#16 淀粉糊化与回生
多糖（Polysacchairdes）
由20个单糖或20个以上单糖组成的聚合物
一般的多糖的分子数量可以达到上百上千。
纤维素的分子量更多，可以达到上万。
食品化学讲的是食品的理化和生物性。并不涉及营养方面。
比如淀粉可以提供能量，蛋白质，脂肪也可以，但淀粉来源多，价格便宜。
很多不吃淀粉类食物，是因为当今高发的一些慢性病都是跟它有关，比如糖尿病。
除了营养方面的功能外，它在食品加工方面还有一些作用，比如它的粘度，还有溶解性等等
多糖的溶解性
多糖具有较强亲水性和易于水合的性质。多元醇，每个羟基均可和一个活几个水分子形成氢键。环氧原子以及连接糖环的糖苷氧原子也可与水形成氢键。
讲多糖溶解性之前需要先讲一下溶解性和亲水性的区别
一般情况下，物质具有溶解性，那么它就会有相对好的亲水性，但有好的亲水性并不意味着它具有好的溶解性，比如说纤维素。
纤维素：它和淀粉的区别在与于淀粉水由阿尔法一次糖苷键相连的，而纤维素水贝塔一次糖苷键相连。就这么点差距就决定了我们吃的是米饭馒头还是身上穿的衣服。
在简单点讲我们身上穿的衣服算是纤维素，明显不溶于水，但是能够吸水。而淀粉类能吸水并且溶解于水之中。
小结：当一个物质拥有很多的亲水基团时，它就有亲水性，但是它未必能拥有很好的溶解性，很多的多糖具有很好的溶解性，不仅仅是淀粉，还有一些胶质类物质。
绝大多数胶质类物质都是植物或藻类含有的多糖。
比如制作果冻时会使用到的海藻胶，卡拉胶。
这些物质可以被作为食品的冷冻稳定剂使用
冷冻稳定剂
淀粉溶液冷冻时，形成两相体系，一相水结晶水（指冰），另一相水由淀粉分子和非冷冻水组成的玻璃（？？？）
当大多数多糖处于冷冻浓缩状态时，水分子的运动收到了极大的限制，水分子不能吸附到晶核或结晶长大的活性位置，因而一致了冰晶的长大，提供了冷冻稳定性
比如冰淇淋，为了防止冰淇淋成品产生晶体，就会使用胶体类的亲水物质使他们形成一个结系防止水形成冰晶，将食品控制在一个口感轻柔的一个状态。
多糖溶液的黏度与稳定性
》主要具有增稠和凝胶功能
》还控制流体食品与饮料的流动性质与质构以及改变半固体食品的变形性等
稳定剂，乳化剂，增稠剂，这些添加剂很多时候都是指一个东西。通过增稠使得食品保持一个稳定的状态。
一些饮料会通过加入增稠剂让饮料中的物质更好的融合在一起，防止这些物质形成絮状物，沉淀等情况出现，从而延长饮料的储存时间。
这种方法可以应用在酸奶，豆奶，果汁等等饮料中。
此外还有一些具有稳定性等蛋白质胶体，它们是动物身上的皮肉和骨头中提取出来的。生活中的鱼胶片就是这种蛋白稳定剂提取物。
多糖的黏度
多糖具有的黏度和稳定性跟它的分子大小，形状，构象有关
黏度指的是流体在运动过程中受到的阻力的大小。
比如使用筷子去搅动液体，在搅动的过程中感受到的阻力的大小，就是液体粘度的大小。
多糖的黏度跟多糖的直链分子和支链分子相关，这两种分子在水溶液中产生的黏度各不相同，因为直链分子的分子体积大，支链分子体积偏小，当这两个物质溶于水中时，因为分子大小不同，直链分子产生的粘度会比支链分子产生的粘度高。
粘度的增加会降低溶液中的物质的运动速度，所以可以使得溶液整体稳定性保持的时间相对延长。
理论上讲，从安全性和营养性出发，一个物理上不稳定的体系并不会影响它的营养性和安全性。但对于消费者来说，如果这个体系存在悬浮物，上浮物或者沉淀物时它们就会认为产品的质量出现了问题，会认为食品的存放时间已经超过了保质期的时间，就会对产品的购买行为产生排斥，所以为了使消费者愿意购买产品，生产者就会在产品中加入适量稳定剂，使产品在保质期内能保持一个稳定的状态。
