一、淀粉

（一）淀粉的結(jié)構(gòu)

淀粉是由D-葡萄糖通過(guò)α-l，4和α-1，6糖苷鍵結(jié)合而成的高聚物，可用通式（C6H10O5）n表示，分為直鏈淀粉（amylose）和支鏈淀粉（amylopectin），這兩種淀粉的結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)都有差別。在天然淀粉顆粒中，這兩種淀粉同時(shí)存在，兩者在淀粉中的比例隨植物的品種而異，一般直鏈淀粉占10%～30%，支鏈淀粉占70%～90%。但有的淀粉（如糯玉米）99%為支鏈淀粉，而有的豆類淀粉則全是直鏈淀粉。其相對(duì)含量因淀粉的來(lái)源不同而不相同（表4-5）。

表4-5　不同品種淀粉中直鏈淀粉含量

直鏈淀粉是D-葡萄糖通過(guò)α-l，4糖苷鍵連接而形成的線狀大分子，聚合度為100～6000，一般為250～300。從立體構(gòu)象看，則是由分子內(nèi)的氫鍵使鏈卷曲盤旋成左螺旋狀（圖4-37）。在晶體狀態(tài)下，通過(guò)X射線圖譜分析認(rèn)為，直鏈淀粉為雙螺旋結(jié)構(gòu)時(shí)，每一圈中每股鏈包含3個(gè)糖基；為單螺旋結(jié)構(gòu)時(shí)，每一圈包含6個(gè)糖基。在溶液中，直鏈淀粉呈現(xiàn)螺旋結(jié)構(gòu)、部分?jǐn)嚅_(kāi)的螺旋結(jié)構(gòu)和不規(guī)則的卷曲結(jié)構(gòu)（圖4-38）。

圖4-37　直鏈淀粉結(jié)構(gòu)

圖4-38　溶液中直鏈淀粉的3種結(jié)構(gòu)

支鏈淀粉是D-葡萄糖通過(guò)α-l，4和α-1，6糖苷鍵連接而形成的大分子（圖4-39），結(jié)構(gòu)中具有分支，即每個(gè)支鏈淀粉分子由一條主鏈和若干條連接在主鏈上的側(cè)鏈組成。支鏈淀粉分子中的α-D-葡萄糖也同樣通過(guò)α-1，4-糖苷鍵連接成長(zhǎng)鏈外，通過(guò)α-1，6-糖苷鍵相互連接形成側(cè)鏈，每隔6～7個(gè)葡萄糖單位又能再度形成另一支鏈結(jié)構(gòu)，使支鏈淀粉形成復(fù)雜的樹(shù)狀分支結(jié)構(gòu)的大分子。一般將主鏈稱為C鏈，側(cè)鏈又分成A鏈和B鏈。A鏈?zhǔn)峭怄?，?jīng)α-1，6糖苷鍵與B鏈連接，B鏈又經(jīng)α-1，6糖苷鍵與C鏈連接，A鏈和B鏈的數(shù)目大致相等，A鏈、B鏈和C鏈本身是由α-l，4-糖苷鍵連接而形成的。每一個(gè)分支平均含有20～30個(gè)葡萄糖殘基，分支與分支之間相距11～12個(gè)葡萄糖殘基，各分支也卷曲成螺旋結(jié)構(gòu)。支鏈淀粉分子的聚合度一般在6000以上，比直鏈淀粉分子的聚合度大得多，是最大的天然化合物之一。

圖4-39　支鏈淀粉結(jié)構(gòu)

大多數(shù)淀粉中含有75%的支鏈淀粉，含有100%支鏈淀粉稱為蠟質(zhì)淀粉。馬鈴薯支鏈淀粉比較獨(dú)特，它含有磷酸酯基，每215～560個(gè)α-D-吡喃葡萄糖基有一個(gè)磷酸酯基，88%磷酸酯基在B鏈上，因而馬鈴薯支鏈淀粉略帶負(fù)電，在溫水中快速吸水膨脹，使馬鈴薯淀粉具有黏度高、透明度好以及老化速率慢的特性。

在所有多糖中，淀粉是唯一的以顆粒形式存在的多糖類物質(zhì)。它是大多數(shù)植物的主要儲(chǔ)備物，在種子、根和莖中最豐富。一般淀粉中直鏈淀粉占15%～30%，玉米的變異品種含有高達(dá)85%的直鏈淀粉。直鏈淀粉溶于熱水，由100～2000葡萄糖分子以α-1，4-鍵連接不等長(zhǎng)度直鏈所組成。這些淀粉難以糊化，有些需要超過(guò)100℃才能糊化。反之，有些淀粉，如糯米淀粉幾乎不含直鏈淀粉。支鏈淀粉在熱水中膨脹成膠體。它是以α-l，4-鍵結(jié)合形成主鏈，有長(zhǎng)度不等（10～20葡萄糖殘基）的支鏈以α-1，6-鍵連接在主鏈上。利用兩種淀粉性質(zhì)不同，可以使直鏈淀粉和支鏈淀粉相互分離，如用70～80℃的水可將直鏈淀粉從混合物中溶解出來(lái)。

淀粉粒結(jié)構(gòu)很緊密，在冷水中不溶，在熱水中可溶脹。淀粉顆粒是由直鏈淀粉或支鏈淀粉分子徑向排列而成，具有結(jié)晶區(qū)與非結(jié)晶區(qū)交替層的結(jié)構(gòu)。支鏈淀粉成簇的分支（B鏈和C鏈）是以螺旋結(jié)構(gòu)形式存在，這些螺旋結(jié)構(gòu)堆積在一起形成許多小的結(jié)晶區(qū)（微晶束）（圖4-40）。結(jié)晶區(qū)是靠分支側(cè)鏈上葡萄糖殘基以氫鍵締合平行排列而形成，主要有三種結(jié)晶形態(tài)，即A、B、C型（但當(dāng)?shù)矸叟c有機(jī)化合物形成復(fù)合物后，將以V型結(jié)構(gòu)存在）。這也說(shuō)明并不是整個(gè)支鏈淀粉分子參與結(jié)晶區(qū)的形成，而是鏈的某個(gè)部分參與結(jié)晶區(qū)的構(gòu)成，另一部分鏈則不參與，而成為淀粉顆粒的非結(jié)晶區(qū)，也就是無(wú)定形區(qū)。同時(shí)，直鏈淀粉也主要是形成非結(jié)晶區(qū)。結(jié)晶區(qū)構(gòu)成了淀粉顆粒的緊密層，無(wú)定形區(qū)構(gòu)成了淀粉顆粒的稀疏層，緊密層與稀疏層交替排列而形成淀粉顆粒。晶體結(jié)構(gòu)在淀粉顆粒中只占小部分，大部分則是非結(jié)晶體。

圖4-40　微晶束結(jié)構(gòu)

在偏光顯微鏡下觀察淀粉顆粒，可看到黑色的偏光十字（polarizingcross）或稱馬耳他十字（maltese cross），將淀粉顆粒分成四個(gè)白色的區(qū)域，偏光十字的交叉點(diǎn)位于淀粉顆粒的粒心（臍點(diǎn)），這種現(xiàn)象稱作雙折射性（bireferingence），說(shuō)明淀粉顆粒具有晶體結(jié)構(gòu)，也說(shuō)明淀粉顆粒中淀粉分子是徑向排列和有序排列的（圖4-41）。

圖4-41　小麥（a）和馬鈴薯（b）淀粉粒的偏光顯微形態(tài)

同時(shí)，淀粉顆粒在顯微鏡下觀察時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)圍繞臍點(diǎn)的類似于樹(shù)木年輪的環(huán)層細(xì)紋（稱為輪紋，圖4-42），呈螺殼形，紋間密度的大小不同。馬鈴薯淀粉顆粒的環(huán)紋最為明顯，木薯淀粉顆粒的環(huán)紋也很清楚，但糧食淀粉顆粒幾乎沒(méi)有環(huán)紋。

圖4-42　馬鈴薯淀粉顆粒的環(huán)紋結(jié)構(gòu)1—簡(jiǎn)單淀粉?！?—半復(fù)合淀粉?！?，4—復(fù)合淀粉?！?—淀粉粒心

淀粉顆粒的形狀一般分為圓形、多角形和卵形（橢圓形）三種（圖4-43），隨來(lái)源不同而呈現(xiàn)差異。例如，馬鈴薯淀粉和甘薯淀粉的大粒為卵形，小粒為圓形；大米淀粉和玉米淀粉顆粒大多為多角形；蠶豆淀粉為卵形而更接近腎形；綠豆淀粉和豌豆淀粉顆粒則主要是圓形和卵形。

圖4-43　部分淀粉顆粒掃描電子顯微鏡圖（a）（b）小麥（c）玉米（d）高直鏈玉米（e）馬鈴薯（f）木薯（g）大米（h）蕎麥（i）莧菜籽

不同淀粉顆粒的大小差別很大，同種淀粉的顆粒，大小也有很大差別（表4-6）。淀粉顆粒的形狀和大小受種子生長(zhǎng)條件、成熟度、胚乳結(jié)構(gòu)以及直鏈淀粉和支鏈淀粉的相對(duì)比例等因素影響，對(duì)淀粉的性質(zhì)也有很大影響。

表4-6　幾種淀粉顆粒的大小

（二）淀粉的物理性質(zhì)

