称为偏光十字。3.4.2.1 3.4.2.1 淀粉粒结构淀粉粒结构 直链淀粉结构直链淀粉结构淀粉的化学结构淀粉的化学结构由由D-D-葡萄糖以葡萄糖以 -1,4-1,4苷键连接而成的线型聚合物（聚合度苷键连接而成的线型聚合物（聚合度200-980200-980），在溶液中，可取螺旋结构、部分断开结构和不），在溶液中，可取螺旋结构、部分断开结构和不规则的卷曲结构规则的卷曲结构P75P75 。
3、支链淀粉结构支链淀粉结构支链淀粉（支链淀粉（Amylopectin）：葡萄）：葡萄糖通过糖通过 -(14)糖苷键连接构成主糖苷键连接构成主链，支链通过链，支链通过 -(16)糖苷键与主糖苷键与主链连接，是一种非常大的、支化度很链连接，是一种非常大的、支化度很高的大分子，分子量为高的大分子，分子量为1075x108。聚合度聚合度为为6006000，50个以上小分支，个以上小分支，每分支平均含每分支平均含2030葡萄糖残基，分葡萄糖残基，分支与分支之间为支与分支之间为1112个葡萄糖残基。个葡萄糖残基。来源 品种品种淀粉含量淀粉含量品种品种淀粉含量淀粉含量糙米糙米73豌豆豌豆58高梁高梁70蚕豆蚕
4、豆49燕麦面燕麦面67荞麦面荞麦面40小麦小麦66甘薯甘薯19大麦大麦60马铃薯马铃薯16谷子谷子60 不同来源直支链淀粉比例来源来源直直支支来源来源直直支支高直玉米高直玉米50851550米米1783玉米玉米2674马铃薯马铃薯2179蜡质玉米蜡质玉米199木薯木薯1783小麦小麦2575淀粉的理化性质淀粉的理化性质淀粉与碘反应淀粉与碘反应淀粉与碘反应生成紫蓝色，加热蓝色消失，冷后又呈蓝色。淀粉与碘反应生成紫蓝色，加热蓝色消失，冷后又呈蓝色。直链淀粉遇碘呈蓝色，支链淀粉遇碘呈紫色，糊精遇碘呈蓝直链淀粉遇碘呈蓝色，支链淀粉遇碘呈紫色，糊精遇碘呈蓝紫、紫、橙等颜色。紫、紫、橙等颜色。？淀粉与碘生
5、成包合物淀粉与碘生成包合物 直链淀粉是由直链淀粉是由- -葡萄糖分子缩合而成螺旋状的长长的螺旋葡萄糖分子缩合而成螺旋状的长长的螺旋体，每个葡萄糖单元都仍有羟基暴露在螺旋外。碘分子跟体，每个葡萄糖单元都仍有羟基暴露在螺旋外。碘分子跟这些羟基作用，使碘分子嵌入淀粉螺旋体的轴心部位。这些羟基作用，使碘分子嵌入淀粉螺旋体的轴心部位。 淀粉跟碘生成的包合物的颜色，跟淀粉的聚合度或淀粉跟碘生成的包合物的颜色，跟淀粉的聚合度或相对分子质量有关。相对分子质量有关。 葡萄糖单位葡萄糖单位的聚合度的聚合度3.83.87.47.412.912.918.318.320.220.229.329.334.734.7以上以
6、上包合物的颜包合物的颜色色无色无色淡红淡红红红棕红棕红紫色紫色蓝紫色蓝紫色蓝色蓝色3.4.2.2 糊化（糊化（-化）和老化化）和老化 （1）淀粉的糊化）淀粉的糊化v糊化的概念糊化的概念v糊化的本质糊化的本质v影响糊化的因素影响糊化的因素淀粉颗粒中淀粉的排列支链淀粉之间通过氢支链淀粉之间通过氢键缔合形成结晶区，直键缔合形成结晶区，直链淀粉与支链淀粉呈有链淀粉与支链淀粉呈有序排列。结晶区与非结序排列。结晶区与非结晶区交替排列形成层状晶区交替排列形成层状胶束结构。这种生淀粉胶束结构。这种生淀粉称称b b-淀粉。淀粉。糊化的概念糊化糊化b-b-淀粉在水中经加热后出现淀粉在水中经加热后出现膨润现象膨润现
