图 2-13 支链淀粉局部结构 淀粉呈白色粉末状，有晶体结构，其水溶液呈右旋光性[α] D 20 为+201.5°～205.0°， 平均比重约为 1.5～1.6。淀粉含水量比较高，一般情况下约为 12%。直链淀粉相对分子量约 为 4000～400000，支链淀粉分子量约为 5×105～1×106，随不同来源的淀粉而异。 2.3.2.2 淀粉的糊化与老化 （1）淀粉的糊化 生淀粉分子靠分子间氢键结合而排列得很紧密，形成束状的胶束，彼此之间的间隙很小， 即使水分子也难以渗透进去。具有胶束结构的生淀粉称为β-淀粉。β-淀粉在水中经加热后， 一部分胶束被溶解而形成空隙，于是水分子进入内部，与余下部分淀粉分子进行结合，胶束 逐渐被溶解，空隙逐渐扩大，淀粉粒因吸水，体积膨胀数十倍，生淀粉的胶束即行消失，这 种现象称为膨润现象。继续加热，胶束则全部崩溃，形成淀粉单分子，并为水包围，而成为 溶液状态，这种现象称为糊化，处于这种状态的淀粉成为α-淀粉。 糊化作用可分为三个阶段：①可逆吸水阶段。水分进入淀粉粒的非晶质部分，体积略有 膨胀，此时冷却干燥，可以复原，双折射现象不变，②不可逆吸水阶段。随温度升高，水分 进入淀粉微晶间隙，不可逆大量吸水，结晶“溶解”。③淀粉粒解体阶段，淀粉分子全部进 入溶液。 各种淀粉的糊化温度不相同，即使同一种淀粉因颗粒大小不一，糊化温度也不一致，通 常用糊化开始的温度和糊化完成的温度共同表示淀粉糊化温度。有时也把糊化的起始温度称 为糊化温度。表 2-5 列出几种淀粉的糊化温度。 表 2-5 几种淀粉的糊化温度 淀粉 开始糊化温度（℃）完成糊化温度（℃） 淀粉 开始糊化温度（℃）完成糊化温度（℃） 粳米 59 61 糯米 58 63 玉米 64 72 大麦 58 63 小麦 65 68 荞麦 69 71 甘薯 70 76 马铃薯 59 67 淀粉糊化、淀粉溶液黏度以及淀粉凝胶的性质不仅取决于温度，还取决于共存的其他组 分的种类和数量。在许多情况下，淀粉和单糖、低聚糖、脂类、脂肪酸、盐、酸以及蛋白质 等物质共存。高浓度的糖降低淀粉糊化的速度、黏度的峰值和凝胶的强度，二糖在推迟糊化 和降低黏度峰值等方面比单糖更有效。脂类，如三酰基甘油以及脂类衍生物，能与直链淀粉 形成复合物而推迟淀粉颗粒的糊化。在糊化淀粉体系中加入脂肪，会降低达到最大黏度的温 O O OH HO HOH2 C O OH HO C H2 O OH HO HOH2 C O OH HO O HOH2 C O O O O OH HO HOH2 O C OH HO O HOH2 C O O
图 2-13 支链淀粉局部结构 淀粉呈白色粉末状，有晶体结构，其水溶液呈右旋光性[α] D 20 为+201.5°～205.0°， 平均比重约为 1.5～1.6。淀粉含水量比较高，一般情况下约为 12%。直链淀粉相对分子量约 为 4000～400000，支链淀粉分子量约为 5×105～1×106，随不同来源的淀粉而异。 2.3.2.2 淀粉的糊化与老化 （1）淀粉的糊化 生淀粉分子靠分子间氢键结合而排列得很紧密，形成束状的胶束，彼此之间的间隙很小， 即使水分子也难以渗透进去。具有胶束结构的生淀粉称为β-淀粉。β-淀粉在水中经加热后， 一部分胶束被溶解而形成空隙，于是水分子进入内部，与余下部分淀粉分子进行结合，胶束 逐渐被溶解，空隙逐渐扩大，淀粉粒因吸水，体积膨胀数十倍，生淀粉的胶束即行消失，这 种现象称为膨润现象。继续加热，胶束则全部崩溃，形成淀粉单分子，并为水包围，而成为 溶液状态，这种现象称为糊化，处于这种状态的淀粉成为α-淀粉。 糊化作用可分为三个阶段：①可逆吸水阶段。水分进入淀粉粒的非晶质部分，体积略有 膨胀，此时冷却干燥，可以复原，双折射现象不变，②不可逆吸水阶段。随温度升高，水分 进入淀粉微晶间隙，不可逆大量吸水，结晶“溶解”。③淀粉粒解体阶段，淀粉分子全部进 入溶液。 