淀粉為白色粉末。因淀粉分子中存在的羥基而具有較強(qiáng)的吸水性和持水能力，因此淀粉的含水量較高，約為12%，但與淀粉的來(lái)源有關(guān)。純支鏈淀粉易分散于冷水中，而直鏈淀粉則相反。天然淀粉完全不溶于冷水，但加熱到一定的溫度，天然淀粉將發(fā)生溶脹（swelling），直鏈淀粉分子從淀粉粒向水中擴(kuò)散，形成膠體溶液，而支鏈淀粉仍保留在淀粉粒中。當(dāng)溫度足夠高并不斷攪拌時(shí)，支鏈淀粉也會(huì)吸水膨脹形成穩(wěn)定的黏稠膠體溶液。當(dāng)膠體溶液冷卻后，直鏈淀粉重結(jié)晶而沉淀并不能再分散于熱水中，而支鏈淀粉重結(jié)晶的程度則非常小。淀粉水溶液成右旋光性，[α]D20=+201.5o～205o，平均相對(duì)密度為1.5～1.6。

淀粉與碘呈色反應(yīng)。淀粉與碘可以形成有顏色的復(fù)合物（非常靈敏），直鏈淀粉與碘形成的復(fù)合物呈棕藍(lán)色，支鏈淀粉與碘的復(fù)合物則呈藍(lán)紫色，糊精與碘呈現(xiàn)的顏色隨糊精分子質(zhì)量遞減，由藍(lán)色、紫紅色、橙色以至無(wú)色。這種顏色反應(yīng)與直鏈淀粉的分子大小有關(guān)，聚合度4～6的短直鏈淀粉與碘不顯色，聚合度8～20的短直鏈淀粉與碘顯紅色，聚合度大于40的直鏈淀粉分子與碘呈深藍(lán)色。支鏈淀粉分子的聚合度雖大，但其分支側(cè)鏈部分的聚合度只有20～30個(gè)葡萄糖殘基，所以與碘呈現(xiàn)紫紅色。

這種顏色反應(yīng)并不是化學(xué)反應(yīng)，在水溶液中，直鏈淀粉分子以螺旋結(jié)構(gòu)方式存在，每個(gè)螺旋吸附一個(gè)碘分子，借助于范德瓦耳斯力連接在一起，形成一種復(fù)合物，從而改變碘原有的顏色。碘分子猶如一個(gè)軸貫穿于直鏈淀粉分子螺旋（圖4-44），一旦螺旋伸展開(kāi)來(lái)，結(jié)合著的碘分子就會(huì)游離出來(lái)。因此，熱淀粉溶液因螺旋結(jié)構(gòu)伸展，遇碘不顯深藍(lán)色，冷卻后，因又恢復(fù)螺旋結(jié)構(gòu)而呈深藍(lán)色。

圖4-44　碘—淀粉復(fù)合物

淀粉具有旋光性，它的比旋度約為+190o。它能完全溶于某些鹽溶液，也溶于稀堿和某些有機(jī)介質(zhì)（甲酰胺和甲酸），淀粉溶液會(huì)老化和易分解，所以測(cè)定淀粉分子量是困難的。

純凈的直鏈淀粉能定量結(jié)合碘，每克直鏈淀粉可結(jié)合200mg的碘，這一性質(zhì)通常被用于直鏈淀粉含量的測(cè)定。

直鏈淀粉除了可以與碘結(jié)合形成復(fù)合物外，還能與脂肪酸、醇類、表面活性劑等形成結(jié)構(gòu)類似于淀粉—碘的復(fù)合物。

天然淀粉總是伴隨著各種非碳水化合物組分。它在冷水中不發(fā)生明顯膨脹。馬鈴薯中淀粉的含量最大，其次是小麥和其他谷類的淀粉。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)指出，磷酸在淀粉中是以不同的鍵型存在的。馬鈴薯淀粉中的磷酸，主要以酯鍵與支鏈淀粉結(jié)合，它也能以磷脂的形式存在而被吸收在淀粉上，使淀粉表現(xiàn)出不同的物理和化學(xué)性質(zhì)，可用萃取法把它除去。磷酸的未酯化的羥基可以被陽(yáng)離子（Ca2+，Mg2+，K+，Na+）中和，這些陽(yáng)離子的相對(duì)含量影響著淀粉的的某些性質(zhì)。例如風(fēng)味、膨脹性、溶解性、膠體的黏度、導(dǎo)電性、pH值和堿溶液的反應(yīng)性等。天然馬鈴薯淀粉在生產(chǎn)過(guò)程中，可用陽(yáng)離子交換法以鉀離子代替鈣離子，鉀淀粉比鈣淀粉具有較高的黏性。

玉米淀粉中的脂肪酸是與多聚淀粉結(jié)合成酯存在的。合成的淀粉酯在食品工業(yè)中有它的重要性。

淀粉粒除了含有直鏈淀粉和支鏈淀粉外，通常還含有水12%～20%，氮0.004%～0.08%，脂肪酸0.04%～0.83%（或脂肪），磷酸0.0005%～0.3%（P2O5），少量硅酸以及灰分0.2%～1.0%。

淀粉的溶解性。由于淀粉分子間形成的氫鍵眾多，導(dǎo)致淀粉分子間作用力較強(qiáng)，在一般條件下無(wú)法破壞這些作用力，淀粉顆粒不溶于冷水。將干燥的淀粉放入冷水中，水分子進(jìn)入淀粉粒的內(nèi)部，在非結(jié)晶區(qū)同一些親水基團(tuán)（游離的）作用，淀粉粒就會(huì)因吸收少量的水而產(chǎn)生溶脹作用。另外，淀粉顆粒具有一定的完整性，水分子只能進(jìn)入組織性最差的非結(jié)晶區(qū)，不能破壞淀粉結(jié)晶的完整性。所以，淀粉的溶解度通常是指一定溫度下在水中加熱處理30min后，淀粉溶解在水中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

雖然淀粉不溶于冷水，但是對(duì)于不同的淀粉還是有差異的。馬鈴薯淀粉由于含有較多的磷酸基、顆粒較大，所以內(nèi)部結(jié)構(gòu)較松弛，溶解度相對(duì)較高。玉米淀粉由于顆粒小、結(jié)構(gòu)致密，同時(shí)含有較多的脂類化合物，抑制了淀粉的膨脹和溶解，溶解度相對(duì)較低。不過(guò)由于溫度能夠破壞氫鍵，當(dāng)溫度升高以后，淀粉的溶脹性增加，溶解度也會(huì)相應(yīng)增加，但是不同淀粉仍然存在差異。

提高淀粉的溶解性可采用3種不同的途徑：第一種方法是引入一些親水基團(tuán)，增加淀粉分子與水分子間的相互作用，如化學(xué)改性淀粉；第二種方法是改變淀粉分子的結(jié)構(gòu)方式，破壞淀粉粒，使原有的結(jié)晶區(qū)不再存在，如預(yù)糊化淀粉；第三種方法就是將淀粉水解，使分子變小、破壞淀粉的結(jié)構(gòu)，如糊精。

（三）淀粉的水解

淀粉在無(wú)機(jī)酸或酶的催化下將發(fā)生水解反應(yīng)，分別稱之為酸水解和酶水解。淀粉的水解產(chǎn)物因催化條件、淀粉的種類不同而有差別，但最終水解產(chǎn)物為葡萄糖。根據(jù)不同的水解程度可以得到不同的產(chǎn)品，如玉米糖漿、麥芽糖漿、葡萄糖、糊精等。工業(yè)上常用葡萄糖值（DE值，dextrose equivalent）表示淀粉水解的程度，它的定義是還原糖（按葡萄糖計(jì)）在溶粉糖漿中所占的百分?jǐn)?shù)（按干物質(zhì)計(jì)）。

根據(jù)淀粉水解的程度不同，淀粉水解產(chǎn)品有以下幾種：

（1）糊精

在淀粉水解過(guò)程中產(chǎn)生的多苷鏈斷片，統(tǒng)稱為糊精。糊精能溶于水，不溶于酒精。糊精化程度低的淀粉，仍能與碘形成藍(lán)色復(fù)合物，但較普通淀粉易溶于水，一般稱為可溶性淀粉。普通淀粉在稀酸（7%）中于常溫下浸泡5～7d，即得化學(xué)實(shí)驗(yàn)室常用的可溶性淀粉指示劑。

（2）淀粉糖漿

淀粉糖漿是淀粉不完全水解的產(chǎn)物，為無(wú)色、透明、黏稠的液體，儲(chǔ)存性好，無(wú)結(jié)晶析出。糖漿的糖分組成為葡萄糖、低聚糖、糊精等。各種糖分組成的比例因水解的程度和生產(chǎn)工藝不同而不同。淀粉水解可以得到多種淀粉糖漿，分為高、中、低轉(zhuǎn)化糖漿三類。工業(yè)上用葡萄糖值（DE值）表示淀粉水解的程度。工業(yè)上生產(chǎn)最多的是中等轉(zhuǎn)化糖漿，其DE值為38～42。

（3）麥芽糖漿

麥芽糖漿也稱為飴糖，其主要成分是麥芽糖，呈淺黃色，甜味溫和，還具有特殊的風(fēng)味。工業(yè)上是利用麥芽糖酶水解淀粉來(lái)制得的。

（4）葡萄糖

葡萄糖是淀粉水解的最終產(chǎn)物，經(jīng)過(guò)結(jié)晶后，可得到結(jié)晶葡萄糖。結(jié)晶葡萄糖有含水α-葡萄糖、無(wú)水α-葡萄糖和無(wú)水β-葡萄糖三種。