7、象，继续加热，成为溶液状态，这，继续加热，成为溶液状态，这种现象称为种现象称为糊化糊化，处于这种状态的淀粉称，处于这种状态的淀粉称为为-淀粉淀粉。膨润现象在水中经加热后，一部膨润现象在水中经加热后，一部分胶束被溶解，空隙逐渐扩大，淀粉粒因分胶束被溶解，空隙逐渐扩大，淀粉粒因吸水而膨胀，胶束消失，这种现象称为。吸水而膨胀，胶束消失，这种现象称为。糊化的本质b b-淀粉在水中加热后，破坏了结晶胶束区的淀粉在水中加热后，破坏了结晶胶束区的弱的氢键，水分子开始侵入淀粉粒内部，淀粉粒弱的氢键，水分子开始侵入淀粉粒内部，淀粉粒开始水合和溶胀，结晶胶束结构逐渐消失，淀粉开始水合和溶胀，结晶胶束结构逐渐消失，
8、淀粉粒破裂，直链淀粉由螺旋线形分子伸展成直线形，粒破裂，直链淀粉由螺旋线形分子伸展成直线形，从支链淀粉的网络中逸出，分散于水中；从支链淀粉的网络中逸出，分散于水中； 支链支链淀粉呈松散的网状结构，淀粉呈松散的网状结构， 此时淀粉分子被水分此时淀粉分子被水分子包围子包围, 呈粘稠胶体溶液。呈粘稠胶体溶液。第一阶段：水温未达到糊化温度时，水分只是由淀粉粒的孔隙进入粒内，第一阶段：水温未达到糊化温度时，水分只是由淀粉粒的孔隙进入粒内，与许多无定形部分的极性基相结合，或简单的吸附，此时若取出脱水，淀与许多无定形部分的极性基相结合，或简单的吸附，此时若取出脱水，淀粉粒仍可以恢复。粉粒仍可以恢复。第二阶段
9、：加热至糊化温度，这时大量的水渗入到淀粉粒内，引起淀粉粒第二阶段：加热至糊化温度，这时大量的水渗入到淀粉粒内，引起淀粉粒溶胀并蜂窝一样紧密地相互推挤。扩张的淀粉粒流动受阻使之产生粘稠性，溶胀并蜂窝一样紧密地相互推挤。扩张的淀粉粒流动受阻使之产生粘稠性，并岁温度升高，粘度增加。并岁温度升高，粘度增加。第三阶段：使膨胀的淀粉粒继续分离支解，当在第三阶段：使膨胀的淀粉粒继续分离支解，当在95 恒温一定时间后，则恒温一定时间后，则粘度急剧下降。淀粉糊冷却时，一些淀粉分子重新缔合形成不可逆凝胶。粘度急剧下降。淀粉糊冷却时，一些淀粉分子重新缔合形成不可逆凝胶。糊化的过程糊化的过程分三个阶段进行：分三个阶段
10、进行：影响糊化的因素: （1） 淀粉粒结构（分子间缔合程度，支直链比例，颗淀粉粒结构（分子间缔合程度，支直链比例，颗粒大小）。粒大小）。 （2）温度高低（见）温度高低（见P76图图3-4） ( 3 ) 共存的其它组分共存的其它组分 ：糖、脂类、盐会不利糊化。：糖、脂类、盐会不利糊化。几种淀粉的糊化温度淀粉始温终温淀粉始温终温粳米5961玉米6472糯米5863荞麦6971大麦5863马铃薯5967小麦6568甘薯7076（2）淀粉的老化淀粉的老化 v定义定义v淀粉老化的本质淀粉老化的本质v影响老化的因素影响老化的因素v老化应用实例老化应用实例 淀粉老化的定义经过糊化的淀粉在较低温度下放置后，会
