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分析食品應用中多糖性質(zhì)

1 果膠

果膠是指不同長呢高度酯化和中和的α-半乳糖醛酸以1，4-苷鍵形成的聚合物。

果膠的酯化度=果膠中酯化的半乳糖醛酸的殘基數(shù)/果膠中總半乳糖醛酸的殘基數(shù)。

在果蔬成熟過程中，果膠由3 種形態(tài)：

原果膠：高度甲酯化的多聚半乳糖醛酸；

果膠：中等度甲酯化的多聚半乳糖醛酸；

果膠酸：未甲酯化的多聚半乳糖醛酸。

果膠形成凝膠的條件：糖含量60-65%，pH2.0-3.5，果膠0.3%-0.7%。

影響果膠形成凝膠的因素：

（1）果膠分子量：凝膠的強度與果膠的分子量呈正比；

（2）酯化度：酯化度在30-50 時，凝膠形成時間隨酯化度的增大而增加，酯化度在50-70時，凝膠形成時間隨酯化度的增大而減小。酯化度（DE）小于50 的果膠稱為低甲氧基果膠，低甲氧基果膠形成凝膠不需要糖，但必須有多價離子存在，如鈣離子、鋁離子等。

（3）pH 的影響：果膠一般在pH2.7-3.5 形成凝膠，zui適pH3.2，低甲氧基果膠在pH2.5-6.5 形成凝膠。

（4）溫度。

2 淀粉的化學性質(zhì)

①   與碘反應：

直鏈淀粉與碘反應呈棕藍色，而支鏈淀粉與碘反應呈藍色，糊精與碘的反應隨分子質(zhì)量的減小，溶液呈色依次變化為：藍色-紫色-橙色-無色。但淀粉、糊精與碘的反應并不是化學反應，是一個物理過程。是由于碘在淀粉分子螺旋中吸附而引起的。

在淀粉分子的每一個螺旋中能吸附一分子的碘，吸附的作用力為范得華力，這種作用力改變了碘的原有色澤。

對于糊精來說，聚合度為4-6 與碘呈無色，聚合度為8-20 與碘呈紅色，聚合度為大于40 與碘呈藍色。支鏈淀粉一般與碘呈紫色，因為其支鏈的長度一般為20-30。

②   水解反應：

工業(yè)上常通過淀粉水解來生產(chǎn)各種化工原料，根據(jù)淀粉的水解程度度的不同可得到糊精、淀粉糖漿、果葡糖漿、麥芽糖漿、葡萄糖等，常用的生產(chǎn)方法有酸法和酶法。

（1）酸法：

用無機酸作為催化劑使淀粉發(fā)生水解反應轉(zhuǎn)變成葡萄糖，這個工序在工業(yè)上稱為“糖化”。淀粉在酸性條件下加熱除發(fā)生糖化反應形成葡萄糖外，還有其他副反應發(fā)生，如發(fā)生復合反應形成異麥芽糖和龍膽二糖，發(fā)生脫水反應生成環(huán)狀糊精或雙鍵。

影響淀粉水解反應的因素有：

A 淀粉的種類：不同淀粉的可水解難易程度不一樣，由難到易依次為馬鈴薯淀粉-玉米、高粱等谷類淀粉-大米淀粉。

B 淀粉的形態(tài)：無定性的淀粉比結晶態(tài)的淀粉容易被水解。

C 淀粉的化學結構：直鏈淀粉比支鏈淀粉易于水解，α-1，4 糖苷鍵比α-1，6 糖苷鍵易于水解。

D 催化劑：不同的無機酸對淀粉水解反應的催化效果不一樣，在相同濃度下，催化強弱順序為：鹽酸>硫酸>草酸。E 溫度。

（2）酶法：

酶法對淀粉的水解包括糊化、液化和糖化三個工序。

常用于淀粉水解的酶有α-淀粉酶、β-淀粉酶和葡萄糖淀粉酶。

α-淀粉酶用于液化淀粉又稱為液化酶，β-淀粉酶和葡萄糖淀粉酶用于淀粉糖化，又稱為糖化酶。

α-淀粉酶:是一種內(nèi)切酶，只能水解α-1，4 糖苷鍵，不能水解α-1，6 糖苷鍵，但可越過α-1，6 糖苷鍵水解α-1，4 糖苷鍵，但不能水解麥芽糖中的α-1，4 糖苷鍵，利用α-淀粉酶對淀粉進行水解，產(chǎn)物中含有葡萄糖、麥芽糖、麥芽三糖。

β-淀粉酶：是一種外切酶，從淀粉的還原端開始對淀粉進行水解，能水解α-1，4 糖苷件，不能水解α-1，6 糖苷鍵，且不能越過α-1，6 糖苷鍵水解α-1，4 糖苷鍵，利用β-淀粉酶對淀粉進行水解，產(chǎn)物中含有β-麥芽糖和β-極限糊精。