商業(yè)上常采用玉米淀粉為原料，用α-淀粉酶和葡萄糖糖化酶水解淀粉得到近乎純的D-葡萄糖，然后再用葡萄糖異構(gòu)酶將D-葡萄糖轉(zhuǎn)變成D-果糖，形成58%D-葡萄糖和42%D-果糖組成的混合物，叫果葡糖漿（或玉米糖漿）。工業(yè)上還可生產(chǎn)出果糖含量達(dá)55%，甚至90%的高果玉米糖漿。這是利用Ca2+型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂結(jié)合D-果糖，再回收果糖而制得的。淀粉轉(zhuǎn)化成D-葡萄糖的程度可以根據(jù)葡萄糖當(dāng)量（DE）來(lái)衡量，它的定義是還原糖（按葡萄糖計(jì)）在玉米糖漿中所占的百分?jǐn)?shù)（按干物質(zhì)計(jì)）。DP是聚合度，DE與DP的關(guān)系式為：DE=100/DP。

DE＜20的水解產(chǎn)品為麥芽糊精，DE值為20～60的水解產(chǎn)品為玉米糖漿，工業(yè)上生產(chǎn)最多的是中等轉(zhuǎn)化糖漿，DE值為38～42。

1.酸水解

淀粉分子糖苷鍵的酸水解或多或少是隨機(jī)的，起初產(chǎn)生很大的片段。淀粉水解程度不同，其水解產(chǎn)物的分子大小也不同，可以是紫色糊精、紅色糊精、無(wú)色糊精、麥芽糖、葡萄糖。

不同來(lái)源的淀粉，其酸水解難易不同，一般馬鈴薯淀粉較玉米、小麥、高梁等谷類淀粉易水解，大米淀粉較難水解。支鏈淀粉較直鏈淀粉容易水解。糖苷鍵酸水解的難易順序?yàn)棣?1，6＞α-1，4＞α-1，3＞α-1，2，α-1，4糖苷鍵的水解速度較β-1，4糖苷鍵快。結(jié)晶區(qū)比非結(jié)晶區(qū)更難水解。另外，淀粉的酸水解反應(yīng)還與溫度、底物濃度和無(wú)機(jī)酸種類有關(guān)，一般來(lái)講鹽酸和硫酸的催化水解，效率較高。

工業(yè)上，將鹽酸噴射到混合均勻的淀粉中，或用氯化氫氣體處理攪拌的含水淀粉；然后混合物加熱得到所期望的解聚度，接著將酸中和，回收產(chǎn)品、洗滌以及干燥。產(chǎn)品仍然是顆粒狀，但非常容易破碎（燒煮），此淀粉稱為酸改性或變稀淀粉（acid-modified or thin-boiling starches），此過(guò)程稱為變稀（thinning）。酸改性淀粉形成的凝膠透明度得到改善，凝膠強(qiáng)度有所增加，而溶液的黏度有所下降。

2.酶水解

淀粉的酶水解在食品工業(yè)上稱為糖化，所使用的淀粉酶也被稱為糖化酶。淀粉的酶水解一般要經(jīng)過(guò)糊化、液化和糖化三道工序。淀粉酶水解所使用的淀粉酶主要有α-淀粉酶（液化酶）、β-淀粉酶（轉(zhuǎn)化酶、糖化酶）和葡萄糖淀粉酶等。

α-淀粉酶是一種內(nèi)切酶，它能將直鏈淀粉和支鏈淀粉兩種分子從內(nèi)部裂開(kāi)任意位置的α-1，4-糖苷鍵，產(chǎn)物還原端葡萄糖殘基為α-構(gòu)型，故稱α-淀粉酶。Α-淀粉酶不能催化水解α-1，6-糖苷鍵，但能越過(guò)α-1，6-糖苷鍵繼續(xù)催化水解α-1，4-糖苷鍵。此外，α-淀粉酶也不能催化水解麥芽糖分子中的α-1，4-糖苷鍵水解，所以其水解產(chǎn)物主要是α-葡萄糖、α-麥芽糖和很小的糊精分子。

β-淀粉酶可以從淀粉分子的還原尾端開(kāi)始催化α-1，4-糖苷鍵水解，不能催化α-1，6-糖苷鍵水解，也不能越過(guò)α-1，6-糖苷鍵繼續(xù)催化水解α-1，4-糖苷鍵。因此，β-淀粉酶是外切酶，水解產(chǎn)物是β-麥芽糖和β-限制糊精。

葡萄糖淀粉酶則是由非還原尾端開(kāi)始催化淀粉分子的水解，反應(yīng)可發(fā)生在α-1，6、α-1，4、α-1，3糖苷鍵上，即能催化水解淀粉分子中的任何糖苷鍵。葡萄糖淀粉酶也屬于外切酶，最后產(chǎn)物全部是葡萄糖。

有一些脫支酶專門催化水解支鏈淀粉的1→6連接，產(chǎn)生許多低相對(duì)分子質(zhì)量的直鏈分子，其中一種酶是異淀粉酶，另一種是普魯蘭酶。

（四）淀粉的糊化

生淀粉分子靠大量的分子問(wèn)氫鍵排列得很緊密，形成束狀的膠束，彼此之間的間隙很小，即使水這樣的小分子也難以滲透進(jìn)去。具有膠束結(jié)構(gòu)的生淀粉稱為β-淀粉，β-淀粉在水中經(jīng)加熱后，隨著加熱溫度的升高，破壞了淀粉結(jié)晶區(qū)膠束中弱的氫鍵，一部分膠束被溶解而形成空隙，于是水分子浸入內(nèi)部，與一部分淀粉分子進(jìn)行氫鍵結(jié)合，膠束逐漸被溶解，空隙逐漸擴(kuò)大，淀粉粒因吸水，體積膨脹數(shù)十倍，生淀粉的結(jié)晶區(qū)膠束即行消失，這種現(xiàn)象稱為膨潤(rùn)現(xiàn)象。繼續(xù)加熱，結(jié)晶區(qū)膠束則全部崩潰，淀粉分子形成單分子，并為水所包圍（氫鍵結(jié)合），而成為溶液狀態(tài)，由于淀粉分子是鏈狀或分枝狀，彼此牽扯，結(jié)果形成具有粘性的糊狀溶液。這種現(xiàn)象稱為糊化（starch gelatinization）（圖4-45），處于這種狀態(tài)的淀粉稱為α-淀粉。

圖4-45　淀粉糊化前后的分子形態(tài)示意圖

淀粉的糊化通常發(fā)生在一個(gè)較狹窄的溫度范圍內(nèi)，糊化后的凝膠體系一般簡(jiǎn)單的將其稱為“淀粉糊”，淀粉糊中除含有被分散的直鏈淀粉、支鏈淀粉以外，還包括有淀粉粒剩余物；冷卻后淀粉糊因淀粉分子間的相互作用形成凝膠，如玉米淀粉就能夠形成具黏彈性、堅(jiān)硬的凝膠，或形成沉淀（特別是在進(jìn)行連續(xù)的攪拌時(shí)）。天然淀粉中以馬鈴薯淀粉的淀粉糊透明性最好，木薯、蠟質(zhì)玉米淀粉等的透明性次之，谷物淀粉糊的透明性最差。

在正常的食品加工條件下，淀粉顆粒吸水膨脹，直鏈淀粉分子擴(kuò)散到水相，形成淀粉糊，從圖4-46可知，隨溫度升高，黏度逐步增加，在95℃恒定一段時(shí)間后，黏度逐步減小。到達(dá)峰黏度時(shí)，一些顆粒通過(guò)攪拌已經(jīng)破裂，進(jìn)一步攪拌，顆粒不斷破裂，黏度進(jìn)一步下降。冷卻時(shí)，一些淀粉分子重新締合形成沉淀或凝膠，這個(gè)過(guò)程稱為老化。凝膠強(qiáng)度與形成連接區(qū)數(shù)量有關(guān)，連接區(qū)的形成同存在的其他配料如脂肪、蛋白質(zhì)、糖、酸以及水分含量有關(guān)。在烘焙食品中，淀粉的糊化程度影響到產(chǎn)品的性質(zhì)，包括儲(chǔ)藏性質(zhì)與消化率。有些烘焙食品如曲奇餅與油酥餅干，由于脂肪含量高和水分含量少，因此有90%的淀粉顆粒未糊化，不易消化。有些產(chǎn)品如白面包，由于水分含量高，96%的淀粉顆粒均糊化了，因而容易消化。

圖4-46　淀粉顆粒懸浮液加熱黏度變化曲線

糊化作用可分為3個(gè)階段：

①可逆吸水階段，水分進(jìn)入淀粉粒的非晶質(zhì)部分，淀粉通過(guò)氫鍵與水分子發(fā)生作用，顆粒的體積略有膨脹，外觀上沒(méi)有明顯的變化，淀粉粒內(nèi)部晶體結(jié)構(gòu)沒(méi)有改變，此時(shí)冷卻干燥，可以復(fù)原，雙折射現(xiàn)象不變。

②不可逆吸水階段，隨溫度升高，水分進(jìn)入淀粉微晶束間隙，不可逆大量吸水，顆粒的體積膨脹，淀粉分子之間的氫鍵被破壞和分子結(jié)構(gòu)發(fā)生伸展，結(jié)晶“溶解”，雙折射現(xiàn)象開(kāi)始消失。