11、变得经过糊化的淀粉在较低温度下放置后，会变得不透明甚至凝结而沉淀，这种现象为淀粉的老化。不透明甚至凝结而沉淀，这种现象为淀粉的老化。老化后的淀粉失去与水的亲和力，难以被淀粉老化后的淀粉失去与水的亲和力，难以被淀粉酶水解，因此不易被人体消化吸收，遇碘不变蓝色。酶水解，因此不易被人体消化吸收，遇碘不变蓝色。淀粉老化的本质 糊化的淀粉分子在温度降糊化的淀粉分子在温度降低时，又自动排列成序，分子低时，又自动排列成序，分子间经由羟基生产氢键而相互结间经由羟基生产氢键而相互结合，形成高度致密的结晶化的合，形成高度致密的结晶化的不溶性淀粉分子微晶束。如果不溶性淀粉分子微晶束。如果淀粉糊的冷却速度很快，特别淀
12、粉糊的冷却速度很快，特别是较高浓度的淀粉糊，直链淀是较高浓度的淀粉糊，直链淀粉分子来不及重新排列界成束粉分子来不及重新排列界成束状结构，便形成凝胶体。状结构，便形成凝胶体。糊化冷却老化影响老化的因素:1 1 温度温度 2 24 4 ，淀粉易老化；，淀粉易老化；6060或或-20-20，不易老化；，不易老化；2 2 含水量含水量 含水量含水量30%30%60%60%，易老化；含水量过低或过高，均，易老化；含水量过低或过高，均不易老化；不易老化；3 3 结构结构 直链淀粉易老化；聚合度中等的淀粉易老化；直链淀粉易老化；聚合度中等的淀粉易老化；4 pH值值7或或 10，因带有同种电荷，老化减慢；，因
13、带有同种电荷，老化减慢；5 共聚物的影响共聚物的影响脂类和乳化剂可抗老化；多糖（果胶例外）、蛋白脂类和乳化剂可抗老化；多糖（果胶例外）、蛋白质等亲水大分子，可与淀粉竞争水分子及干扰质等亲水大分子，可与淀粉竞争水分子及干扰淀粉分子平行靠拢，从而起到抗老化的作用；淀粉分子平行靠拢，从而起到抗老化的作用；6 其他因素其他因素淀粉浓度、某些无机盐对于老化也有一定的影响。淀粉浓度、某些无机盐对于老化也有一定的影响。影响老化的因素: 淀粉种类: 直链 , 支链 。链长适中的 ，过长过短都 。 含水量: 3060% , 60或-20 ；冷却速度慢加重老化。 pH ：10 。 脂类物质可使直链淀粉的老化变 。
14、易难易难易难易难易难难难淀粉老化原理应用粉丝的生产淀粉老化原理其它应用例v油炸方便面加工 配料混合搅烂成面团压延、切条折花、成型蒸熟油炸冷却成品。v速煮米饭加工 蒸煮突然降温至-10-30然后升华干燥（或高温热风干燥） 。 3 淀粉在食品中的功能v米面制品主原料、品质调节剂v糖果原料和填充剂v各类食品稳定剂v肉糜制品吸水剂增稠剂v其它3 淀粉在食品中的功能4 改性淀粉及在食品加工中的应用 P78v定义：天然淀粉经过适当的化学处理 、物理处理 、 酶处理，使某些加工性能得到改善,以适应特定的需要,这种淀粉称为变性淀粉(改性淀粉) 。(1) 预糊化淀粉（预糊化淀粉（-淀粉）淀粉） 淀粉经糊化、干燥
15、、粉碎所得的产品。淀粉经糊化、干燥、粉碎所得的产品。(2) 酸变性淀粉酸变性淀粉 v淀粉在低于其糊化温度下（4055）经无机酸处理后可以得到一种颗粒状的低分子水解物。 v性质：降低淀粉糊的粘度，可提高胶凝能力，形成的胶体韧性增加。v应用：可用作凝胶剂生产淀粉软糖（如牛皮糖）和果子冻等，也可用于制造胶姆糖。(3) 氧化淀粉氧化淀粉 v组成淀粉分子的葡萄糖组成淀粉分子的葡萄糖C1位上的半缩醛羟基最易被氧位上的半缩醛羟基最易被氧化成羧基。化成羧基。C2、C3、C4葡醇羟基可以被氧化成羰基。葡醇羟基可以被氧化成羰基。工业上常用的是次氯酸钠氧化淀粉。淀粉中的羟基只工业上常用的是次氯酸钠氧化淀粉。淀粉中的
