理论教育 淀粉的直链和支链含量对差异产生影响

淀粉的直链和支链含量对差异产生影响

时间:2023-07-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:然而,大多数差异与各自直链和支链淀粉含量或分子大小有关。速溶淀粉和改性食用淀粉均用这些淀粉制造。由于糯玉米淀粉几乎总是以改性形式使用,所以将在改性食用淀粉部分讨论这种淀粉。改性食用淀粉改性食用淀粉是由制造商用政府机构批准使用的一种或多种化学品处理过的淀粉。除了提高稳定性以外,对淀粉进行改性还有其他原因。

淀粉的直链和支链含量对差异产生影响

像树胶一样,淀粉分子也是多糖。这意味着它们是由许多糖单元构成的复杂碳水化合物大分子。对于淀粉来说,其糖单元便是葡萄糖分子。

然而,并非所有淀粉分子都一样。淀粉中的葡萄糖单位可以两种方式进行排列:一种是以长的直链方式,另一种是高度分枝的短链方式。直链淀粉分子称为直链淀粉,而分子量大得多的支链淀粉分子则称为支链淀粉(图12.4)。虽然直链淀粉呈直链,但是这种链通常会扭曲成螺旋状,而支链淀粉具有许多分支,看起来像平坦的珊瑚扇。

玉米粉与玉米淀粉的区别

纯度接近100%的淀粉,可以粗粒、薄片和珠粒状(木薯)出售,但大多数以细粉形式出售,这种淀粉有时称为面粉。此术语有点误导。例如,真正的土豆粉是整个土豆经过干燥粉碎制成的。虽然它主要由淀粉组成,但也含有少量蛋白质、脂肪和维生素,并且具有独特的土豆风味。然而,土豆淀粉基本上都是淀粉,并且具有平淡的风味。为了区分这两种产品,细磨土豆淀粉有时更准确地称为土豆淀粉。不过要注意,在北美洲“玉米面粉”是指由整个玉米胚乳细磨的,而在英国“玉米粉”是指纯玉米淀粉。如果不确定所使用的配料,可检查配料标签或营养信息,以确定产品是否为100%淀粉。

无论是直链淀粉、支链淀粉还是两者的混合物,淀粉分子在淀粉颗粒内均以有序方式紧密地聚集在一起。

淀粉颗粒是存在于小麦粒和玉米谷物中的小颗粒物。淀粉颗粒也存在于某些植物块茎和根茎中,包括土豆、木薯和葛根。淀粉颗粒的尺寸和形状各不相同,取决于具体淀粉。例如,马铃薯淀粉颗粒较大,呈椭圆形,而玉米淀粉颗粒要小得多,呈多角形。淀粉颗粒也随着时间长大,形成淀粉分子圈,就像树成熟过程中形成年轮一样。

不同类型的淀粉(玉米、马铃薯、葛根或木薯)具有独特属性。有些差异体现在每种淀粉颗粒的独特形状和尺寸方面。然而,大多数差异与各自直链和支链淀粉含量或分子大小有关。表12.2所示为高直链淀粉(如约含27%直链淀粉的玉米淀粉)和高支链淀粉(如支链淀粉含量超过99%的糯玉米淀粉)之间的主要差异。根茎淀粉的直链淀粉含量中等,具有介于高直链淀粉和高支链淀粉之间的特性。

图12.4 淀粉分子片段

表12.2 高直链淀粉与高支链淀粉的比较

本节讨论四种主要类型的淀粉:谷物淀粉、根茎淀粉、改性食用淀粉和速溶淀粉。实际上,所有淀粉不是来自谷物淀粉就是来自根茎淀粉。速溶淀粉和改性食用淀粉均用这些淀粉制造。

谷物淀粉

谷物淀粉从谷物胚乳提取得到。例如,玉米淀粉是从玉米粒胚乳中纯化出来的。其他谷物淀粉包括大米淀粉、小麦淀粉和糯玉米淀粉。

玉米淀粉是烘焙房最常用的淀粉。在北美洲,玉米淀粉具有价廉、方便购买的优点。除了某种原因,玉米淀粉不能满特殊需求外,玉米淀粉应该是烘焙房的首选淀粉。

糯玉米淀粉是从一种品种独特的玉米籽粒中提取到的玉米淀粉,具有与常规玉米淀粉不同的性质。虽然大多数谷物淀粉是高直链淀粉,但糯玉米淀粉却是高支链淀粉(表12.2)。由于糯玉米淀粉几乎总是以改性形式使用,所以将在改性食用淀粉部分讨论这种淀粉。