③淀粉粒解體階段，淀粉分子全部進(jìn)入溶液，體系的黏度達(dá)到最大，雙折射現(xiàn)象完全消失。

淀粉糊化一般有一個(gè)溫度范圍，雙折射現(xiàn)象開(kāi)始消失的溫度稱為開(kāi)始糊化溫度，雙折射現(xiàn)象完全消失的溫度稱為完全糊化溫度。通常用糊化開(kāi)始的溫度和糊化完成的溫度表示淀粉的糊化溫度。表4-7列出了幾種淀粉的糊化溫度。

表4-7　幾種淀粉的糊化溫度

淀粉糊化、淀粉溶液黏度和淀粉凝膠的性質(zhì)等，不僅取決于淀粉的種類、加熱的溫度，還取決于共存的其他組分的種類和數(shù)量，如糖、蛋白質(zhì)、脂肪、有機(jī)酸、水以及鹽等物質(zhì)。

各種淀粉的糊化溫度不相同，其中直鏈淀粉含量越高的淀粉，糊化溫度越高；即使是同一種淀粉，因?yàn)轭w粒大小不同，其糊化溫度也不相同。一般來(lái)說(shuō)，小顆粒淀粉的糊化溫度高于大顆粒淀粉的糊化溫度。

高濃度的糖將降低淀粉糊化的速度、黏度的峰值和所形成凝膠的強(qiáng)度，二糖在升高糊化溫度和降低黏度峰值等方面比單糖更有效，通常蔗糖＞葡萄糖＞果糖。糖是通過(guò)增塑作用和干擾結(jié)合區(qū)的形成而降低凝膠強(qiáng)度的。

脂類，如三?；视秃椭愌苌铮缫货；视秃投；视腿榛瘎?，也影響淀粉的糊化，即能與直鏈淀粉形成復(fù)合物的脂肪推遲了顆粒的腫脹，如在脂肪含量低的白面包中，通常96%的淀粉是完全糊化的。但在已糊化的淀粉體系中加入脂肪，如果不存在乳化劑，則對(duì)其所能達(dá)到的最大黏度值無(wú)影響，但是會(huì)降低達(dá)到最大黏度的溫度。例如，在玉米淀粉—水懸浮液的糊化過(guò)程中，在92℃達(dá)到最大黏度，如果存在9%～12%的脂肪，將在82℃時(shí)達(dá)到最大黏度。

加入具有16～18碳原子的脂肪酸或其一?；视停瑢⑹蛊浜瘻囟忍岣?，達(dá)到最大黏度的溫度也增加，而凝膠形成的溫度與凝膠的強(qiáng)度則降低。一酰基甘油的脂肪酸或脂肪酸組分，能與螺旋形直鏈淀粉形成包合物，也可與支鏈淀粉較長(zhǎng)的側(cè)鏈形成包合物（圖4-47），因淀粉螺旋內(nèi)部的疏水性高于外部，脂一淀粉復(fù)合物的形成，干擾了結(jié)合區(qū)的形成，能有效地阻止水分子進(jìn)入淀粉顆粒。

圖4-47　脂肪酸與直鏈淀粉包合物

由于淀粉具有中性特征，低濃度的鹽對(duì)糊化或凝膠的形成影響很小，但含有一些磷酸鹽基團(tuán)的馬鈴薯支鏈淀粉和人工制造的離子化淀粉則受鹽的影響，對(duì)于一些鹽敏感性淀粉，根據(jù)條件的不同，鹽可增加或降低膨脹的速度。不同離子對(duì)淀粉糊化的促進(jìn)作用大小順序?yàn)椋篖i+＞Na+＞K+＞Rb+；OH-＞水楊酸＞SCN-＞I-＞Br-＞CI-＞SO42-。另外，能夠破壞氫鍵的化合物，如脲、胍鹽、二甲亞砜等，在常溫下也能使淀粉產(chǎn)生糊化，其中二甲基亞砜在淀粉尚未發(fā)生溶脹前就產(chǎn)生溶解，所以可作為淀粉的溶劑。

酸普遍地存在于許多淀粉增稠的食品中，因此，大多數(shù)食品的pH值范圍在4～7，這樣的酸濃度對(duì)淀粉溶脹或糊化影響很小。在pH值為10.0時(shí)，淀粉溶脹的速度明顯增加，但這個(gè)pH值已超出食品的范圍。在低pH值時(shí)，淀粉糊的黏度峰值顯著降低，并且在燒煮時(shí)黏度快速下降，因?yàn)樵诘蚿H值時(shí)，淀粉發(fā)生水解，產(chǎn)生了非增稠的糊精。在淀粉增稠的酸性食品中，為避免酸致變稀，一般使用交聯(lián)淀粉。

在食品加工中，淀粉的糊化程度影響到一些淀粉類食品的消化率和儲(chǔ)藏性，如桃酥由于脂肪含量高、水分含量少，使90%的淀粉粒未糊化而不易消化，而面包則由于含水量高，96%以上的淀粉粒均已糊化，所以易消化。

在許多食品中，淀粉和蛋白質(zhì)間的相互作用對(duì)食品的質(zhì)構(gòu)產(chǎn)生重要影響。如小麥淀粉和面筋蛋白質(zhì)在和面時(shí)，就發(fā)生了一定的作用，在有水存在的情況下加熱，淀粉糊化而蛋白質(zhì)變性，使焙烤食品具有一定的結(jié)構(gòu)。

淀粉的糊化性質(zhì)不僅和淀粉的種類、體系的溫度有關(guān)，還受以下因素的影響：

①淀粉晶體結(jié)構(gòu)。淀粉分子間的結(jié)合程度、分子排列緊密程度、淀粉分子形成微晶區(qū)的大小等，影響淀粉分子的糊化難易程度。淀粉分子間的結(jié)合程度大、分子排列緊密，破壞這些作用和拆開(kāi)微晶區(qū)所需要的能量就多，淀粉粒就不容易糊化；

②直鏈淀粉/支鏈淀粉的比例。直鏈淀粉在冷水中不易溶解、分散，直鏈淀粉分子間存在的作用相對(duì)較大，直鏈淀粉含量越高，淀粉難以糊化，糊化溫度越高；

③水分活度（水分含量）。在水分活度較低時(shí)，糊化就不能發(fā)生或者糊化程度非常有限。事實(shí)上，能與水強(qiáng)烈結(jié)合的成分由于競(jìng)相與水結(jié)合，甚至可以推遲淀粉的糊化。干淀粉（水含量低于3%）加熱至180℃也不會(huì)導(dǎo)致淀粉糊化，而對(duì)水分含量為60%的懸浮液，70℃的加熱溫度通常能夠產(chǎn)生完全的糊化；

④pH值。在堿性條件下（pH＞7），由于淀粉的羥基可部分解離質(zhì)子而變?yōu)殛庪x子，所以彼此排斥并更易水和，因此，淀粉在堿性條件下易于糊化。當(dāng)pH在5以下時(shí)，由于淀粉受酸降解，糊化溫度降低，淀粉糊的黏度也將急劇下降。

（五）淀粉的老化

經(jīng)過(guò)糊化的α-淀粉在室溫或低于室溫下放置后，會(huì)變得不透明甚至凝結(jié)而沉淀，這種現(xiàn)象稱為老化（retrogradation）。這是由于糊化后的淀粉分子在低溫下又自動(dòng)排列成序，相鄰分子間的氫鍵又逐步恢復(fù)而形成致密、高度晶化的淀粉分子微晶束的緣故。所以，從某種意義上看，老化過(guò)程可看成是糊化的逆過(guò)程，但是老化不能使淀粉徹底復(fù)原到生淀粉（β-淀粉）的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，它比生淀粉的晶化程度低。老化后的淀粉與水失去親和力，不易與淀粉酶作用，因此不易被人體消化吸收，嚴(yán)重地影響了食品的質(zhì)地，如面包的陳化（staling）失去新鮮感，米湯的黏度下降或產(chǎn)生沉淀，就是淀粉老化的結(jié)果。因此，淀粉老化作用的控制在食品工業(yè)中有重要意義。但是，淀粉的老化過(guò)程是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程，淀粉完全糊化水合后，當(dāng)體系的溫度降低至一定水平時(shí)，由于淀粉分子的運(yùn)動(dòng)能較低，體系處于熱力學(xué)非平衡狀態(tài)，淀粉分子通過(guò)分子間形成氫鍵進(jìn)行排列，使體系的能量下降，最終形成結(jié)晶。所以淀粉的老化是淀粉分子鏈間有序排列的結(jié)果，這個(gè)過(guò)程包括了直鏈淀粉分子螺旋結(jié)構(gòu)的形成以及堆積、支鏈淀粉分子外支鏈間雙螺旋的形成和雙螺旋的有序堆積。

不同來(lái)源的淀粉，老化難易程度并不相同。這是由于淀粉的老化與所含直鏈淀粉及支鏈淀粉的比例有關(guān)，一般是直鏈淀粉較支鏈淀粉易于老化。直鏈淀粉越多，老化越快。支鏈淀粉幾乎不發(fā)生老化，其原因是它的分支結(jié)構(gòu)妨礙了微晶束氫鍵的形成，這個(gè)特性被實(shí)際應(yīng)用于淀粉的化學(xué)改性中。溫度也影響淀粉的老化，在較低溫度（特別在0℃附近）、中性pH，高濃度淀粉和無(wú)表面活性劑存在情況下，淀粉的老化趨勢(shì)增強(qiáng)；不過(guò)在冷卻過(guò)程中，由于淀粉分子來(lái)不及取向，可以減少淀粉老化速度。淀粉的老化程度還取決于淀粉分子的相對(duì)分子質(zhì)量（鏈長(zhǎng)或聚合度）和淀粉的來(lái)源（直鏈/支鏈比例不同）。對(duì)于常見(jiàn)的淀粉，它們的老化趨勢(shì)按馬鈴薯淀粉＜玉米淀粉＜小麥淀粉的順序變化。