16、羟基只要有要有10%受氧化，就可以获得足够的变性。受氧化，就可以获得足够的变性。v性质：颜色洁白，糊化容易，糊粘度低，稳定性高，性质：颜色洁白，糊化容易，糊粘度低，稳定性高，透明度高，成膜性好，胶粘力强。储存性稳定，比用透明度高，成膜性好，胶粘力强。储存性稳定，比用酸变性淀粉还好。酸变性淀粉还好。v应用：制软糖、淀粉果子冻、胶姆糖、软果糕等。应用：制软糖、淀粉果子冻、胶姆糖、软果糕等。(4) 酯化淀粉酯化淀粉淀粉的游离羟基，能与酸或酸酐形成酯，常见有醋酸酯淀粉的游离羟基，能与酸或酸酐形成酯，常见有醋酸酯淀粉、硝酸淀粉和磷酸淀粉。淀粉、硝酸淀粉和磷酸淀粉。应用实例应用实例1 1 方便面方便面 使
17、用高粘度的使用高粘度的淀粉醋酸酯淀粉醋酸酯，可提高面条筋力强度，折断，可提高面条筋力强度，折断率下降；还可降低油耗率下降；还可降低油耗2%4%；产品复水性加快而不糊汤。；产品复水性加快而不糊汤。台湾和日本的方便面配方中马铃薯淀粉醋酸酯或木薯淀粉醋台湾和日本的方便面配方中马铃薯淀粉醋酸酯或木薯淀粉醋酸酯用量达酸酯用量达10%15%。改性淀粉应用例2肉制品v在午餐肉和火腿肠中，用在午餐肉和火腿肠中，用交联酯化淀粉交联酯化淀粉可利用这类淀粉的可利用这类淀粉的回生程度大大下降，而使贮藏后的肉制品仍具有细腻的口感。回生程度大大下降，而使贮藏后的肉制品仍具有细腻的口感。加量在西式火腿肠中为加量在西式火腿肠
18、中为24%。改性淀粉应用例3冷冻食品v在汤团皮中添加在汤团皮中添加5%左右的左右的酯化淀粉酯化淀粉起粘起粘结剂作用，从而避免因皮中淀粉回生，结剂作用，从而避免因皮中淀粉回生，使皮脱水收缩裂开。使皮脱水收缩裂开。改性淀粉现状v目前变性淀粉种类有2千多种，应用涉及造纸、食品、编织、医药、农业、冶金、建筑、石油、日用化工、饲料、环保、淀粉塑料、高吸水性树脂等领域。v各国产量：美国欧洲日本我国200903070万吨变性淀粉用途分布造纸1417万T（需用3060万）纺织7万T食品5万T（需用20万其它需用20 ）医药等其它45万 5 淀粉水解 （1）原理）原理（2）淀粉糖浆种类）淀粉糖浆种类（3）淀粉糖
19、的现状）淀粉糖的现状（4）淀粉糖的应用）淀粉糖的应用3.1. 淀粉水解原理v形成一系列产物：淀粉形成一系列产物：淀粉 红糊精红糊精消色糊精消色糊精 麦芽糖麦芽糖葡萄糖葡萄糖果糖果糖v水解方式：水解方式： 1. 酸性水解酸性水解 2. 酶解酶解v水解程度的表示：水解程度的表示：DE（葡萄糖当量）（葡萄糖当量）)(100糖聚合度DP3.2 淀粉糖浆种类淀粉糖淀粉糖葡萄糖葡萄糖 淀粉糖浆淀粉糖浆 麦芽糖浆麦芽糖浆 异构糖异构糖 含水结晶葡萄糖无水结晶葡萄糖 粉末葡萄糖（97%）全糖（无结晶）低转化糖浆（DE20)中转化糖浆（DE3842)高转化糖浆（DE90%）麦芽糖全粉果葡糖浆（F42） 高果糖浆