直链多糖
分子排列呈直链的或者说是线性的状态，就是糖分子会像火车一样一列接一列的排列。典型的代表就是直链淀粉
直链淀粉：以阿尔法1，4键连接而成，与溶液结合产生粘度高
支链多糖：
支链的多糖存在阿尔法1，4键和阿尔法1，6键
多存在于阿尔法1，6键。
形状会像一颗树一样，存在很多分叉，与溶液结合产生粘度会偏小
粘度的其中一个特性：
多糖是一个软的像柱一样的小球，可以发生变化，当它在溶液中时，你在不断搅拌它的时候，它会随着你搅动的方向进行变成椭圆形。当停止搅动的时候，它又会变成圆柱形。
这个搅拌过程进行的时候，它的粘度会变小，但当停止搅拌的时候，它的粘性会恢复过来。但有个别多糖会在搅拌过后失去粘性。
凝胶（Gel)
凝胶性是多糖的一个非常重要的性质
比如说果冻
果冻和牛奶里面哪个含水过高？
理论上来讲，只要含有0.5%的多糖就可以形成一块比较坚硬的凝胶，果冻需要加入甜味剂，有色类物质，风味剂，通常它的固体物质的含量占8%～10%；而牛奶，如果牛奶没有掺水没有掺假的情况下，那么它的固体物质含量就会占约13%。
所以很明显，果冻的含水量会比牛奶要高，尽管其中一个是液体，另外一个是半固体。
那么为什么果冻可以保留住很多的水分呢？
果冻里面的胶体组成的成分就是多糖，它可以形成一个三维的网络结构，这个三维网络结构可以通过亲水基团将水给包裹住不让水流失。
在切开果冻，切开凉粉的时候水没有流出来，就是因为这个三维网络将水牢牢锁住的关系。
多糖的水解（发生条件）
》在酸或酶的催化作用下，糖苷键水解
》热加工
自然界中的水解：
水果的多糖水解：很多的水果中的多糖水解以后会产生甜味物质。
拿柿子来说，柿子在成熟之前会处于一个质地偏硬的状态，这个状态的果肉含有大量果胶，它会在果胶酶的催化作用下发生水解，水解后果胶变成果糖，产生甜味物质，同时柿子的质地会在这个过程中逐渐变软。
淀粉：
谷物类食品，比如大米，小麦加工成的面粉。
有直链淀粉和支链淀粉
直链淀粉，通过葡萄糖以阿尔法-1，4糖苷键相连，是一个线性排列的物质。支链淀粉除了含有阿尔法-1，4糖苷键外，还含有少量阿尔法-1，6糖苷键。相对分子量约为10的六次方，甚至更多。
支链淀粉，有一根主链，称为C链，通过阿尔法-1，4键连接，它有两条称为A链和B链的支链，A链由阿尔法-1，6键与B键链接，B链又经由阿尔法-1，6键与C链连接。
通过观察它们的的物理状态，可以知道，支链淀粉的形状会偏向于一个线条状，而支链淀粉则偏向球形
它们在溶液中的表现各不相同，直链淀粉的粘度会会比支链淀粉高很多。
可以从精米和糯米两种米做比较可以了解到，精米的直链淀粉的含量偏多，所以它在呈现的粘性就偏大，而
糯米含有的支链淀粉多，所以它的粘性就会偏小。
如何去判定淀粉的糊化？
支链淀粉的排列
首先了解一下淀粉的一个特殊结构：
》偏光黑十字
使用偏光显微镜可以看到一个淀粉的十字形结构，这个十字意味着淀粉具有晶体结构。
当淀粉的分子结构像纤维素，比如布料一样排列的非常紧密时，这种情况下的淀粉就不容易水解
如果分子结构是紧密的，致密的晶体结构时，拥有这种分子结构的淀粉，一般是生活中的生淀粉。
如果使用外力将淀粉链的结构打乱，比如煮粥的方式进行加热。分子结构就会被分散，淀粉就开始糊化。
观察这个糊化的过程方法，需要使用偏光显微镜，一边加热一边观察其反应过程。