淀粉含水量為30%～60%時(shí)較易老化，含水量小于10%或在大量水中則不易老化。老化作用最適宜溫度為2～4℃左右，大于60℃或小于-20℃都不發(fā)生老化。在偏酸（pH=4以下）或偏堿的條件下也不易老化。

在食品加工中防止淀粉老化的一種有效方法就是將淀粉（或含淀粉的食品）糊化后，在80%以下的高溫迅速除去水分（水分含量最好達(dá)10%以下），或冷至0℃以下迅速脫水，這樣，淀粉分子已不可能移動(dòng)和相互靠近。α-淀粉加水后，因無(wú)膠束結(jié)構(gòu)，水易于浸入而將淀粉分子包蔽，不需加熱就糊化，這就是制備一些富含淀粉的方便食品的原理，如方便米飯、方便面條、餅干、膨化食品等。除脫水可以延緩淀粉的老化外，脂類（極性脂類如磷脂、硬脂酰乳酸鈉、單甘酯等）對(duì)抗老化有較大的貢獻(xiàn)，它們進(jìn)入淀粉的螺旋結(jié)構(gòu)，所形成的包合物可阻止直鏈淀粉分子間的平行定向、相互靠近及結(jié)合，對(duì)淀粉的抗老化很有效。在一些谷物食品，例如面包中，這些極性脂類已經(jīng)得到應(yīng)用，有效地增加了食品的貨架壽命。此外，一些大分子物質(zhì)如蛋白質(zhì)、半纖維素、植物膠等對(duì)淀粉的老化也有減緩的作用，作用機(jī)制與它們對(duì)水的保留以及干擾淀粉分子之間的結(jié)合有關(guān)。

糊化淀粉在有單糖、二糖和糖醇存在時(shí)，不易老化，這是因?yàn)樗鼈兡芊恋K淀粉分子間締合，并且本身吸水性強(qiáng)能奪取淀粉凝膠中的水，使欲脹的淀粉成為穩(wěn)定狀態(tài)。表面活性劑或具有表面活性的極性脂，由于直鏈淀粉與之形成包合物，推遲了淀粉的老化。此外，一些大分子物質(zhì)如蛋白質(zhì)、半纖維素、植物膠等對(duì)淀粉的老化也有減緩的作用。

老化后的淀粉與水失去親和力，并且難以被淀粉酶水解，因而也不易被人體消化吸收。淀粉老化作用的控制在食品工業(yè)中有重要意義。以面包為例，在焙烤結(jié)束后，糊化的淀粉就開(kāi)始老化，導(dǎo)致面包變硬，新鮮程度下降，若將表面活性物質(zhì)，如甘油單酯或它的衍生物，如硬酯酰乳酸鈉（SSL）添加到面包中，即可延緩面包變硬，從而延長(zhǎng)貨架壽命，這是因?yàn)橹辨湹矸?，具有疏水性的螺旋結(jié)構(gòu)，能與乳化劑的疏水性基團(tuán)相互作用形成絡(luò)合物，抑制了淀粉的再結(jié)晶，最終延遲了淀粉的老化。

（六）淀粉的改性

天然淀粉已廣泛應(yīng)用于各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域，不同領(lǐng)域?qū)Φ矸坌再|(zhì)的要求不盡相同。隨著工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)淀粉性質(zhì)的要求越來(lái)越苛刻，原淀粉的性質(zhì)已不適應(yīng)于很多應(yīng)用領(lǐng)域。因此有必要根據(jù)淀粉的結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)進(jìn)行變性處理。

改性淀粉的制造方法有物理、酶和化學(xué)方法，化學(xué)方法是最主要的，應(yīng)用最廣泛。淀粉的分子鏈中，每個(gè)D-吡喃葡萄糖單元上含有三個(gè)醇羥基，羥基的存在使淀粉分子有可能發(fā)生各種衍生反應(yīng)，淀粉通過(guò)改性，比原淀粉的適用性更強(qiáng)，應(yīng)用范圍更廣。

1.物理變性

通過(guò)膨化、加熱滾筒處理和焙燒等方法解聚天然淀粉所得的淀粉具有以下特點(diǎn)：

①在低溫下有較強(qiáng)的水溶性；

②顆粒結(jié)構(gòu)分散；

③在低溫下有較強(qiáng)的吸水性。

溶解速度快是這類淀粉的主要性質(zhì)之一，例如可溶性淀粉，α-淀粉就是由物理處理方法生成的可溶性淀粉?？捎糜诟牧几恻c(diǎn)配合原料的質(zhì)置，穩(wěn)定冷凍食品的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，也可用于制作軟布丁、醬、脫水配料、糖果等。

2.化學(xué)變性

（1）氧化變化

工業(yè)上應(yīng)用NaClO處理淀粉，即得到氧化淀粉。由于直鏈淀粉被氧化后，鏈成為扭曲狀，因而不易引起老化。氧化淀粉的糊，黏度較低，但穩(wěn)定性高，較透明，成膜性能好，在食品加工中可形成穩(wěn)定溶液，適用作分散劑或乳化劑。高碘酸或其鈉鹽也能氧化相鄰的羥基成醛基，在研究糖類的結(jié)構(gòu)中非常有用。

（2）交聯(lián)反應(yīng)

大多數(shù)交聯(lián)淀粉僅需少量交聯(lián)，即每1000個(gè)α-D-吡喃葡萄糖基只交聯(lián)一個(gè)或不到一個(gè)，就能產(chǎn)生非常顯著的作用。當(dāng)?shù)矸塾枚喙倌軋F(tuán)的化學(xué)試劑處理后，會(huì)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，交聯(lián)淀粉的平均分子質(zhì)量將顯著增加。顆粒淀粉交聯(lián)后能加強(qiáng)氫鍵作用，而將淀粉緊密連結(jié)在一起，通常只需淀粉質(zhì)量的0.005%～0.1%的試劑就可以明顯地改變淀粉的糊化和膨脹性質(zhì)。例如：淀粉經(jīng)0.0025%三偏磷酸鈉處理后，大大降低了顆粒吸水膨脹的程度與速率，增加了淀粉糊的穩(wěn)定性，改變了淀粉糊的黏度與質(zhì)構(gòu)。隨交聯(lián)度增加，淀粉的酸穩(wěn)定性也增加，雖然在加熱酸性溶液時(shí)糖苷鍵產(chǎn)生水解，但是分子鏈間通過(guò)磷酸鹽交聯(lián)，而使分子變大，因而黏度上升。這種重新組合分子構(gòu)成的交聯(lián)淀粉具有熱穩(wěn)定性和抗機(jī)械加工的能力，目前使用的交聯(lián)淀粉，在食品中添加量一般不超過(guò)5%，它用作色拉調(diào)味汁的增稠劑時(shí)，能顯示在低pH值和高速攪拌下，不降低黏度的特性，同時(shí)在低pH值儲(chǔ)藏時(shí)具有良好的穩(wěn)定性。在罐頭高溫快速消毒時(shí)能顯示低初始黏度、高熱傳遞和快速升溫的效果，隨后增加稠度而提供必要的懸浮狀態(tài)和組織形態(tài)。它還廣泛用于湯料、罐頭、肉汁、醬汁、調(diào)味料、嬰兒食品和玉米醬以及油炸食品的面團(tuán)混合料的制作等。

（3）取代反應(yīng)

淀粉葡萄糖單元上羥基被取代基團(tuán)取代的程度，經(jīng)常用取代度（DS）描述。DS表示每個(gè)葡萄糖單元上被取代基取代的平均羥基數(shù)。因?yàn)榈矸鄣拿總€(gè)葡萄糖單元上有三個(gè)可被取代的羥基，所以DS的最大值是DS=3。若用取代基的摩爾數(shù)表示式，則稱為摩爾取代度（MS）。因?yàn)槿〈粌H和葡萄糖上的羥基反應(yīng)，而且還可以進(jìn)一步和已取代上的基團(tuán)反應(yīng)，形成多元取代物，因此，在每個(gè)葡萄糖單位上取代的取代基就有可能大于3，所以，MS≥DS。天然淀粉通過(guò)改性可以增強(qiáng)其功能性質(zhì)，例如改善燒煮性質(zhì)，提高溶解度，提高或降低淀粉糊黏度，提高冷凍—解凍穩(wěn)定性，提高透明度，抑制或有利于凝膠的形成，增加凝膠強(qiáng)度，減少凝膠脫水收縮，提高凝膠穩(wěn)定性，增強(qiáng)與其他物質(zhì)相互作用，提高成膜能力與膜的阻濕性以及耐酸、耐熱，耐剪切等。

