Stärkelsegelatinering

Stärkelsegelatinisering är en process för att bryta ner de intermolekylära bindningarna av stärkelsemolekyler i närvaro av vatten och värme, vilket gör att vätebindningsställena ( hydroxylväte och syre) kan engagera mer vatten. Detta löser stärkelsegranulen irreversibelt i vatten . Vatten fungerar som mjukgörare .

Tre huvudprocesser inträffar med stärkelsegranulen: granulsvällning, kristallit eller dubbelspiral [ ^{klargöring behövs ]} smältning och amylosurlakning .

Under uppvärmningen absorberas först vatten i det amorfa utrymmet av stärkelse, vilket leder till ett svullnadsfenomen.
Vatten kommer sedan in via amorfa regioner in i de tätt bundna områdena av dubbla spiralformade strukturer av amylopektin . Vid omgivningstemperaturer tillåter dessa kristallina områden inte vatten att komma in. Värme gör att sådana områden blir diffusa, amyloskedjorna börjar lösas upp, separeras till en amorf form och antalet och storleken på kristallina områden minskar. Under mikroskopet i polariserat ljus förlorar stärkelse sin dubbelbrytning och sin utsläckningskors .

Genomträngning av vatten ökar således slumpmässigheten i stärkelsegranulstrukturen och orsakar svullnad; så småningom läcker amylosmolekyler ut i det omgivande vattnet och granulstrukturen sönderfaller.

Gelatineringstemperaturen för stärkelse beror på växttyp och mängden vatten som finns närvarande, pH , typer och koncentration av salt, socker, fett och protein i receptet, samt stärkelsederivatiseringsteknik används. Vissa typer av omodifierad naturlig stärkelse börjar svälla vid 55 °C, andra typer vid 85 °C. Gelatineringstemperaturen för modifierad stärkelse beror till exempel på graden av tvärbindning , syrabehandling eller acetylering.

Geltemperaturen kan också modifieras genom genetisk manipulation av stärkelsesyntasgener . Gelatineringstemperaturen beror också på mängden skadade stärkelsegranuler; dessa kommer att svälla snabbare. Skadad stärkelse kan till exempel framställas under vetemalningsprocessen eller vid torkning av stärkelsekakan i en stärkelseanläggning. Det finns en omvänd korrelation mellan gelatineringstemperatur och glykemiskt index . Högamylosstärkelser kräver mer energi för att bryta upp bindningar för att gelatinisera till stärkelsemolekyler.

förbättrar tillgången på stärkelse för amylashydrolys . Så gelatinering av stärkelse används ständigt i matlagning för att göra stärkelsen smältbar eller för att tjockna/binda vatten i roux , sås eller soppa .

Retrogradering

Gelatinerad stärkelse, när den kyls under en tillräckligt lång period (timmar eller dagar), kommer att tjockna (eller gela ) och omorganisera sig igen till en mer kristallin struktur; denna process kallas retrogradation . Under kylning aggregeras stärkelsemolekyler gradvis för att bilda en gel. Följande molekylära associationer kan förekomma: amylos-amylos, amylos-amylopektin och amylopektin-amylopektin. En mild association mellan kedjorna kommer tillsammans med vatten som fortfarande är inbäddat i molekylnätverket.

På grund av starka associationer av vätebindning kommer längre amylosmolekyler (och stärkelse som har en högre amyloshalt) att bilda en styv gel. Amylopektinmolekyler med längre grenad struktur (vilket gör dem mer lika amylos), ökar benägenheten att bilda starka geler. Stärkelser med hög amylopektin kommer att ha en stabil gel, men kommer att vara mjukare än geler med hög amyloshalt.

Retrogradering begränsar tillgängligheten för amylashydrolys att inträffa, vilket minskar stärkelsens smältbarhet.

Förgelatinerad stärkelse

Förgelatinerad stärkelse ( Dextrin ) är stärkelse som har kokats och sedan torkats i stärkelsefabriken på en trumtork eller i en extruder som gör stärkelsen kallvattenlöslig. Spraytorkar används för att erhålla torrt stärkelsesocker och lågviskös förgelatinerat stärkelsepulver.

Bestämning

En enkel teknik för att studera stärkelsegelning är att använda en Brabender Viscoamylograph. ^{[ citat behövs ]} Det är en vanlig teknik som används av livsmedelsindustrin för att bestämma pastatemperaturen, svällningskapaciteten, skjuvnings-/termisk stabilitet och omfattningen av retrogradering. Under kontrollerade förhållanden värms stärkelse och destillerat vatten upp med konstant uppvärmningshastighet i en roterande skål och kyls sedan ned. Blandningens viskositet avleder en mätsensor i skålen. Denna avböjning mäts som viskositet i vridmoment över tid kontra temperatur och registreras på datorn. Viskosamylografen tillåter oss att observera: början av gelatinering, gelatineringsmaximum, gelatineringstemperatur, viskositet under hållning och viskositet i slutet av kylning.

Differential scanning kalorimetri (DSC) är en annan metod som industrier använder för att undersöka egenskaperna hos gelatinerad stärkelse. När vatten värms upp med stärkelsegranuler sker gelatinering, vilket involverar en endoterm reaktion.

Initieringen av gelatinisering kallas T-debut. T-topp är den position där den endotermiska reaktionen inträffar vid maximum. T-slutsatsen är när alla stärkelsegranulerna är helt gelatinerade och kurvan förblir stabil.

Se även

Dextrin

externa länkar