淀粉的糊化和淀粉糊

淀粉的糊化和淀粉糊

张力田 (华南理工大学,广州市 510641)

　淀粉是天然光合成，微小颗粒存在，不溶于水，一难被酶解。这种颗粒的直接应用很少，一般是利用其糊化性质，在水的存在下加热，使颗粒吸水膨胀，形成水溶粘稠的糊，应用所得的淀粉糊。淀粉的糊化性质和淀粉糊的性质关系应用，至为重要。 1　淀粉的糊化

淀粉颗粒不溶于水，但在水中能吸收少量水分，颗粒稍膨胀。普通玉米淀粉和马铃薯淀粉在水中所含平衡水分大约28％和33％。这种吸水和膨胀现象是可逆的，水分被干燥后仍恢复原来的颗粒结构大小。

混淀粉于水中，不停地搅拌。颗粒悬浮于水中，形成白色悬浮液，称为淀粉乳。加热淀粉乳，颗粒随温度的升高，吸水更多，膨胀更大，达到一定的温度，原淀粉结构被破坏，吸水膨胀成粘稠胶体糊。这种现象称为糊化，其温度称为糊化温度，形成的胶体称为淀粉糊。

淀粉的糊化温度在不同品种间存在差别，同一种淀粉在大小不同的颗粒间也存在差别。大颗粒易棚化，糊化温度低，小颗粒难糊化，糊化温度高。一淀粉颗粒的差别很大（2～150μm），淀粉乳受热，其中大颗粒先糊化，接着更多颗粒糊化，最后小颗粒糊化。糊化温度是一个范围，相差约10℃，并不是一个固定的温度值。玉米淀粉糊化温度为62～72℃，马铃薯淀粉糊化温度为56～68℃。

淀粉的糊化是吸热反应，热破坏淀粉分子间氢键，颗粒膨胀、吸水，结晶结构被破坏，偏光十字消失。一种常用的测定糊化温度方法便是利用这种性质　，偏光十字消失温度为糊化温度。此方法应用偏光显微镜和电加热台，操作简单，结果可靠。混少量淀粉样品入水中，浓度约0.1％～

0.2％，取样滴于玻片上，约合100 ～200 个淀粉颗粒，四周围滴以甘油或矿物油，盖上玻片，置于电加热台上，约2 ℃／min 速度加热，经偏光显微镜观查，有颗粒偏光十字消失为糊化开始温度，随温度上升，更多颗粒糊化，约98 ％颗粒糊化，便为糊化完成温度。少量较小颗粒糊化困难，忽略之。根据颗粒糊化的数量，还能估计约50 ％颗粒被湖化，其温度为玉米淀粉62 －67 －72 ℃，马铃薯淀粉56 一63 － 68℃，木薯淀粉52－ 57 － 64 ℃ 。

若干种化合物影响淀粉的糊化难易，有的促进湖化，糊化温度降低，如氢氧化钠、尿素、二甲基亚砜、水杨酸盐、硫氰酸盐、碘化物等。 氢氧化钠的影响强，能使淀粉在室温糊化。有的化合物能影响糊化困难，如硫酸钠、氯化钠、碳酸钠等，蔗糖也有影响。表2 为几种化合物量对玉米淀粉称化温度62 ～72 ℃的影响。

2　淀粉糊

不同品种的淀粉糊性质，在若干方面存在差别，没有两　种淀粉的糊是完全相同的。几种淀粉糊性质的大致比较，列于表3。

粘度是淀粉糊的最重要性质，面在普遍用粘度曲线测定，布纳班德（Brabender）粘度仪已成通用的仪器。置淀粉样品乳液于杯中，落下针式搅拌器。开动操作，以5℃/min速度升温，到95℃保温1h，以1.5℃/min速度降温到50℃，保持1h，仪器自动绘出粘度变化曲线，单位为Bu(Brabender unit)。图1为几种淀粉糊粘度曲线。

如图1曲线所示，马铃薯淀粉最易糊化在较低温度就湖化，粘度上升快而高，但稳定性差，很快下降。木薯淀粉糊化较难，在较高温度糊化度上升和峰粘度远低于马铃薯淀粉，但稳定性高，下降少。玉米和小麦糊化难，在较高温度才糊化，粘度上升少，但冷却后粘度上升。不同淀粉的糊化性质不相同。

图2 淀粉颗粒在糊化过程中形貌变化示意图

图2 为淀粉颗粒在糊化曲线测定过程中的形貌变化示意绘图。淀粉颗粒随温度增高、吸水、膨胀，粘度增高 ，膨胀最大，粘度最高，体积大的膨胀颗粒强度弱，受搅拌剪力影响而破裂，粘度大大下降。冷却后，链淀粉趋向结合。粘度上升。

淀粉糊具有粘韧性，能用糊丝长短表示。放一根木片入马铃薯淀粉糊中，取出，糊丝长，难断，粘韧性强。同样放木片于玉米淀粉棚中，取出，糊丝短，易断，粘韧性弱。马铃薯淀粉称为长糊丝，玉米淀粉糊为短糊丝。

冷却热淀粉糊，粘度增高，成半固体凝胶。玉米、小麦淀粉糊的凝胶强度较高，马铃薯、木薯淀粉糊凝胶强度弱，糯玉米淀粉糊难成凝胶。凝胶具有不同的透听度，马铃薯淀粉凝胶很透明，玉米淀粉凝胶不透明。

淀粉糊放置冷却成凝胶过程中，链淀粉分子间趋向平行排列，经氢键结合成结晶结构，不溶于水，增大到一定程度则胶体结构被破坏，有白色沉淀下降，水分析出，这种现象称为凝沉（Retrogradation ）。玉米类谷物淀粉的凝沉性强，凝胶稳定性弱，影响应用。马铃薯等薯类淀粉的凝沉性弱。糯玉米淀粉不含键淀粉，凝沉性很弱。曾放置不同淀粉糊，测定凝沉性变化，表示于图3。

曾由小麦、玉米和马铃薯淀粉分离其链淀粉，比较其凝沉性，小麦和玉米淀粉最强，马铃薯淀粉较弱，如图4所表示。凝沉主要是由于键淀粉分子间的结合，支淀粉分子因有支叉给构，不发失此现象，且对链淀粉分子间的结合有一定的抑制作用。但是在较高浓度或低温下，支淀粉分子的侧键也会稍结合凝沉，但程度很低。链淀粉分子聚合度在100 ～200 间的凝沉性强。玉米淀粉合链淀粉27 ％, 聚合度200 ～1200 ，凝沉性强，还含有0.6 ％脂类化合物有促进凝沉作用。马铃薯淀粉含链淀粉20 ％，聚合度约1 000～6 000，凝沉性弱。浓度增高促进凝沉加快，温度降低趋向O ℃，凝沉加快。在pH7，凝沉速度最快， pH10 以上和 pH2 以下，凝沉很慢。

淀粉是颗粒存在，但食品和非食品应用几乎都是加热糊化，应用所得的糊。淀粉糊的性质关系应用至为重要。以前是选用具有要求性质的品种，但是随着不同工业科学技术的发展，在些淀粉品种已不再适合新工艺的要求，有些性质又不具备，于是发展了。变性淀粉工业，供应食品和非食品工业应用，效果很好。目前，变性淀粉技术已达很高水平，几乎能生产出使具有任何需要性质的新产品，发展很快。

图4 不同链淀粉凝沉性比较

本文摘自《淀粉与淀粉糖》2001第3期