Желатинизация крахмала

Желатинизация крахмала — это процесс разрушения межмолекулярных связей молекул крахмала в присутствии воды и тепла, позволяющий местам водородных связей ( гидроксильному водороду и кислороду) вовлечь больше воды. Это необратимо растворяет крахмальную гранулу в воде. Вода действует как пластификатор .

Процесс

С крахмальной гранулой происходят три основных процесса: набухание гранулы, плавление кристаллитов и двойной спирали, а также амилозы выщелачивание .

Набухание гранул: при нагревании вода сначала впитывается в аморфное пространство крахмала, что приводит к явлению набухания. ^{[ 1 ]}
Плавление двойных спиральных структур: вода затем поступает через аморфные области в плотно связанные области двойных спиральных структур амилопектина . При температуре окружающей среды эти кристаллические области не пропускают воду. Нагревание приводит к тому, что такие области становятся диффузными, цепи амилозы начинают растворяться, переходить в аморфную форму, а число и размер кристаллических областей уменьшаются. Под микроскопом в поляризованном свете крахмал теряет двойное лучепреломление и крест затухания . ^{[ 2 ]}

Выщелачивание амилозы. Таким образом, проникновение воды увеличивает хаотичность структуры крахмальных гранул и вызывает набухание; в конечном итоге молекулы амилозы вымываются в окружающую воду, и структура гранул распадается.

Температура желатинизации крахмала зависит от типа растения и количества присутствующей воды, pH , типа и концентрации соли, сахара, жира и белка в рецепте, а также от технологии получения крахмала используемой . Некоторые виды немодифицированных нативных крахмалов начинают набухать при 55 °С, другие — при 85 °С. ^{[ 3 ]} Температура желатинизации модифицированного крахмала зависит, например, от степени сшивки , кислотной обработки или ацетилирования.

Температуру геля также можно изменить путем генетических манипуляций с генами синтазы крахмала . ^{[ 4 ]} Температура желатинизации зависит также от количества поврежденных крахмальных гранул; они набухнут быстрее. Поврежденный крахмал может образоваться, например, в процессе помола пшеницы или при сушке крахмального кека на крахмальном заводе. ^{[ 5 ]} Существует обратная корреляция между температурой желатинизации и гликемическим индексом . ^{[ 4 ]} Крахмалы с высоким содержанием амилозы требуют больше энергии для разрыва связей и желатинизации в молекулы крахмала.

Желатинизация улучшает доступность крахмала для амилазы гидролиза . Поэтому желатинизация крахмала постоянно используется в кулинарии, чтобы сделать крахмал усвояемым или загустить/связать воду в соусе , соусе или супе .

Ретроградация

Желатинизированный крахмал при охлаждении в течение достаточно длительного периода (часов или дней) загустеет (или превратится в гель ) и снова перестроится в более кристаллическую структуру; этот процесс называется ретроградацией . При охлаждении молекулы крахмала постепенно агрегируют, образуя гель. Могут возникать следующие молекулярные ассоциации: амилоза-амилоза, амилоза-амилопектин и амилопектин-амилопектин. Мягкая связь между цепями возникает, когда вода все еще включена в сеть молекул.

Из-за сильных водородных связей более длинные молекулы амилозы (и крахмал с более высоким содержанием амилозы) образуют жесткий гель. ^{[ 6 ]} Молекулы амилопектина с более длинной разветвленной структурой (что делает их более похожими на амилозу) повышают 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 гидролиза амилазы, что снижает усвояемость крахмала.

Прежелатинизированный крахмал

Прежелатинизированный крахмал ( декстрин ) — это крахмал, который был приготовлен, а затем высушен на крахмальном заводе в барабанной сушилке или в экструдере, благодаря чему крахмал растворяется в холодной воде. Распылительные сушилки используются для получения сухих крахмальных сахаров и низкой вязкости порошка прежелатинизированного крахмала .

