淀粉凝胶化
什么是淀粉糊化?
淀粉凝胶化是淀粉颗粒（结晶度）的分子序列的不可逆损失。它被认为是从有序初始状态到无序的最终状态的玻璃过渡，通常类似于“熔化”过程，这需要水和热量。1,2
在烹饪或烘焙过程中，它是淀粉颗粒膨胀和吸收水的阶段，成为功能性。
它是如何工作的？
原生淀粉是部分结晶和高度组织性的，直链淀粉和支链淀粉之间相互作用的结果，这也降低了它的水溶性。在室温下，当淀粉颗粒分散在过量的水中时，其含水量仅占干重的30-40%左右，导致其轻微膨胀并沉降到底部。然而，这个过程是可以逆转的。
淀粉在热水中
在加热期间和在过量的水中，淀粉颗粒最初是可溶性（粘合）的水，导致它们逐渐溶胀并形成粘性浆料。随着加热继续和温度升高，颗粒开始失去它们的结晶度成为无定形的，如通过光学显微镜观察到的马耳他交叉（双折射）的消失。3.
随后的加热使颗粒尺寸增加，直到它们不能再吸收更多的水和爆发。流变学，这伴随着最大粘度积聚，然后滴到高原。作为构成颗粒的分子开始从溶胀的颗粒中浸出并分散/溶解在水性介质中，产生凝胶或糊状物，其性质取决于浆料中淀粉的浓度和类型。1,2
直链淀粉和淀粉蛋白馏分分别开始在158°F（70℃）和194°F（90℃）下溶解。这些馏分变松，最终变得更加活跃，易于酶发作（特别是淀粉酶）。1,2以下示意图显示了淀粉颗粒的模式如何膨胀和失去双折射。
应用
在烘烤过程中，糊化的淀粉会吸收生面团中的游离水。当面团中的气泡膨胀并最终爆裂形成连续空气或多孔结构时。气泡周围的淀粉凝胶/凝固蛋白基质增加粘度形成一个坚实的结构，必不可少的设置面包结构和面包屑的质地。
淀粉凝胶化程度随：
- 温度
- 加热速度和加热程度
- 可用水（aW.）
- ph
- 淀粉种类(来源)
水活动对凝胶化的影响
溶解的固体和低分子量化合物如盐、糖、氨基酸和醇(如多元醇和甘油)的存在降低了游离水或非结合水的数量，因此需要较高的温度使淀粉糊化。这就是为什么高糖、高脂肪、低水分的烘焙配方，比如派皮和饼干，永远不会完全糊化淀粉的原因。
这种配方在烘烤过程中延迟了面团和击球运动员中的碎屑（紧致）。因此，为了在烤箱弹簧期间积聚的最佳膨胀量，面团/面糊需要保持稍微柔性或粘稠，以允许膨胀气体膨胀。
精选植物淀粉的凝胶化温度
下表总结了各种淀粉源的糊化温度:4,5
| 来源 | 凝胶化温度 |
| 小麦 | 124-140°F（51-60°C） |
| 大麦 | 124-140°F（51-60°C） |
| 玉米 | 144-162°F（62-72°C） |
| 小教徒 | 131-144°F（55-62°C） |
| 米 | 154 - 172°F(68 - 78°C) |
| 黑麦 | 124-140°F（51-60°C） |
| 高粱 | 154 - 172°F(68 - 78°C) |
| 土豆 | 140-149°F（60-65°C） |
| 木薯 | 153-158°F（67-70°C） |
用于研究淀粉凝胶化的方法
这种现象可以使用以下技术进行研究：4.
- 光学显微镜
- Amylography
- 快速粘合分析（RVA）
- 差分扫描量热法
- 时间分辨X射线衍射分析
参考
- Bemiller，J.N.“淀粉：分子和颗粒状结构和性质。”碳水化合物化学食品科学家，第3版，AACCI和elsevier Inc.，2019，PP。159-182。
- 永丰，A.和Jay-Lin，J。“了解淀粉结构和功能。”淀粉在食品结构，功能和应用，第二版，木头出版，elsevier Inc.，2018，PP。151-169。
- 芬尼，S.和阿特威尔，W.A.，《商品面粉的组成》。小麦面粉手册，第二版，谷物与谷物协会，AACC国际公司，2016年，第35-41页。
- Delcour，J.A.，Hoseney，R.C.“淀粉。”谷物科学技术原理，第3版，谷物＆谷物协会，AACC国际，Inc。，2010，PP。33-45。
- 木薯/木薯淀粉:生产和使用>。淀粉:化学与技术，第3版，爱思唯尔学术出版社，2009年，第550页。
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