淀粉分子含有大量羥基，在改性過(guò)程中，只有極少量羥基被改性，一般接很少量酯基與醚基，取代度DS為0.002～0.2。雖然只有很少量羥基被改性，但是淀粉性質(zhì)卻產(chǎn)生了很大的變化，大大擴(kuò)展了它們的用途?？刹捎么佐哿姿徕c、磷酸以及三偏磷酸鈉等對(duì)淀粉進(jìn)行酯化；采用氧化丙烯對(duì)淀粉進(jìn)行醚化（圖4-48）。淀粉經(jīng)酯化或醚化后引入了功能基團(tuán)如羥丙基、磷酸酯基和乙?；柚沽随滈g締合。由于減少了分子間締合，因此淀粉糊形成凝膠的能力降低，也使沉淀不易產(chǎn)生。這種改性方法稱為穩(wěn)定化，所得產(chǎn)品稱為穩(wěn)定化淀粉。改性淀粉中乙?；茸畲蟮脑试S值DS為0.09，它能降低糊化溫度，提高淀粉糊的透明度，提高抗老化以及冷凍—解凍的穩(wěn)定性。磷酸一酯淀粉也能提高淀粉糊的透明度和穩(wěn)定性，并具有乳化性和冷凍—解凍穩(wěn)定性。磷酸酯化淀粉還降低了淀粉的糊化溫度，酯化度DS的最大允許值為0.002。羥丙基淀粉的最大允許醚化度DS為0.02～0.2，羥丙基化可降低淀粉糊化溫度，羥丙基淀粉形成的淀粉糊不會(huì)老化，耐受冷凍與解凍，并廣泛應(yīng)用于增稠。

圖4-48　幾種淀粉的改性方法

3.酶變性

各種淀粉的酶變性的第一階段都是水解。以前解聚作用是通過(guò)加酸來(lái)實(shí)現(xiàn)的，由于這種反應(yīng)程度難以控制，現(xiàn)在采用各種各樣的酶，可以獲得各種特定的產(chǎn)品，如前所述，根據(jù)水解程度不同，可獲得麥芽糊精和玉米糖漿等產(chǎn)品。

天然淀粉與改性淀粉都可以制成預(yù)糊化淀粉，它是由淀粉漿料糊化后及尚未老化前，立即進(jìn)行滾筒干燥，最終產(chǎn)品即為冷水溶的預(yù)糊化淀粉。預(yù)糊化淀粉在使用時(shí)不需要進(jìn)行燒煮，能同糖和其他食品配料干混，例如制成布丁粉。預(yù)糊化淀粉的性質(zhì)類似于親水膠休，易于溶解，化學(xué)改性的預(yù)糊化淀粉具有改性淀粉的所有性質(zhì)。

目前最通常使用的變性淀粉是羥丙基淀粉、磷酸單酯淀粉、乙酸酯淀粉和交聯(lián)淀粉。變性淀粉中乙酸酯淀粉乙酰化度最大的允許值DS為0.09，它能降低糊化溫度，提高淀粉糊的透明度，提高抗老化及凍融穩(wěn)定性。磷酸單酯淀粉也能提高淀粉糊的透明度和穩(wěn)定性，并具有乳化性和凍融穩(wěn)定性，磷酸酯化淀粉還降低了淀粉的糊化溫度，酯化度DS的最大允許值為0.002。羥丙基淀粉的最大允許醚化度MS為0.02～0.2。羥丙基化可降低淀粉糊化溫度，羥丙基淀粉形成的淀粉糊不會(huì)老化，具有凍融穩(wěn)定性和增稠的功能。交聯(lián)淀粉僅需少量的交聯(lián)，即每1000個(gè)α-D-吡喃葡萄糖基只交聯(lián)一個(gè)或不到一個(gè)，就能產(chǎn)生非常顯著的作用，如大大降低淀粉顆粒吸水膨脹的程度與速率，增加淀粉糊的穩(wěn)定性，改變淀粉糊的黏度與質(zhì)構(gòu)等。由于交聯(lián)淀粉降低了淀粉顆粒吸水膨脹和糊化的速率，因而在罐頭食品殺菌時(shí)，能較長(zhǎng)時(shí)間保灸持初始的低黏度，這有利于快速熱傳遞與升溫，在淀粉顆粒吸水膨脹前達(dá)到均勻的殺菌。

變性淀粉具有各種各樣的特殊用途，淀粉經(jīng)醚化、酯化、交聯(lián)、接枝等變性后可具有各能性質(zhì)，如膠黏力、穩(wěn)定乳狀液能力、成膜能力、風(fēng)味釋放、持水力、耐酸、耐堿、耐冷、耐剪切、好的口感及質(zhì)構(gòu)等。

二、果膠

（一）果膠的結(jié)構(gòu)及形態(tài)

果膠分子的主鏈?zhǔn)怯?50～500個(gè)α-D-吡喃半乳糖醛酸基通過(guò)α-1，4糖苷鍵連接而成的聚合物，其中半乳糖醛酸殘基中部分羧基與甲醇形成酯，剩余的羧基部分與鈉、鉀或銨離子形成鹽（圖4-49）。

圖4-49　果膠結(jié)構(gòu)

天然果膠物質(zhì)的甲酯化程度變化較大，酯化的半乳糖醛酸基與總半乳糖醛酸基的比值稱為酯化度（the degree of esterifacation，DE），也有用甲氧基含量來(lái)表示酯化度的。通常將酯化度大于50%的果膠稱為高甲氧基果膠（high-methoxyl pectin，HM），酯化度低于50%的是低甲氧基果膠（1ow-methoxyl pectin，LM）。天然原料提取的果膠最高酯化度為75%，果膠產(chǎn)品的酯化度一般為20%～70%。當(dāng)果膠的DE＞50%時(shí)，形成凝膠的條件是可溶性固形物含量（一般是糖）超過(guò)55%，pH為2.0～3.5。當(dāng)DE＜50%時(shí)，通過(guò)加入Ca2+形成凝膠，可溶性固形物為10%～20%，pH為2.5～6.5。

根據(jù)果蔬的成熟過(guò)程，果膠物質(zhì)一般有3種形態(tài)。

①原果膠：與纖維素和半纖維素結(jié)合在一起的甲酯化半乳糖醛酸鏈，只存在于細(xì)胞壁中，不溶于水，水解后生成果膠。在未成熟果蔬組織中與纖維素和半纖維素黏結(jié)在一起形成較牢固的細(xì)胞壁，使整個(gè)組織比較堅(jiān)固。

②果膠：果膠是羧基不同程度甲酯化和陽(yáng)離子中和的聚半乳糖醛酸鏈，存在于植物細(xì)胞汁液中，成熟果蔬的細(xì)胞液內(nèi)含量較多。

③果膠酸：果膠酸是完全未甲酯化的聚半乳糖醛酸鏈，在細(xì)胞汁液中與Ca2+、Mg2+、K+、Na+等礦物質(zhì)形成不溶于水或稍溶于水的果膠酸鹽。當(dāng)果蔬變成軟狀態(tài)時(shí)，果膠酸的含量較多。

（二）果膠物質(zhì)凝膠的形成

1.果膠物質(zhì)形成凝膠的條件和機(jī)理

果膠能形成具有彈性的凝膠，不同酯化度類型的果膠形成凝膠的機(jī)制是有差異的。高甲氧基果膠，必須在低pH值和高濃度糖中才能形成凝膠，當(dāng)果膠水溶液含糖量60%～65%，pH為2.0～3.5，果膠含量為0.3%～0.7%（依果膠性能而異）時(shí)，在室溫，甚至接近沸騰的溫度下，果膠能形成凝膠。在pH為2.0～3.5時(shí)可阻止羧基離解，使高度水合作用和帶電的羧基轉(zhuǎn)變?yōu)椴粠щ姾傻姆肿?，從而使其分子間的斥力減小，分子的水合作用降低，結(jié)果有利于分子間的結(jié)合和三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成。蔗糖濃度達(dá)到60%～65%，由于糖爭(zhēng)奪水分子，致使中性果膠分子溶劑化程度大大降低，有利于形成分子間氫鍵和凝膠。果膠凝膠加熱至溫度接近100℃時(shí)仍保持其特性。

商業(yè)上生產(chǎn)果膠是以橘子皮和壓榨后的蘋果渣為原料，在pH值為1.5～3和溫度為60℃～100℃時(shí)提取，然后通過(guò)離子（A13+）沉淀純化，使果膠形成不溶于水的果膠鹽，沉淀用酸性乙醇洗滌以除去添加的離子。果膠常用于制作果醬和果凍的膠凝劑，生產(chǎn)酸奶的水果基質(zhì)，以及飲料和冰淇淋的穩(wěn)定劑和增稠劑。HM與LM果膠形成凝膠機(jī)理是不同的。HM果膠溶液必須在具有足夠的糖和酸存在的條件下才能膠凝，又稱為糖—酸—果膠凝膠。當(dāng)果膠溶液pH值足夠低時(shí)，羧酸鹽基團(tuán)轉(zhuǎn)化成羧酸基團(tuán)，分子不再帶電，分子間斥力下降，水合程度降低，分子間締合形成接合區(qū)和凝膠。糖的濃度越高，越有助于形成接合區(qū)，這是因?yàn)樘桥c分子鏈競(jìng)爭(zhēng)水合水，致使分子鏈的溶劑化程度大大下降，有利于分子鏈間相互作用，一般糖的濃度至少在55%，最好在65%。凝膠是由果膠分子形成的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，同時(shí)水和溶質(zhì)固定在網(wǎng)孔中。此外，凝膠形成的pH值也與酯化度相關(guān)，快速膠凝的果膠（高酯化度）在pH=3.3也可以膠凝，而慢速膠凝的果膠（低酯化度）在pH=2.8可以膠凝。凝膠形成的條件同樣還受可溶性固形物（糖）的含量與pH值的影響，固形物含量越高及pH值越低，則可在較高溫度下膠凝，因此制造果醬與糖果時(shí)必須選擇Brix（固形物含量）、pH值以及合適類型的果膠以達(dá)到所希望的膠凝溫度。