20、（F55、F90） 结晶果糖 3.3.淀粉糖的历史与现状v淀粉制糖始于我国，约有淀粉制糖始于我国，约有3000年历史，近年历史，近30多多年来国外发展快，产量大，特别是美国、日本等。年来国外发展快，产量大，特别是美国、日本等。v人均对糖的消费量：人均对糖的消费量：v美国：美国：77kg(蔗糖蔗糖33kg，淀粉糖，淀粉糖43kg，蜂蜜和，蜂蜜和其他其他1kg)v日本：日本：37kg；世界平均：；世界平均：20kg；我国；我国6kg。淀粉糖在各国的产量（97年） 果葡糖浆（万吨）葡萄糖浆（万吨）其它糖（万吨）美国880350500欧盟20180日本12097230我国1547004.淀粉糖品的应用
21、 名称烘烤品饮料罐头糖果乳品总量含水葡萄糖7410747160471%果葡糖浆436536053236285774880%葡麦糖浆18035316348430528451991年美国淀粉糖品的消费量 淀粉糖应用实例 麦芽糊精麦芽糊精v在糖果工业中在糖果工业中 可增加韧性，防止可增加韧性，防止“返砂返砂”，降低甜度，改善组织结构，延长货架保存期。降低甜度，改善组织结构，延长货架保存期。 v在饮料工业中在饮料工业中 大大突出原有的天然风味，减大大突出原有的天然风味，减少营养损失，提高经济效益。少营养损失，提高经济效益。 v在方便食品中在方便食品中 由于麦芽糊精易消化，可用于由于麦芽糊精易消化，可用
22、于儿童食品的儿童食品的“载体载体” 。麦芽糖浆和淀粉糖浆麦芽糖浆和淀粉糖浆v果酱、果冻等制造时果酱、果冻等制造时 可防止蔗糖的结晶析出，可防止蔗糖的结晶析出，而延长商品的保存期。而延长商品的保存期。v糖果工业中糖果工业中 用以代替淀粉糖浆，不仅制品口用以代替淀粉糖浆，不仅制品口感柔和，甜度适中，产品不易着色，而且硬糖感柔和，甜度适中，产品不易着色，而且硬糖具有良好的透明度，有较好的抗砂抗烊性，从具有良好的透明度，有较好的抗砂抗烊性，从而可延长保存期。而可延长保存期。 v高麦芽糖浆因热稳定性良好。常用于制造糖果高麦芽糖浆因热稳定性良好。常用于制造糖果及果冻、糕点、饮料等产品。及果冻、糕点、饮料等
23、产品。果葡糖浆果葡糖浆 v用高果糖浆配制的汽水、饮料入口后给人一种爽神的用高果糖浆配制的汽水、饮料入口后给人一种爽神的清凉感。清凉感。 v对加工果脯、果酱等对加工果脯、果酱等 不仅能保留果品的风味本色，鲜不仅能保留果品的风味本色，鲜艳而透亮，还可防止其表面干涸翻砂。艳而透亮，还可防止其表面干涸翻砂。v糕点加工，质地松软，久贮不干，保鲜性能优良，可糕点加工，质地松软，久贮不干，保鲜性能优良，可明显提高产品延长货架保存期。明显提高产品延长货架保存期。v用于冰淇淋等冷饮加工时，可克服经常出现冰晶的缺用于冰淇淋等冷饮加工时，可克服经常出现冰晶的缺点，使产品质地柔软、细腻可口。点，使产品质地柔软、细腻可
24、口。v在营养和代谢方面尚有特殊的功能在营养和代谢方面尚有特殊的功能 。3.4.3果胶果胶 v 结构结构v 分类分类 v 果胶凝胶的形成果胶凝胶的形成v 果胶在食品中的应用果胶在食品中的应用果胶的功能特性果胶的功能特性果胶结构主链是-半乳糖醛酸的1,4相连的聚合衍生物。 衍生: 甲酯化, 成盐侧链在主链中相隔一段距离含有鼠李糖基侧链HOCOOHOOHOHOOHCOOCH3HOOOHCOOHHOOOHOHCOOCH3HOOOOn分类 原果胶果胶酯酸果胶酸甲酯化高中535%70%11.4%同上3-3.4无中慢凝50-70%8.2-11.4同上2 . 8 -3.2无慢低酯50%7无2 . 5 -6.5