各种淀粉的糊化温度不相同，即使同一种淀粉因颗粒大小不一，糊化温度也不一致，通 常用糊化开始的温度和糊化完成的温度共同表示淀粉糊化温度。有时也把糊化的起始温度称 为糊化温度。表 2-5 列出几种淀粉的糊化温度。 表 2-5 几种淀粉的糊化温度 淀粉 开始糊化温度（℃）完成糊化温度（℃） 淀粉 开始糊化温度（℃）完成糊化温度（℃） 粳米 59 61 糯米 58 63 玉米 64 72 大麦 58 63 小麦 65 68 荞麦 69 71 甘薯 70 76 马铃薯 59 67 淀粉糊化、淀粉溶液黏度以及淀粉凝胶的性质不仅取决于温度，还取决于共存的其他组 分的种类和数量。在许多情况下，淀粉和单糖、低聚糖、脂类、脂肪酸、盐、酸以及蛋白质 等物质共存。高浓度的糖降低淀粉糊化的速度、黏度的峰值和凝胶的强度，二糖在推迟糊化 和降低黏度峰值等方面比单糖更有效。脂类，如三酰基甘油以及脂类衍生物，能与直链淀粉 形成复合物而推迟淀粉颗粒的糊化。在糊化淀粉体系中加入脂肪，会降低达到最大黏度的温 O O OH HO HOH2 C O OH HO C H2 O OH HO HOH2 C O OH HO O HOH2 C O O O O OH HO HOH2 O C OH HO O HOH2 C O O
度。加入长链脂肪酸组分或加入具有长链脂肪酸组分的一酰基甘油，将使淀粉糊化温度提高， 达到最大黏度的温度也升高，而凝胶形成的温度与凝胶的强度则降低。由于淀粉具有中性特 征，低浓度的盐对糊化或凝胶的形成影响很小。而经过改性带有电荷的淀粉，可能对盐比较 敏感。大多数食品的 pH 范围在 4～7，这样的酸浓度对淀粉膨胀或糊化影响很小。而在高 pH 时，淀粉的糊化速度明显增加，在低 pH 时，淀粉因发生水解而使黏度峰值显著降低。 在许多食品中，淀粉和蛋白质间的相互作用对食品的质构产生重要影响。淀粉与面筋蛋白在 混合时形成了面筋，在有水存在的情况下加热，淀粉糊化而蛋白质变性，使焙烤食品具有一 定质构。 （2）淀粉的老化 经过糊化的α-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 现象称为淀粉的老化。这是由于糊化后的淀粉分子在低温下又自动排列成序，相邻分子间的 氢键又逐步恢复形成致密、高度晶化的淀粉分子微束的缘故。 老化过程可看作是糊化的逆过程，但是老化不能使淀粉彻底复原到生淀粉（β-淀粉） 的结构状态，它比生淀粉的晶化程度低。不同来源的淀粉，老化难易程度并不相同，一般来 说直链淀粉较支链淀粉易于老化，直链淀粉越多，老化越快，支链淀粉几乎不发生老化。其 原因是它的结构呈三维网状空间分布，妨碍了微晶束氢键的形成。老化后的淀粉与水失去亲 和力，影响加工食品的质构，并且难以被淀粉酶水解，因而也不易被人体消化吸收。淀粉老 化作用的控制在食品工业中有重要意义。 生产中可通过控制淀粉的含水量、贮存温度、pH 及加工工艺条件等方法来防止。淀粉 含水量为 30%～60%时较易老化，含水量小于 10%或在大量水中则不易老化；老化作用最适 温度在 2℃～4℃之间，大于 60℃或小于-20℃都不发生老化；在偏酸（pH4 以下）或偏碱的 条件下也不易老化。也可将糊化后的α-淀粉，在 80℃以上的高温迅速除去水分（水分含量 最好达 10%以下）或冷至 0℃以下迅速脱水。成为固定的α-淀粉。α-淀粉加水后，因无胶 束结构，水易于进入因而将淀粉分子包围，不需加热，亦易糊化。这就是制备方便米面食品 的原理。 2.3.2.3 淀粉的水解 淀粉、果胶、纤维素和半纤维素等在酶、酸、碱等条件下的水解在食品加工中具有重要 意义。工业上利用淀粉水解可生产糊精、淀粉糖浆、麦芽糖浆、葡萄糖等产品。糊精一般成 为可溶性淀粉，是淀粉水解或高温裂解产生的多苷链断片。淀粉糖浆为葡萄糖、低聚糖和糊 精的混合物，可分为高、中、低转化糖浆三大类。麦芽糖浆也称为饴糖，其主要成分为麦芽 糖，也有麦芽三糖和少量葡萄糖。葡萄糖为淀粉水解的最终产物，结晶葡萄糖有含水α-葡 萄糖、无水α-葡萄糖和无水β-葡萄糖三种。