LM果膠（DE＜50）必須在二價(jià)陽(yáng)離子（Ca2+）存在情況下形成凝膠。膠凝的機(jī)理是由不同分子鏈的均勻區(qū)（均一的半乳糖醛酸）間形成分子間接合區(qū)。膠凝能力隨DE的減少而增加。正如其他高聚物一樣，相對(duì)分子質(zhì)量越小，形成的凝膠越弱。膠凝過(guò)程也和外部因素如溫度、pH值、離子強(qiáng)度以及Ca2+的濃度有關(guān)。凝膠的形成對(duì)pH值非常敏感，pH值為3.5，LM果膠膠凝所需的Ca2+量超過(guò)中性條件。在一價(jià)鹽NaCl存在條件下，果膠膠凝所需Ca2+量可以少一些。在相同的高聚物與Ca2+濃度下，彈性模量隨離子強(qiáng)度增加而增加，這是因?yàn)橐粌r(jià)離子大大地屏蔽了高聚物的電荷，因此需要較多的Ca2+建立接合區(qū)。LM果膠在糖存在的情況下膠凝，由于pH與糖雙重因素可以促進(jìn)分子鏈間相互作用，因此可以在Ca2+濃度較低的情況下進(jìn)行膠凝。

果膠的主要用途是作為果醬與果凍的膠凝劑。果膠的類型很多，不同酯化度的果膠能滿足不同的要求。慢膠凝的HM果膠與LM果膠用于制造凝膠軟糖。果膠另一用途是在生產(chǎn)酸奶時(shí)用作水果基質(zhì)，LM果膠特別適合。果膠還可作為增稠劑與穩(wěn)定劑；HM果膠可應(yīng)用于乳制品，它們?cè)趐H值為3.5～4.2范圍內(nèi)能阻止加熱時(shí)酪蛋白聚集，這適用于經(jīng)巴氏殺菌或高溫殺菌的酸奶、酸豆奶以及牛奶與果汁的混合物。HM與LM果膠也能應(yīng)用于蛋黃醬、番茄醬，混濁型果汁、飲料以及冰淇淋等，一般添加量＜1%；但是凝膠軟糖除外，它的添加量為2%～5%。

2.影響果膠凝膠強(qiáng)度的因素

（1）果膠相對(duì)分子質(zhì)量與凝膠強(qiáng)度

形成的凝膠具有一定的凝膠強(qiáng)度，有許多因素影響凝膠形成條件與凝膠強(qiáng)度，最主要的因素是果膠分子的鏈長(zhǎng)與連接區(qū)的化學(xué)性質(zhì)。在相同條件下，相對(duì)分子質(zhì)量越大，形成的凝膠越強(qiáng)，如果果膠分子鏈降解，則形成的凝膠強(qiáng)度就比較弱。凝膠破裂強(qiáng)度與平均相對(duì)分子質(zhì)量具有非常好的相關(guān)性，凝膠破裂強(qiáng)度還與每個(gè)分子參與連接的點(diǎn)的數(shù)目有關(guān)，這是因?yàn)樵诠z溶液轉(zhuǎn)變成凝膠時(shí)，每6～8個(gè)半乳糖醛酸基形成一個(gè)結(jié)晶中心。

（2）果膠酯化度與凝膠強(qiáng)度

果膠的凝膠強(qiáng)度隨著其酯化度增加而增大，因?yàn)槟z網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形成時(shí)的結(jié)晶中心位于酯基團(tuán)之間，同時(shí)果膠的酯化度也直接影響凝膠速度，果膠的凝膠速度隨酯化度增加而增大（表4-8）。

表4-8　果膠酯化度與膠凝條件

當(dāng)甲酯化度為100%時(shí)，稱為全甲酯化聚半乳糖醛酸，只要有脫水劑存在就能形成凝膠。

當(dāng)甲酯化度大于70%時(shí)，稱為速凝果膠，加糖、加酸（pH值3.0～3.4）后，可在較高溫度下形成凝膠（稍冷即凝）。在“蜜餞型”果醬中，可防止果肉塊的浮起或下沉。

當(dāng)甲酯化度為50%～70%時(shí)，稱為慢凝果膠，加糖、加酸（pH值2.8～3.2）后，可在較低溫度下形成凝膠（凝膠較慢），所需酸量也因果膠分子中游離羧基增多而增大。慢凝果膠用于果凍、果醬、點(diǎn)心等生產(chǎn)中，在汁液類食品中可用作增稠劑、乳化劑。

當(dāng)甲酯化度小于50%時(shí)，稱為低甲氧基果膠，即使加糖、加酸的比例恰當(dāng)，也難形成凝膠，但其羧基能與多價(jià)離子（常用Ca2+）產(chǎn)生作用而形成凝膠，多價(jià)離子的作用是加強(qiáng)果膠分子間的交聯(lián)作用（形成“鹽橋”）。同時(shí)，Ca2+的存在對(duì)果膠凝膠的質(zhì)地有硬化的作用，這就是果蔬加工中首先用鈣鹽前處理的原因。這類果膠的凝膠能力受酯化度的影響大于相對(duì)分子質(zhì)量的影響。

（3）pH

一定的pH有助于果膠一糖凝膠體系的形成，不同類型的果膠膠凝時(shí)pH值不同，如低甲氧基果膠對(duì)pH變化的敏感性差，能在pH值為2.5～6.5范圍內(nèi)形成凝膠，而正常的果膠則僅在pH值為2.7～3.5范圍內(nèi)形成凝膠。不適當(dāng)?shù)膒H，不但無(wú)助于果膠形成凝膠，反而會(huì)導(dǎo)致果膠水解，尤其是高甲氧基果膠和在堿性條件下。

（4）糖濃度

低甲氧基果膠在形成凝膠時(shí)，可以不需要糖的加入但加入10%～20%的蔗糖，凝膠的質(zhì)地更好。

（5）溫度

當(dāng)脫水劑（糖）的含量和pH適當(dāng)時(shí)，在0～50℃范圍內(nèi)，溫度對(duì)果膠凝膠影響不大。但溫度過(guò)高或加熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，果膠將發(fā)生降解，蔗糖也發(fā)生轉(zhuǎn)化，從而影響果膠的強(qiáng)度。

三、纖維素及纖維素衍生物

（一）纖維素

纖維素是由β-D-吡喃葡萄糖基單位通過(guò)β-1，4糖苷鍵連接而成的均一直鏈高分子高聚物（圖4-50）。其聚合度的大小取決于纖維素的來(lái)源，一般可以達(dá)到1000～14000。一般認(rèn)為纖維素分子由8000個(gè)左右的葡萄糖單位構(gòu)成的。纖維素（cellulose）是高等植物細(xì)胞壁的主要結(jié)構(gòu)組分，通常與半纖維素、果膠和木質(zhì)素結(jié)合在一起，其結(jié)合方式和程度在很大程度上影響植物性食品的質(zhì)地。纖維素是組成植物的最普遍的骨架多糖，植物的細(xì)胞壁和木材中有一半是纖維素，棉花、亞麻等原料中主要的成分也是纖維素。

圖4-50　纖維素的結(jié)構(gòu)示意圖

由于纖維素分子是線性分子，因而易于締合，形成多晶的纖維束。結(jié)晶區(qū)是由大量氫鍵連接而成，結(jié)晶區(qū)之間由無(wú)定形區(qū)隔開(kāi)。纖維素不溶于水，如果部分羥基被取代形成衍生物，則纖維素就轉(zhuǎn)換成水溶性膠。纖維素膠凝性同聚合度大?。―P＞100000）和取代程度（DS）有關(guān)。當(dāng)所有羥基被取代，則達(dá)到最大理論取代度3。一般情況下，取代并不是均勻分布的。隨DP增加，溶液黏度增加，取代程度既可增加也可減少，這取決于取代基的性質(zhì)。

天然纖維素由于鏈內(nèi)和鏈間高度的氫鍵結(jié)合，形成高度結(jié)晶化的微纖絲。盡管還存在著微纖絲間的無(wú)定形區(qū)，但天然纖維素的結(jié)構(gòu)高度穩(wěn)定，在食品加工中纖維素的結(jié)構(gòu)變化很少。若纖維素和木質(zhì)素比例高，組織在加工中不易軟化；若半纖維素和果膠含量高，在加工或儲(chǔ)藏中，隨著它們的變化，食品的質(zhì)地會(huì)發(fā)生變化。

用X-射線衍射法研究纖維素的微觀結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)纖維素是由60多條纖維素分子平行排列，并相互以氫鍵連接起來(lái)的束狀物質(zhì)。雖然氫鍵的鍵能較一般化學(xué)鍵的鍵能小得多，但由于纖維素微晶之間氫鍵很多，所以微晶束結(jié)合得很牢固，導(dǎo)致纖維素的化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定，如纖維素不溶于水，對(duì)稀酸和稀堿特別穩(wěn)定，不與費(fèi)林試劑反應(yīng)，在一般食品加工條件下不能破壞。但是在高溫、高壓和酸性（60%～70%硫酸或41%鹽酸）條件下，能分解為β-葡萄糖。這個(gè)反應(yīng)被用于從木材直接生產(chǎn)葡萄糖，用針葉樹(shù)糖化產(chǎn)生的是己糖，落葉樹(shù)糖化產(chǎn)生的是戊糖。菌類、軟體動(dòng)物含有纖維素分解酶，可將其分解成低聚糖和葡萄糖并利用它們，哺乳動(dòng)物則沒(méi)有纖維素分解酶，對(duì)纖維素的利用率一般很低。