根茎淀粉

根茎淀粉从各种根茎或块茎类植物中提取得到。根茎淀粉在许多方面与谷物淀粉不同,部分原因是它们的较小直链淀粉含量较低,而支链淀粉含量较高。它们通常比玉米淀粉贵,但不具有谷物风味,而具有较好的澄清度,并能产生较软的凝胶。马铃薯淀粉、葛根粉和木薯粉是根茎淀粉的例子。

木薯淀粉从木薯根茎中提取得到。木薯根茎(不能与仙人掌丝兰混淆)像通常使用的土豆一样,是南美洲和加勒比地区使用的通用根茎。木薯淀粉在北美洲是除了玉米淀粉以外最常用的淀粉。

细磨的木薯淀粉最适用于烘焙食品,如饼干、扁面包和曲奇饼。使用未经改性木薯淀粉的酱料、馅料和奶油,会形成令人不悦的长纤丝状黏稠质地(图12.5)。这些产品最好使用经过特殊加工的速煮颗粒或木薯珍珠粉,以减少拉丝性。

图12.5 木薯淀粉易形成长纤丝状质地,可用湿热处理或化学改性得以缓和

左:速煮木薯颗粒呈短丝质地;右:未经处理的木薯淀粉产生拉丝性质地,降低了产品吸引力。

为了制造颗粒和珍珠粒,制造商要将木薯淀粉润湿直至潮湿,然后使其聚集成块粒,形成珍珠粒或球形颗粒。颗粒或珍珠粒随后要加热并干燥,使外层淀粉糊化。颗粒和珍珠粒淀粉与未改性的木薯淀粉相比,易得到较短、不易挂丝的质地。速煮颗粒淀粉,如部分品牌的木薯淀粉,经短时间浸泡就可溶解,而珍珠粒淀粉必须在使用前浸泡数小时或过夜。木薯珍珠粒煮熟时呈半透明,但它们在成品中可保持其尺寸和形状。美国的木薯淀粉由东南亚或南美进口,比玉米淀粉贵。

如表12.2所示,玉米淀粉之类高直链淀粉冷却时是浑浊的,并且趋于呈现厚重质地和谷物风味。这些特点(虽然并非总是)有时成为缺点。如果以上特点不适合应用需要,则可考虑选择根茎类淀粉。

改性食用淀粉

改性食用淀粉是由制造商用政府机构批准使用的一种或多种化学品处理过的淀粉。改性食用淀粉是设计淀粉;也就是说,改性食用淀粉具有制造商设计的某些可取功能。例如,可以对淀粉进行改性,以增加其对过度受热和酸的稳定性,从而避免淀粉增稠产品变稀薄。它们也可以改性而具有较好冷冻稳定性,从而可防止淀粉凝胶冷冻时收紧、聚集和出水。

烘焙房何时使用小麦淀粉?

前面提到,普通白面粉含大约68%~75%的淀粉。只要烘焙使用面粉,也就是在使用小麦淀粉。面粉还含有面筋蛋白,其与小麦淀粉一起有助于增稠和胶凝。

面粉除了在面糊和面团中使用以外,有时被用来替代玉米淀粉为糕点奶油增稠,也可用于家常苹果派。面粉为这类制品增添了微妙的面粉风味,也使奶油呈灰白色。

除了提高稳定性以外,对淀粉进行改性还有其他原因。例如,淀粉经改性可以改良木薯淀粉的质地,加速或减慢其糊化速度。然而,在烘焙房中使用改性食用淀粉的主要原因还是为了增加稳定性。