淀粉水解法有酸水解法和酶水解法两种。 ①酸水解法 是用无机酸为催化剂使淀粉发生水解反应，转变成葡萄糖的方法。淀粉在 酸和热的作用下，水解生成葡萄糖的同时，还有一部分葡萄糖发生复合反应和分解反应，进 而降低葡萄糖的产出率。水解反应与温度、浓度和催化剂有关，催化效能较高的为盐酸和硫 酸。 ②酶水解法 酶水解在工业上称为酶糖化。酶糖化经过糊化、液化和糖化等三道工序。 应用的酶主要为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，工业上称
度。加入长链脂肪酸组分或加入具有长链脂肪酸组分的一酰基甘油，将使淀粉糊化温度提高， 达到最大黏度的温度也升高，而凝胶形成的温度与凝胶的强度则降低。由于淀粉具有中性特 征，低浓度的盐对糊化或凝胶的形成影响很小。而经过改性带有电荷的淀粉，可能对盐比较 敏感。大多数食品的 pH 范围在 4～7，这样的酸浓度对淀粉膨胀或糊化影响很小。而在高 pH 时，淀粉的糊化速度明显增加，在低 pH 时，淀粉因发生水解而使黏度峰值显著降低。 在许多食品中，淀粉和蛋白质间的相互作用对食品的质构产生重要影响。淀粉与面筋蛋白在 混合时形成了面筋，在有水存在的情况下加热，淀粉糊化而蛋白质变性，使焙烤食品具有一 定质构。 （2）淀粉的老化 经过糊化的α-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 现象称为淀粉的老化。这是由于糊化后的淀粉分子在低温下又自动排列成序，相邻分子间的 氢键又逐步恢复形成致密、高度晶化的淀粉分子微束的缘故。 老化过程可看作是糊化的逆过程，但是老化不能使淀粉彻底复原到生淀粉（β-淀粉） 的结构状态，它比生淀粉的晶化程度低。不同来源的淀粉，老化难易程度并不相同，一般来 说直链淀粉较支链淀粉易于老化，直链淀粉越多，老化越快，支链淀粉几乎不发生老化。其 原因是它的结构呈三维网状空间分布，妨碍了微晶束氢键的形成。老化后的淀粉与水失去亲 和力，影响加工食品的质构，并且难以被淀粉酶水解，因而也不易被人体消化吸收。淀粉老 化作用的控制在食品工业中有重要意义。 生产中可通过控制淀粉的含水量、贮存温度、pH 及加工工艺条件等方法来防止。淀粉 含水量为 30%～60%时较易老化，含水量小于 10%或在大量水中则不易老化；老化作用最适 温度在 2℃～4℃之间，大于 60℃或小于-20℃都不发生老化；在偏酸（pH4 以下）或偏碱的 条件下也不易老化。也可将糊化后的α-淀粉，在 80℃以上的高温迅速除去水分（水分含量 最好达 10%以下）或冷至 0℃以下迅速脱水。成为固定的α-淀粉。α-淀粉加水后，因无胶 束结构，水易于进入因而将淀粉分子包围，不需加热，亦易糊化。这就是制备方便米面食品 的原理。 2.3.2.3 淀粉的水解 淀粉、果胶、纤维素和半纤维素等在酶、酸、碱等条件下的水解在食品加工中具有重要 意义。工业上利用淀粉水解可生产糊精、淀粉糖浆、麦芽糖浆、葡萄糖等产品。糊精一般成 为可溶性淀粉，是淀粉水解或高温裂解产生的多苷链断片。淀粉糖浆为葡萄糖、低聚糖和糊 精的混合物，可分为高、中、低转化糖浆三大类。麦芽糖浆也称为饴糖，其主要成分为麦芽 糖，也有麦芽三糖和少量葡萄糖。葡萄糖为淀粉水解的最终产物，结晶葡萄糖有含水α-葡 萄糖、无水α-葡萄糖和无水β-葡萄糖三种。淀粉水解法有酸水解法和酶水解法两种。 ①酸水解法 是用无机酸为催化剂使淀粉发生水解反应，转变成葡萄糖的方法。淀粉在 酸和热的作用下，水解生成葡萄糖的同时，还有一部分葡萄糖发生复合反应和分解反应，进 而降低葡萄糖的产出率。水解反应与温度、浓度和催化剂有关，催化效能较高的为盐酸和硫 酸。 ②酶水解法 酶水解在工业上称为酶糖化。酶糖化经过糊化、液化和糖化等三道工序。 应用的酶主要为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，工业上称