淀粉的糊化和老化详解

淀粉粒的基本结构模式
脐点
淀粉粒中，结晶区和非 结晶区交替排列 ；
在偏振光照射下，产 生双折射现象（ 即“偏 光十字”现象） 。
脐点
晶体才有
轮纹
偏光十字
情景1： 淀粉的糊化
吸水
加热 糊化可改变生淀粉的不良风味，改善其口感，使 之易被人体消化吸收，发挥其增稠、增粘和形成凝胶 的作用。
淀粉的糊化
1、定义
糊化的本质：微观结构从有序转变成无序，结晶区被破坏。
amylum
淀粉
糊化与老化 gelatinization
支链淀粉的 含量越多， 糊化液的粘
度越大
淀粉的糊化 影响因素
淀粉的类型、温度、水活性、pH、共存成分等
支链淀粉比直链 加热才能打断结
淀粉易于糊化
晶区的氢键
糊化的淀粉液冷 却后易形成凝胶
amylum
100 直链淀粉
90
支链淀粉
80
70
75
60
含 量 （ ％ ）5 0
40
30
20
10
0
高直链玉米 普通玉米
小麦
马铃薯
米
不同淀粉
99
木薯
蜡质玉米
不同淀粉中直链淀粉与支链淀粉的比例
淀粉的结构及特性
amylum
淀粉
amylose
淀粉粒
amylopectin
由D-葡萄 糖连接而成 的螺旋结构
直链淀粉和支链淀粉 性质
淀粉粒的显微结构
A：绿豆淀粉 （平均粒径：0.016nm）；
B： 马铃薯淀粉 （平均粒径：0.049nm）；
C：普通玉米淀粉 （平均粒径：0.013nm）；
D：甘薯淀粉 （平均粒径：0.017nm）。
不同来源的淀粉粒中所含的直链和支链淀粉比例不 同。普通淀粉中一般含20～30％的直链淀粉，70～80％ 的支链淀粉。
及功能特性，在食品加工中具有广泛的应用。
天然植物中，淀粉以独立的淀粉粒存在，不同植物的 淀粉粒其显微结构不同，借此可以对不同来源的淀粉进行 鉴别。淀粉粒直径在几个微米到几十个微米之间，不同来 源的淀粉粒在大小上差别很大。
薯片
变性 淀粉
冰激 凌
不同植物淀粉的特征比较
•淀粉粒的形状大致上可分为圆形、卵形和多角形三种。
形成氢键
剧烈的热运动 阻止形成氢键
amylum
淀粉
糊化与老化
retrogradation
再结晶过程
淀粉的老化 影响因素
脂类或表面活 性剂既抑制糊 化，也抑制老化
淀粉类型
水分
温度
脂肪
早期阶段，脂 肪与呈螺旋构 象的直链淀粉
形成包合物 阻止其他直链淀
粉分子间缔合
食品中脂肪或 表面活性剂 具抗老化作用
amylum
糊化过程的三个阶段
1 可逆吸水阶段
• 水分进入非晶体部 分，淀粉与水发生 作用，颗粒体积略 膨胀，外观和内部 结构没变化，此时 冷却干燥可复原。
2 不可逆吸水阶段
• 温度升高，水分 进入淀粉微晶间 隙，不可逆大量 吸水，结晶“溶 解”，双折射现 象开始消失。
3 淀粉粒解体阶段
• 淀粉分子全部进 入溶液，体系的 粘度达到最大， 双折射现象完全 消失。
淀粉颗粒具有结晶区和非结晶区交替的结构，通过 加热提供足够的能量，破坏了结晶胶束区弱的氢键后， 颗粒开始水合和吸水膨胀，结晶区消失，大部分直链淀 粉溶解到溶液中，溶液粘度增加，淀粉颗粒破裂，双折
射现象消失，这个过程称糊化。
2、淀粉要完成整个糊化过程，需经过三个阶段： 可逆吸水阶段、不可逆吸水阶段、淀粉粒解体阶段。
由D-葡萄糖聚 合而成的树枝状 交叉结构