虽然任何淀粉(玉米淀粉、马铃薯淀粉、葛根淀粉、木薯淀粉或糯玉米淀粉)都可以改性,但大多数改性食用淀粉都是用糯玉米淀粉制成的。糯玉米淀粉具有许多适合处理的特征。例如,糯玉米淀粉与常规玉米淀粉相比,比较清澈,口味也清爽。一些改性食用淀粉(例如,Colflo 67)是需要烹饪的淀粉,因为它们必须像任何常规淀粉一样烹饪。其他改性食用淀粉是即食淀粉。

速溶淀粉

速溶淀粉不用加热就可增稠和形成凝胶。尽管大多数速溶淀粉也受到过修饰,但它们与改性淀粉不同。速溶淀粉有时称为预糊化溶粉或冷水溶胀淀粉。要制造速溶淀粉,制造商会使淀粉预糊化,然后再进行干燥,或对淀粉进行其他改性,以使淀粉颗粒在不加热的情况下可吸收水分。速溶淀粉不需要加热,但即便加热,绝大多数也不会受到损坏。

有用的提示(www.daowen.com)

将速溶淀粉搅拌加入冷液体时要小心。淀粉增稠极快,搅拌时很容易将气泡带入混合物。如果需要,可以在搅拌后温和地加热混合物,以使气泡消散。

因为速溶淀粉不需要加热,因此它们适用于热敏性产品的增稠。例如,用速溶淀粉增稠,不会破坏猕猴桃的亮绿色和微妙风味。

速溶淀粉使用也很方便。例如,速溶淀粉很适用于盘饰甜点酱最后增稠。但请记住,速溶淀粉是特种淀粉,因此成本比常规玉米淀粉要高出两三倍。速溶淀粉也不一定具有常规烹饪淀粉相同的质感,而且不能完全取代烘焙房中的玉米淀粉。

两种常见速溶淀粉分别称为“Instant Clearjel”和“Ultrasperse 2000”。两者都是经过修饰和预煮的糯玉米淀粉,这使它们既速溶又稳定。

淀粉糊化过程

本章前面提到,淀粉分子在淀粉颗粒内以有序方式紧密地堆积。当淀粉颗粒置于冷水时,颗粒内的淀粉分子会吸引水分,颗粒稍微溶胀。如果水被加热,则淀粉颗粒会发生不可逆的糊化过程。

糊化是淀粉有序淀粉颗粒被破坏和颗粒溶胀的过程。大量水进入淀粉颗粒,会将淀粉分子分离和包围起来。如果水分不足或没有足够的热量,则颗粒将不会完全糊化。大颗粒通常首先糊化,较小颗粒要花费较多时间来充分吸收水分并溶胀。

由于水被糊化淀粉分子捕获,所以不能自由移动。同样,由于彼此挤压,所以溶胀淀粉颗粒也不能自由移动。没有任何移动,淀粉混合物就会变稠。增稠是浆糊化过程的开始。随着继续加热,颗粒继续溶胀,淀粉分子(特别是较小的直链淀粉分子)会从颗粒中浸出,并进入热液体。此时,由大部分颗粒完全溶胀和小部分从颗粒浸出淀粉构成的淀粉混合物已经被适当煮熟。该混合物应当从热源移开,并进行冷却。

如果混合物继续加热,而且存在足够的水,则淀粉颗粒会继续释放出内容物,体积变得更小并有较大变形,直到最终完全破裂。至此,剩下的是小颗粒碎片和释放出的淀粉分子。混合搅拌可加速淀粉颗粒破裂,因为大的溶胀颗粒容易破裂。淀粉糊化过程如图12.6所示。

有用的提示

为了防止速溶淀粉在加入液体时结块,可先将其与糖或其他干燥配料混合。一般的做法是将四份糖与一份速溶淀粉混合。然而,一些研磨成粗颗粒而不是细粉的速溶淀粉,可方便地与水混合,因此并非所有速溶淀粉都需要与这么多糖一起混合。

淀粉溶液冷却时,淀粉分子运动会减慢并会相互缠结,也会捕获额外的水,从而起增稠作用。如果缠结的直链淀粉分子浓度足够大,则溶液会凝结。

图12.6 淀粉糊化过程

图12.7 不同煮熟程度的淀粉颗粒

请注意,适当增稠和胶凝存在一个最佳加热程度。加热太少则溶胀颗粒太少,根本不会释放淀粉分子。加热太多,则有太多颗粒分解。无论是加热不够还是加热过度,都不能得到好的增稠效果,也不会得到好的胶凝效果。