Определение

Простой метод исследования гелеобразования крахмала — использование вискоамилографа Брабендера . ^{[ нужна ссылка ]} Это распространенный метод, используемый в пищевой промышленности для определения температуры склеивания, способности к набуханию, стабильности к сдвигу/термической стабильности 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 вязкость крутящего момента в зависимости от времени и температуры и записывается на компьютер. Вискоамилограф позволяет наблюдать: начало желатинизации, максимум желатинизации, температуру желатинизации, вязкость при выдержке и вязкость в конце охлаждения. ^{[ 7 ]}

Дифференциальная сканирующая калориметрия (ДСК) — еще один метод, используемый в промышленности для изучения свойств желатинизированного крахмала. При нагревании воды с крахмальными гранулами происходит желатинизация, включающая эндотермическую реакцию. ^{[ 8 ]}

Начало желатинизации называется Т-началом. Т-пик — это положение, в котором эндотермическая реакция протекает в максимуме. Т-вывод – это когда все гранулы крахмала полностью желатинизированы и кривая остается стабильной.

См. также

Декстрин

Ссылки

^ Дженкинс, П.Дж. и А.М. Дональд. «Желатинизация крахмала: комбинированное исследование саксофона/воска/дск и без». Исследование углеводов. 308 (1998): 133-147. Распечатать.
^ Зобель, HF (1988), Преобразования кристаллов крахмала и их промышленное значение. Крахмал – Штерке, 40: 1–7. два : 10.1002/звезда.19880400102
^ Ханс-Дитер Белитц, Вернер Грош, Питер Шиберле, Пищевая химия , издание 3, Springer, страницы: 318-323, год: 2004, ISBN 3-540-40818-5 , ISBN 978-3-540-40818-5
^ Перейти обратно: ^а ^б Заявка США 20080201807 , Роберт Джеймс Генри и Дэниел Лекс Иан Уотерс, «Управление температурой желатинизации», передана УНИВЕРСИТЕТУ ЮЖНОГО КРОССА, Корпорации исследований и разработок сельской промышленности.
^ Стэнли П. Ковен, Линда С. Янг, Решенные проблемы с выпечкой , Woodhead Publishing, страницы: 25-26, год: 2001, ISBN 1-85573-564-4 , ISBN 978-1-85573-564-4
^ Хегенбарт. С.. Понимание функциональности крахмала. Пищевой продукт. Веб. 1996 год https://www.foodproductdesign.com/articles/1996/01/understanding-starch-functionality.aspx
^ «Выдающаяся технология анализа: Brabender GmbH & Co KG» . www.brabender.com .
^ «siint.com» (PDF) . www.siint.com

Внешние ссылки

[1] Дженкинс, П.Дж. и А.М. Дональд. «Желатинизация крахмала: комбинированное исследование саксофона/воска/дск и без». Исследование углеводов. 308 (1998): 133-147. Распечатать.

[2] Зобель, HF (1988), Преобразования кристаллов крахмала и их промышленное значение. Крахмал – Штерке, 40: 1–7. два : 10.1002/звезда.19880400102

[3] Ханс-Дитер Белитц, Вернер Грош, Питер Шиберле, Пищевая химия , издание 3, Springer, страницы: 318-323, год: 2004, ISBN 3-540-40818-5 , ISBN 978-3-540-40818-5

[Henry-4] Перейти обратно: ^а ^б Заявка США 20080201807 , Роберт Джеймс Генри и Дэниел Лекс Иан Уотерс, «Управление температурой желатинизации», передана УНИВЕРСИТЕТУ ЮЖНОГО КРОССА, Корпорации исследований и разработок сельской промышленности.

[5] Стэнли П. Ковен, Линда С. Янг, Решенные проблемы с выпечкой , Woodhead Publishing, страницы: 25-26, год: 2001, ISBN 1-85573-564-4 , ISBN 978-1-85573-564-4

[6] Хегенбарт. С.. Понимание функциональности крахмала. Пищевой продукт. Веб. 1996 год https://www.foodproductdesign.com/articles/1996/01/understanding-starch-functionality.aspx

[7] «Выдающаяся технология анализа: Brabender GmbH & Co KG» . www.brabender.com .

[8] «siint.com» (PDF) . www.siint.com

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]