如果淀粉十字结构的晶体开始褪色或者不见了，就说明晶体结构在加热过程中分解消散了，也就说明淀粉完全糊化了。
有些方便面只需要温水就能够化开，就是因为方便面经过糊化处理，分子的晶体结构被提前分解打散，从而使方便面能够很快的被泡软食用。
一些淀粉中直链和支链淀粉的含量（%）
淀粉来源——支链淀粉——支链淀粉
高直链淀粉——50%～85%——15%～50%
玉米——24%——76%
蜡质玉米——1%——99%
小麦——25%——75%
大米——17%——83%
马铃薯——21%——79%
木薯——17%——83%
糊化
淀粉经过糊化后会便于人体的消化吸收。它的分子结构，分为结晶区和非结晶区，者两个区域会呈现一个交替排列的方式连接起来。
结晶区也是一个偏光十字区域
关于糊化，指的是在具有足够的水（至少60%）的条件下加热淀粉颗粒达到特定温度（玻璃画相变温度），淀粉颗粒的无定形区由玻璃态转向橡胶态。
淀粉的糊化水通过分子的震动产生的热能加热淀粉使其发生糊化。
一般会使用直接加热的方式使淀粉糊化。除了直接加热可以使分子震动产生热量外，还有一种方法就是使用微波。
原理是通过微波使水分子产生剧烈的震动继而产生热量。
一些淀粉物质的发生糊化温度数据
淀粉——开始糊化——完全糊化
粳米——59摄氏度——61摄氏度
糯米——58摄氏度——63摄氏度
大麦——58摄氏度——63摄氏度
小麦——65摄氏度——68摄氏度
玉米——64摄氏度——72摄氏度
荞麦——69摄氏度——71摄氏度
马铃薯——59摄氏度——67摄氏度
甘薯——70摄氏度——76摄氏度
不同的原料，不同来源的淀粉，都有不同的糊化温度，糊化过程可以被氛围开始糊化和完全糊化两个步骤，者个分发是通过偏光显微镜观察十字区域的时候，观察它开始褪色一直到完全消除的温度，最后将其记录下来的。
生活有个现象，面包放在自然环境中，过了一段时间之后会变硬，再比如米饭过了一段时间后，也变硬
这种现象学术上称为老化（Retrogradation）
淀粉的老化：淀粉溶液冷却后，线性分子重新排列并通过氢键形成不溶性沉淀。
就是淀粉在一个防止过程中，随着时间的流逝，它被糊化的淀粉链重新排列成结晶，所以就会变成现在说的回生
解决方式：
重新加热，但在这里需要考虑一个问题，如何让一个老化的淀粉产物在继续脱水的条件下继续变软。
比如一碗已经回生变硬的米饭，通过将米饭放进微波炉里加热后，就会呈现一个淀粉很好的糊化的状态
原理是：
微波炉的微波使得淀粉分子发生震动产生热量，淀粉在一个固体或半固体的状态下接收了微波的能量，使淀粉链分子伸展开，使结晶区域分解消散。
然后，为了防止糊化的淀粉的分子重新排列，可以通过加入一些极性脂（甘油一酯及其衍生物），形成络合物，延迟老化。
极性脂会在淀粉分子重新排列的时候对其施加一个阻碍力阻碍分子重新排列，从而延长分子重新排列的需要的时间，达到延长其老化的时间
很多加工食品都是不希望出现淀粉老化的情况的，所以他们会通过快速冷冻或者快速脱水的处理方式来防止老化。
淀粉开始重新排列前，在最短的时间内对其进行冷冻处理，或者在短时间内或者瞬间使淀粉脱水，通过这两种方法使淀粉分子在固体状态的情况下也能保持分子分散排列的状态
典型的例子也是方便面。
在方便面的生产流水线中，方便面先通过生产线的热水池加热糊化，接下来会通过一个油池，通过油池油炸进行快速脱水。
这样处理的方便面就不用在加热到糊化温度也能直接泡开食用。