图12.7比较了不同熬煮程度的淀粉颗粒在显微镜下观察到的外观。

糊化不足(未煮熟)的淀粉也会产生其他问题。因为原料颗粒硬而致密,未煮熟的淀粉在口中感觉很粗糙。未煮熟的淀粉也不透明,通常具有生淀粉味。如果贮存一天或更长时间,未煮熟的淀粉混合物往往会出水,这意味着凝胶周围会出现令人不快的液滴,甚至积水。因为未煮熟的淀粉与过度熬煮的淀粉具有不同的特性,所以很容易判断出太稀薄的淀粉混合物是未煮熟还是过度熬煮。表12.3所示为熬煮不足和熬煮过度淀粉的特性。

有用的提示

如果用淀粉增稠的酱料或馅料配方糖含量高,则保留一半糖,直到淀粉糊化为止。这样,淀粉有机会在吸湿性糖吸收水之前吸收水分,并防止淀粉糊化。

许多因素会影响淀粉糊化温度及淀粉完全糊化所需的热量。糊化温度越高,淀粉糊化所需时间越长,淀粉未被煮熟的可能性就越大。同样,糊化温度越低,淀粉糊化所需的时间越短,淀粉熬煮过度的可能性就越大。以下讨论影响淀粉糊化温度的主要因素。

• 淀粉类型。每种类型的淀粉都具有适当糊化所需的最佳热量。查看制造商指南,了解改性食用淀粉的使用说明,因为有些淀粉的糊化温度高于玉米淀粉及其他淀粉的糊化温度,而另一些会在较低温度下糊化。根茎淀粉完全糊化所需的时间会随配方而变化,但总的来说,比玉米淀粉完全糊化所需的时间要短。多数情形下,未经改性的根茎淀粉不应该煮沸。煮熟时间过长,未经改性的根茎淀粉质地会出现拉丝。如果发生这种情况,酱或馅料应该重新加工,并将熬煮时间缩短一些,否则应更换根茎淀粉。

• 软化剂:甜味剂和脂肪的用量。甜味剂和脂肪会减慢淀粉颗粒吸收水分和溶胀的速度。吸水越慢,淀粉颗粒糊化时间就越长。事实上,如果存在足够的糖,则它会完全阻止淀粉糊化。这是利用糖和脂肪软化烘焙食品的一种方法:它们减少了结构淀粉糊化的量。糖还可增加淀粉增稠的混合物的半透明度。

• 酸量。酸可将大型淀粉分子降解为较小片段,从而可降低其增稠能力。酸还会破坏淀粉颗粒,使其较快较容易糊化。事实上,如果存在足够的酸,则会由于淀粉糊化很快而感觉不到淀粉混合物变稠的现象。

选择淀粉

糕点师可以使用的淀粉数量和种类似乎多得令人难以置信。有许多本地淀粉,如玉米淀粉、大米淀粉、木薯淀粉、葛根淀粉和马铃薯淀粉等,再加上改性淀粉和速溶淀粉。面对如此多的选择时,最好系统地想想应用的要求是什么?再想想有什么可供选择的。

表12.4所示问题旨在帮助缩小选择淀粉的范围。然而,烘焙房首先应当考虑选择玉米淀粉,因为它是一种良好的通用淀粉,成本低,易于使用。不同淀粉和胶质优缺点的更多细节,如表12.5所示。

表12.3 熬煮不足和熬煮过度的淀粉溶液

有用的提示

酸存在时,淀粉容易熬煮过度,可用缩短烧煮时间和增加淀粉用量来抵消,也可用淀粉混合物完全糊化和冷却后加入酸来补偿。然而,到目前为止,处理淀粉和酸的最佳解决方案是改用更耐酸的淀粉。最耐酸的淀粉是一些改性食用淀粉,但某些根茎淀粉和大米淀粉的耐酸性比玉米淀粉要强些。

表12.4 选择增稠剂和胶凝剂时要考虑的问题

表12.5 淀粉和胶的性质和用途的比较

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