葡萄糖淀粉酶：是一種外切酶，從淀粉的非還原端水解α-1，4，α-1，6 和α-1，3 糖苷鍵，zui終產(chǎn)物為葡萄糖。

③淀粉的糊化和老化

β-淀粉：指具有膠束結構的生淀粉；

α-淀粉：指不具有膠束結構的淀粉，也就是處于糊化狀態(tài)的淀粉；

膨潤現(xiàn)象：淀粉顆粒因吸水，體積膨脹數(shù)十倍，生淀粉的膠束結構即行消失的現(xiàn)象。

（1）糊化：

生淀粉在水中加熱至膠束結構全部崩潰，淀粉分子形成單分子，并為水所包圍而成為溶液狀態(tài)。

由于淀粉分子是鏈狀或分支狀，彼此牽扯，結果形成具有粘性的糊狀溶液，這種現(xiàn)象稱為糊化。淀粉糊化溫度必須達到一定程度，不同淀粉的糊化溫度不一樣，同一種淀粉，顆粒大小不一樣，糊化溫度也不一樣，顆粒大的先糊化，顆粒小的后糊化。

影響淀粉糊化的因素有：

A 淀粉的種類和顆粒大小；

B 食品中的含水量；

C 添加物：高濃度糖降低淀粉的糊化，脂類物質(zhì)能與淀粉形成復合物降低糊化程度，提高糊化溫度，食鹽有時會使糊化溫度提高，有時會使糊化溫度降低；

D 酸度：在pH4-7 的范圍內(nèi)酸度對糊化的影響不明顯，當pH 大于10.0，降低酸度會加速糊化。

（2）老化：

經(jīng)過糊化后的淀粉在室溫或低于室溫的條件下放置后，溶液變得不透明甚至凝結而沉淀，這種現(xiàn)象稱為淀粉的老化。

影響淀粉老化的因素有：

A 淀粉的種類：直鏈淀粉比支鏈淀粉更易于老化；

B 食品的含水量：食品中的含水量在30%-60%淀粉易于老化，當水分含量低于10%或者有大量水分存在時淀粉都不易老化；

C 溫度：在2-4℃淀粉zui易老化，溫度大于60℃或小于-20℃顛-覆你呢都不易老化；

D 酸度：偏酸或偏堿淀粉都不易老化。

淀粉老化在早期階段是由直鏈淀粉引起的，而在較長的時間內(nèi)，支鏈淀粉較長的支鏈也可以相互發(fā)生締合而發(fā)生老化。防止淀粉老化的方法：將糊化后的淀粉在80℃以上高溫迅速去除水分使食品的水分保持在10%以下或在冷凍條件下脫水。

④化學改性淀粉：

（1）預糊化淀粉，糊化后在干燥滾筒上快速干燥；

（2）淀粉磷酸酯：淀粉在堿性條件下與磷酸鹽在120-125℃下的酯化反應，可以提高淀粉的增稠性、透明性，改善在冷凍-解凍過程中的穩(wěn)定性；

（3）交聯(lián)淀粉：嗲安分與含有雙鍵或多功能團的試劑反應所生成的衍生物，產(chǎn)用的交聯(lián)試劑有：三磷酸鈉，表氫醇，醋酸等。

3 淀粉的物理性質(zhì)

淀粉根據(jù)其分子形狀可分為直鏈淀粉和支鏈淀粉，支鏈淀粉是由α-1，4 葡萄糖苷鍵連接的線性葡聚糖，二支鏈淀粉是由α-1，4 和α-1，6 糖苷鍵連接的具有分支結構的葡聚糖。

直鏈淀粉在水溶液中并不是線性分子，而在分子內(nèi)氫鍵的作用下分子鏈卷曲成螺旋狀，每個螺旋含有6 個葡萄糖殘基。在顯微鏡下，淀粉都是形狀和大小不同的透明顆粒，其形狀有圓形、卵形（橢圓形）、多角形等三種。不同淀粉的淀粉粒的形狀不相同，馬鈴薯淀粉粒的形

狀為卵形，玉米淀粉粒的形狀為圓形和多角形，稻米淀粉粒的形狀為多角形。不同淀粉粒不僅顆粒形狀不一樣，其大小也不相同，不同淀粉粒平均顆粒大小為：馬鈴薯淀粉粒65μm，小麥淀粉粒20μm，甘薯淀粉粒15μm，玉米淀粉粒16μm，稻米淀粉粒5μm。就同一種淀

粉而言，淀粉粒的大小也不均勻，如玉米淀粉粒中zui大的為26μm，zui小的為5μm。在常見的淀粉中馬拉松淀粉的顆粒zui大，稻米淀粉的顆粒zui小。支鏈淀粉易分散在冰水中，而直鏈淀粉不易分散在冰水中。天然淀粉粒*不溶于冷水。在68-80℃時，直鏈淀粉在水中溶脹

而形成膠體，支鏈淀粉則仍為顆粒，但是，一旦支鏈淀粉溶解后冷卻則不易析出。