直链淀粉
支链淀粉
冷水中不易溶解 加热溶解成糊
溶于冷水中产生清糊 加热形成透明粘溶液
凝胶易老化
不易老化、不胶凝
直
直链淀粉由
链
多个D-葡萄糖通过
淀
-1,4 -糖苷键
粉
连接而成，由于分
的
子内的氢键作用使
结
链卷曲盘旋成螺旋
构
状，每一圈包含6
示
个糖基。
意
图
支
支链淀粉由
食品化学
淀粉的糊化和老化
主讲人：赵燕燕
目录
1
淀粉的结构及特性
2 淀粉的糊化及其影响因素
3 淀粉的老化及其影响因素
4 糊化和老化在食品加工中的应用
一、淀粉的结构及特性
淀粉是许多食品的组分之一，也是人类营养最重要的
碳水化合物来源。淀粉生产的原料有玉米、马铃薯、甘薯
、水稻、小麦、杂豆类等。淀粉具有独特的物理化学性质
淀粉
糊化与老化
retrogradation
淀粉的老化 防止方法
再结晶过程 喷雾干燥已糊 化的淀粉浆
去除水分 糊化的 淀粉 迅速脱水
使用预糊化淀粉
冷水中快速再水 化成糊化淀粉
＞80℃ ＜0℃
制备方便食品
固定 糊化度
加入糖类
单糖、二糖和糖醇
阻止淀粉分子链缔合
糊化和老化在食品加工中的应用
淀粉的老化
1、定义
经过糊化的淀粉在室温或低于室温下放置后，会变得
不透明甚至凝结而沉淀，这种现象称为老化。
2、老化的本质 糊化的淀粉分子又自动排列成序，形成致密、高度晶 化的不溶解性的淀粉分子胶束。
amylum
淀粉
糊化与老化
retrogradation
淀粉的老化
再结晶过程
淀粉类型
影响因素
水分
温度
糊化 老化
支链＞直链 直链＞支链
脂肪
直链越多 支链不发 老化越快 生老化
amylum
淀粉
糊化与老化
retrogradation
淀粉的老化
再结晶过程
淀粉类型
均干扰淀粉 分子移动
影响因素
水分
温度
30～60%最 易老化 ＜10%或 大量水
最适温度
2～4℃
＜－20℃或 ＞60℃
不易老化
不发生老化
脂肪
分子能量低，阻 碍淀粉分子靠近
链
-1,4 -糖苷键结合
淀
生成主链（C链）；
粉
支链（B链和A链）
的
以 -1,6 -糖苷键
结
与主链相连。支链
构
淀粉整体呈树枝状， 其分子内含大量的
示
分支，但支链都不
意
长，一般为20-30
图
个糖基。
淀粉粒由直链淀粉和支链淀粉共同组成，在淀粉 粒中，直链淀粉与支链淀粉分子呈径向有序排列 ；
直链淀粉
支链淀粉
淀粉的糊化
影响因素
淀粉的类型、温度、水活性、pH、共存成分等
高糖浓度降 低糊化速度
阻止淀粉
与淀粉争夺结合水, 降低水活性,抑制
粒溶胀、 糊化
◙
淀粉糊化
淀粉酶催化水解
糖类 脂类 盐类 酸类
酶
与直链淀粉 形成包合物
与淀粉争 夺结合水
pH
情景2： 淀粉的老化
冷却
失水 淀粉老化会使食物质地变硬干缩，口感下降，难 以被淀粉酶水解，不易被人体消化吸收。
ຫໍສະໝຸດ Baidu
淀粉
糊化与老化 gelatinization
淀粉的糊化
影响因素
淀粉的类型、温度、水活性、pH、共存成分等
AW低不易糊化 正常糊化的pH
◙ 范围为4～7
超出食品 的范围
pH10时，淀 粉粒的溶胀
速度增加
低pH时，淀粉 无增稠 会发生水解 作用 而产生糊精
amylum
淀粉
糊化与老化 gelatinization