[學習] 食物學-穀類第五節穀類的成分變化 - 方格子
食物成分變化結構產生硬度化合物方格子米粒過氧化物羰基 文章 參考資訊
貯存造成的成分變化
穀類在食用之前,通常以穀粒的方式進行貯存,待需要時才碾製應用,在貯存過程中,庫房內的溫度及濕度對成分影響最大。由於穀類在貯存過程中仍可進行呼吸作用,使得成分產生變化,庫房溫度愈高、濕度愈大,穀粒的呼吸作用愈旺盛,水分的變化便愈大,尤其對糙米的影響為最。
水分
在貯存過程中,變化最大的是水含量,愈舊的米、水分愈少,其他成分則無顯著變化。在營養價值上,維生素B1的減少較顯著。
在貯存過程中,由於米粒上微生物繁殖及米粒內酵素的作用,引起脂肪、胺基酸及糖類分解生成有機酸,又因脂肪酸之氧化分解生成醛,再加上黴菌生成之物質,產生舊米特有的陳米氣味。
糙米貯存一年後,酸度增加2~3倍,白米則會增加4~6倍,這些有機酸使得米的風味變差。在溫度高、濕度大的環境下,黴菌容易繁殖,使得米變黃(黃變米),不適宜食用,故貯存米時溫度需在15℃以下,相對濕度則在60%以下,可防止微生物繁殖,同時穀粒的呼吸作用亦緩慢,延緩品質降低。
醣類
在貯存期間,澱粉含量的變化不大,但結構會發生改變,其直鏈澱粉與游離脂肪酸結合形成複合物,它會在澱粉加熱時抑制澱粉顆粒膨脹,使得米飯質地變硬,此為造成舊米煮成的飯不如新米好吃的原因。
脂質
貯存期間最容易產生劣變的成分是脂質,脂質分解造成游離脂肪酸增加、米的酸度上升,同時形成的酯類、酮類與醛類,是導致陳米異味的主要來源。
蛋白質
粗蛋白質的含量在貯存期間變化不大,但脂肪或游離脂肪酸氧化產生氫過氧化物及羰基化合物,會促進蛋白質中的S-H基氧化,產生S-S基,使蛋白質結構更緊密,米粒硬度增加、色澤變黃且透明度降低。揮發性硫化物含量降低,也會影響米飯的風味。在貯存期間,離胺酸、甲硫胺酸與麩胺酸的含量也會降低,影響蛋白質的營養價值。
碾製造成的成分變化:白米的消化率為97%,糙米的消化率則較低(90%)。
洗米:精碾度愈高的米,營養素的損失愈大,且維生素B1損失度最顯著。
加工造成的成分變化
糊化作用(gelatinization):膠束(micelle)構造緊密的排列,一旦澱粉與水一起加熱時,澱粉粒膨潤,將膠束的構造由最外側開始鬆散而生成間隙,使水分子滲入間隙,於是外側的膠束順次被鬆懈膨潤,漸次向內,逐漸讓澱粉變軟膨脹。若澱粉在糊化溫度中繼續加熱,膠束便完全解開,成為直鏈澱粉與支鍵澱粉。澱粉顆粒吸水而膨脹,產生黏性,結合水使澱粉具有膨脹的能力。具有膠束的生澱粉稱為β-澱粉,膠束完全被破壞的稱為α-澱粉,故澱粉的糊化也可稱為澱粉的α化。
馬鈴薯澱粉的糊化溫度為59℃、小麥澱粉為65℃、玉米澱粉為80℃、米澱粉則為98℃。
糊化及凝膠的影響因素
澱粉的種類與濃度:小麥澱粉顆粒及玉米澱粉在吸收了40%的水後就破裂了,而馬鈴薯澱粉吸收到100%的水分,澱粉顆粒才會破裂。米澱粉糊化的黏度比玉米澱粉及小麥澱粉低,且小麥澱粉比玉米澱粉含較多的蛋白質,其澱粉的糊化及黏稠力只達玉米澱粉的一半。
添加物的影響:蔗糖(吸濕性)、酸(造成澱粉容易產生水解)、單酸甘油酯、糊精化或已褐變的澱粉等等。
糊精化作用(dextrinization):澱粉在低水分且激烈的加熱情形下,會使其化學鍵結斷裂,使澱粉分解為可溶性的糊精,導致黏性降低。糊精的分子量比麥芽糖大,但比澱粉小,容易溶於水或易於被酵素作用,故其消化率高,食用時也易感受到甜味。如:爆米花、爆玉米花、炒麵茶、烤麵包及烤甘藷。
膠凝作用(gelation):已糊化的澱粉在冷卻時,其流動性減少形成凝膠狀(gel)。如:布丁及派餡(pie filling)。
離水作用(syneresis):凝膠於放置一段時間後,自然分離液體而收縮的現象。
回凝作用(retrogradation):α-澱粉在含水的狀態下置於常溫,α-澱粉內被水包圍的直鏈澱粉與支鏈澱粉逐漸失去水分,而使其自身或相互間的接觸機會增加,導致形成氫鍵,使原來已完全崩解的結構,逐漸的又形成規則且緊密的排列,使得澱粉變為β-澱粉,此種現象稱回凝(老化)作用或澱粉的β化。如:冷飯、放冷的麵包及蛋糕。
回凝作用的影響因素
1.溫度:溫度降低愈易產生回凝,一般以60℃為其臨界溫度。
2.水分:水分含量愈多,愈容易產生澱粉回凝。
3.澱粉分子的組成分:直鏈澱粉容易產生回凝,支鏈澱粉較不易產生回凝。
4.澱粉種類:馬鈴薯澱粉及樹薯澱粉比小麥澱粉或玉米澱粉的速度慢;修飾澱粉(化工澱粉)為澱粉經過加壓及加熱等處理,產生物理變性或是經酸化及酯化等處理,使澱粉粒的親水基增多,具有防止澱粉回凝的功效。
5.pH值:pH值愈低,愈易產生回凝。
6.共存物質:添加糖、油及酒精等物質的澱粉食品,可減緩澱粉的回凝現象。如:保濕性高的蜂蜜或麥芽糖。
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