文档介绍：淀粉老化及老化机理
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1 概述
新制作的谷物食品, 如面包、馒头、蛋糕等, 都具
有内部组织结构松软、有弹性、口感良好的特点。但
随着贮存时间的延长, 就会由软变硬, 组织变得松
散、粗糙, 弹性和风味障碍大, 不易凝沉。
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分子聚合度
直链淀粉分子中分子量大的取向困难; 分子量小的易于扩散; 只有分子量适中的直链淀粉分子才易于凝沉。对于支链分子而言, 支链分子较小, 支链长度较均一及支化点较少等均会提高初始回生速率。
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水分
支链淀粉的重结晶时, 以前被无定形区均匀包裹的水分子部分扩散进入结晶层, 部分由于无定形区变成重结晶区包裹水分子的能力降低而滲析出来。由此可见, 一方面自由水作为增塑剂, 促进淀粉分子链的迁移, 另一方面作为结合水参与支链淀粉分子的重结晶
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另外, 溶液浓度大, 分子碰撞机会多, 易于凝沉; 溶液溶度小, 分子碰撞机会少, 不易凝沉。质量分数为 30 % ～60 % 溶液最易于发生回生作用,水分在 10 g / 100 g以下的干燥状态的淀粉难以回生。
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温度
温度对直链淀粉的回生特征影响显著, mg/mL 直链淀粉水溶液在 5 ℃至 45 ℃之间, 当温度提高时回生速率降低, 且不同分子量级分回生速率也不同在 5 ℃保温 100 d , 大多数直链淀粉回生沉淀, 45 ℃时, 只有较少小分子级分回生并沉淀。
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淀粉溶液温度下降速度对其回生作用也有很大的影响, 缓慢冷却可以使淀粉分子有时间取向排列, 故加重回生程度; 而迅速冷却, 使淀粉分子来不及取向, 可以减少回生程度。
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直链淀粉与支链淀粉的比例
不同来源的淀粉分子组成、直链淀粉与支链淀粉的比例等均有较大差异。因此, 不同种类的淀粉其回生情况必定不同。支链淀粉含量高的较难凝沉。
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糖类
糖类包括单、双寡糖, 淀粉多糖, 非淀粉多糖。
单、双寡糖因其分子较小, 在淀粉糊化过程中, 可随水分渗透并进入淀粉颗粒内部, 并与淀粉分子相互作用。
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相溶性理论认为, 不同单、双寡糖对淀粉回生影响取决于糖分子与水分子间的相容性, 相容性好, 糖分子可起到类似水的作用, 对分子链有一定的稀释作用, 延缓了分子链的迁移率,降低回生速率; 相反若糖分子与水分子相容性不好, 则会加速回生。
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多糖有淀粉多糖和非淀粉多糖。多糖的分子量、化学结构及在水溶液中的构象对其与淀粉分子间相互作用特征均有重要影响。
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此外，不同的无机盐对老化性质的影响不同，有的能促进老化，有的能抑制老化。淀粉老化速度受 pH 值的影响，在 pH 7 时，老化速度最快，在 pH 大于 10 或小于 7 时，老化速度很慢。
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4 抗老化途径
从某种意义上说, 已糊化淀粉的回生趋势是很难避免的, 但是在清楚了解淀粉的回生机理之后, 就能够充分利用这些机理, 采用有效措施来延缓馒头老化, 将由淀粉回生带来的不良影响降至最低。我们利用以下几种方法来解决淀粉回生问题, 取得了满意的效果
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淀粉水解酶
研究表明, 直链淀粉分子长短及直、支链的比例与回生速率呈高度相关。因此, 我们可以利用淀粉酶对淀粉进行一定程度地降解, 通过改变链长, 增强分子链排列的无序性来延缓回生, 具有良好的应用效果。
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(1)α- 淀粉酶。
α- 淀粉酶是一种内切酶, 以随机的方式从淀粉分子内部水解 α- 糖苷键, 从而改变直链淀粉及支链淀粉直线性侧链的聚合度, 使淀粉水解产生可溶性糊精。
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这种糊精的含量与食品的老化速率的下降呈正相关其错综复杂的排列方式可有效干扰淀粉的结晶。但过量的糊精会使面包馒头等食品瓤心发粘, 影响口感加酶量过大时还会出现塌架问题。
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(2)β- 淀粉酶。
β- 淀粉酶是一种端切酶, 可以从淀粉分子的非还原端开始, 依次切下两个葡萄糖单位, 即一个麦芽糖分子, 从而缩短直链淀粉及支链淀粉直线分支的长度减少其重结晶趋势, 对瓤心起到抗老化作用。同时水解产生的麦芽糖, 可作为发酵时酵母的食物, 具有提高产气能力、增大发酵食品体积、改善结构的作用。
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(3)葡萄糖淀粉酶。
同 β- 淀粉酶一样, 葡萄糖淀粉酶也是一种外切酶, 作用于淀粉时, 从