人體沒(méi)有分解纖維素的消化酶，當(dāng)它們通過(guò)人的消化系統(tǒng)時(shí)不提供營(yíng)養(yǎng)與熱量，但卻具有重要的生理功能。

纖維素可用于食品包裝、發(fā)酵（酒精）、飼料生產(chǎn)（酵母蛋白和脂肪）、吸附劑和澄清劑等。它的長(zhǎng)鏈中常含有許多游離的醇羥基，具有羥基的各種特征反應(yīng)，如成酯和成醚反應(yīng)等。

在天然纖維素中約有60%為結(jié)晶部分，它們被無(wú)定形區(qū)所分隔，無(wú)定形區(qū)在纖維素的水分脫除時(shí)，轉(zhuǎn)化為結(jié)晶區(qū)。無(wú)定形區(qū)中存在對(duì)酸、堿敏感的化學(xué)鍵，當(dāng)纖維素進(jìn)行酸堿處理時(shí)，酸進(jìn)入了低密度的無(wú)定形區(qū)，破壞了相應(yīng)的化學(xué)鍵并產(chǎn)生小片段（大小一般在幾十個(gè)μm），就得到了微晶纖維素，這是一種相對(duì)分子質(zhì)量為3×104～5×104，在水中溶解的低分子纖維素產(chǎn)物，但已經(jīng)不具備纖維結(jié)構(gòu)。微晶纖維素是極易流動(dòng)的干燥白末，帶有許多空隙，在較低的壓力下就可成型，成型物快速吸水崩解，因此該產(chǎn)品被廣泛用作片劑的賦形劑。此外它具有吸附性，易于保持水、油、香料等成分，因此也可用于油脂、香料等的粉末化及抑制由于固體吸潮造成的結(jié)塊現(xiàn)象。

（二）半纖維素

半纖維素（hemicellulose）是組成植物細(xì)胞壁的主要成分之一，常與纖維素共存，是一種混合多糖，或稱雜多糖（hetempolysacchride），水解后將生成阿拉伯糖、木糖、葡萄糖、甘露糖和半乳糖等，有時(shí)還有糖醛酸。半纖維素的組成成分因植物種類而異，一般來(lái)說(shuō)以木聚糖（xylan）及木聚糖的葡萄糖醛酸居多。例如，玉米穗中的半纖維素水解后將生成95%的木糖和5%的葡萄糖醛酸。

食品中最主要的半纖維素是由（1→4）-β-D-吡喃木糖基單位組成的木聚糖骨架，也是膳食纖維的一個(gè)來(lái)源。粗制的半纖維素可分為一個(gè)中性組分（半纖維素A）和一個(gè)酸性組分（半纖維素B），半纖維素B在硬質(zhì)木材中特別多。兩種半纖維素都有β-D-（1→4）鍵結(jié)合成的木聚糖鏈。在半纖維素A中，主鏈上有許多由阿拉伯糖組成的短支鏈，還存在D-葡萄糖、D-半乳糖和D-甘露糖，從小麥、大麥和燕麥粉得到的阿拉伯木聚糖就是其典型例子。半纖維素B不含阿拉伯糖，它主要含有4-甲氧基-D-葡萄糖醛酸，因此它具有酸性。

糧粒皮殼、玉米穗、禾谷秸稈等富含半纖維素，它們的水解產(chǎn)物中的木糖可以用來(lái)制造糠醛，還可以制成結(jié)晶木糖或木糖漿。木糖的甜味接近于蔗糖，故可應(yīng)用于糖果和其他食品工業(yè)。

半纖維素在焙烤食品中的作用很大，它能提高面粉結(jié)合水能力，改進(jìn)面包面團(tuán)混合物的質(zhì)量，降低混合物能量，有助于蛋白質(zhì)的進(jìn)入和增加面包的體積，并能延緩面包的老化。

半纖維素是膳食纖維的一個(gè)重要來(lái)源，對(duì)腸蠕動(dòng)、糞便量和糞便通過(guò)的時(shí)間產(chǎn)生有益生理效應(yīng)，對(duì)促使膽汁酸的消除和降低血液中的膽固醇方面也會(huì)產(chǎn)生有益的影響。事實(shí)表明它可以減輕心血管疾病、結(jié)腸紊亂，特別是防止結(jié)腸癌。食用高纖維膳食的糖尿病人可以減少對(duì)胰島素的需求量，但是，多糖膠和纖維素在小腸內(nèi)會(huì)減少某些維生素和必需微量元素的吸收。

（三）甲基纖維素

在強(qiáng)堿性（氫氧化鈉）條件下，經(jīng)一氯甲烷處理纖維素引入甲基，即得到甲基纖維素（methylcellulose，MC），這種改性屬于醚化（圖4-51）。商品級(jí)MC取代度一般為1.1～2.2，取代度為1.69～1.92的MC在水中有最高的溶解度，而黏度主要取決于其分子的鏈長(zhǎng)。由于纖維素分子中存在醚基，因而使分子具有一些表面活性，能在界面上吸附，有助于穩(wěn)定乳狀液與泡沫。

圖4-51　纖維素醚化生產(chǎn)甲基纖維素

甲基纖維素除具有一般親水性多糖膠的性質(zhì)外，比較突出和特異之處有以下3點(diǎn)。

①甲基纖維素的溶液在被加熱時(shí)，最初黏度下降，與一般多糖膠相同，然后黏度很快上升并形成凝膠，凝膠冷卻時(shí)又轉(zhuǎn)變?yōu)槿芤?，即是熱凝膠。這是由于加熱破壞了各個(gè)甲基纖維素分子外面的水合層而造成聚合物之間疏水鍵增加的緣故。電解質(zhì)（例如氯化鈉）和非電解度（例如蔗糖或山梨醇）均可降低形成凝膠的溫度，這是因?yàn)樗鼈儬?zhēng)奪水分子的緣故。

②MC本身是一種優(yōu)良的乳化劑，而大多數(shù)多糖膠僅僅是乳化助劑或穩(wěn)定劑。

③MC在一般食用多糖中有最優(yōu)良的成膜性。

因此，甲基纖維素可增強(qiáng)食品對(duì)水的吸收和保持，使油炸食品減少油脂的吸收；在某些食品中可起脫水收縮抑制劑和填充劑的作用；在不含面筋的加工食品中作為質(zhì)地和結(jié)構(gòu)物質(zhì)；在冷凍食品中用于抑制脫水收縮，特別是沙司、肉、水果、蔬菜以及在色拉調(diào)味汁中可作為增稠劑和穩(wěn)定劑；還可用于各種食品的可食涂布料和代脂肪；不能被人體消化吸收，是無(wú)熱量多糖。

（四）羧甲基纖維素

羧甲基纖維素（carboxyl methyl cellulose，CMC）是采用18%氫氧化鈉處理純木漿得到的堿性纖維素，堿性纖維素與氯乙酸鈉鹽反應(yīng)，生成了纖維素的羧甲基醚鈉鹽（CMC-Na），一般產(chǎn)品的取代度DS為0.3～0.9，聚合度為500～2000。作為食品配料用和市場(chǎng)上銷售量最大的CMC的DS為0.7。

由于CMC是由帶負(fù)電荷的、長(zhǎng)的剛性分子鏈組成，在溶液中因靜電斥力作用而具有高黏性和穩(wěn)定性，并與取代度和聚合度有關(guān)。取代度為0.7～1.0的羧甲基纖維素易溶于水，形成非牛頓流體，其黏度隨溫度升高而降低，溶液在pH5～10時(shí)穩(wěn)定，在pH7～9時(shí)有最高的穩(wěn)定性，并且當(dāng)pH為7時(shí)，黏度最大，而pH在3以下時(shí)，則易生成游離酸沉淀；當(dāng)有二價(jià)金屬離子存在的情況下，其溶解度降低，并形成不透明的液體分散系；三價(jià)陽(yáng)離子存在下能產(chǎn)生凝膠或沉淀，其耐鹽性較差。例如，Ca2+濃度高時(shí)，可使CMC從溶液中沉淀出來(lái)，鎂離子和亞鐵離子對(duì)CMC的分散也有相似的影響；重金屬如銀，鋇、鉻、鉛的離子可使CMC從溶液中沉淀出來(lái)；多價(jià)陽(yáng)離子Al3+、Cr3+或Fe3+可以使CMC從溶液中沉淀出來(lái)。

羧甲基纖維素有助于增溶一般食品的蛋白質(zhì)，例如明膠、酪蛋白和大豆蛋白質(zhì)，通過(guò)形成CMC—蛋白質(zhì)復(fù)合物而增溶。CMC-Na能穩(wěn)定蛋白質(zhì)分散體系，特別是在接近蛋白質(zhì)等電點(diǎn)的pH下，如雞蛋清可用CMC-Na一起干燥或冷凍而得到穩(wěn)定，CMC-Na也能提高乳制品穩(wěn)定性以防止酪蛋白沉淀。在果醬、番茄醬中添加CMC-Na，不僅增加黏度，而且可增加固形物的含量，還可使其組織柔軟細(xì)膩。在面包和蛋糕中添加CMC-Na，可增加其保水作用，防止淀粉的老化。在方便面中加入CMC-Na，較易控制水分，減少面餅的吸油量，并且還可增加面條的光澤，一般用量為0.36%。在醬油中添加CMC-Na以調(diào)節(jié)醬油的黏度，使醬油具有滑潤(rùn)口感。