25、有,如钙快果酱与果冻的胶凝剂。软糖原料，在食品添果酱与果冻的胶凝剂。软糖原料，在食品添加剂中是重要的增稠剂。加剂中是重要的增稠剂。3.4.4纤维素和半纤维素纤维素和半纤维素P82结构：结构：D-葡萄糖通过葡萄糖通过b-b-1，4苷键连接线性聚合物，分子容苷键连接线性聚合物，分子容易按平行并排的方式牢固的缔合，形成单斜棒状结晶。易按平行并排的方式牢固的缔合，形成单斜棒状结晶。食品特点：性质稳定，在一般食品加工中不易被破坏。人体食品特点：性质稳定，在一般食品加工中不易被破坏。人体不能消化，但肠道的一些有益微生物可部分消化。不能消化，但肠道的一些有益微生物可部分消化。v化学特点：在高温、高压和稀硫酸
26、溶液中，或在纤维素酶化学特点：在高温、高压和稀硫酸溶液中，或在纤维素酶的作用下，可水解成低聚糖和葡萄糖。的作用下，可水解成低聚糖和葡萄糖。纤维素是植物细胞壁的主要结构成分，通常与半纤维素、果纤维素是植物细胞壁的主要结构成分，通常与半纤维素、果胶和木质素结合在一起，其结合方式和程度对植物食品的质胶和木质素结合在一起，其结合方式和程度对植物食品的质地产生很大的影响。地产生很大的影响。纤维素纤维素植物中植物中纤维素纤维素的存在的存在形态形态半纤维素半纤维素v是含是含D木聚糖的一类杂聚多糖，存在于陆地木聚糖的一类杂聚多糖，存在于陆地植物中木质化部分。植物中木质化部分。v半纤维素是半纤维素是膳食纤维膳食
27、纤维的一个重要来源。的一个重要来源。v减轻作用。减轻作用。膳食纤维膳食纤维v纤维素，果胶类物质、半纤维素和糖蛋白等，纤维素，果胶类物质、半纤维素和糖蛋白等，木质素。植物中那些不被消化吸收的、含量较木质素。植物中那些不被消化吸收的、含量较少的成分，如糖蛋白、角质、蜡和多酚酯等，少的成分，如糖蛋白、角质、蜡和多酚酯等，也包括于膳食纤维范围内。也包括于膳食纤维范围内。v其中前两项构成细胞壁的初级成分，后一种为其中前两项构成细胞壁的初级成分，后一种为细胞壁的次级成分，通常是死组织，没有生理细胞壁的次级成分，通常是死组织，没有生理活性活性。化学结构化学结构膳食纤维物化特性膳食纤维物化特性v有很高的持水力，可缓解泌尿系统疾病的症状。有很高的持水力，可缓解泌尿系统疾病的症状。v对阳离子有结合和交换能力，可提供一个更缓冲对阳离子有结合和交换能力，可提供一个更缓冲的环境以利于消化吸收；能吸附肠道内的胆固醇的环境以利于消化吸收；能吸附肠道内的胆固醇和胆汁酸之类有机分子及有毒物质，并促进它们和胆汁酸之类有机分子及有毒物质，并促进它们排出体外；不易产生饥饿感；调节肠胃功能，预排出体外；不易产生饥饿感；调节肠胃功能，预防结肠癌防结肠癌 。v具有对心血管疾病、糖尿病有减轻作用。具有对心血管疾病、糖尿病有减轻作用。3.4.5 3.4.5 琼脂琼脂精品课件精品课件！精品课件精品课件！
