澱粉(starch)是植物中最重要的貯藏多糖,完全由葡萄糖構成,所以屬於均一多糖。與其它多糖一樣,澱粉沒有甜味,沒有還原性,也沒有變旋現象。

澱粉是由麥芽糖單位構成的鏈狀結構,有直鏈澱粉和支鏈澱粉兩種。直鏈部分由α-1,4糖苷鍵連接,分支處由α-1,6糖苷鍵連接。所以支鏈澱粉不完全水解可以得到少量以α-1,6糖苷鍵連接的異麥芽糖。

支鏈澱粉結構

直鏈澱粉(amylose)分子量從幾萬到十幾萬,平均約在6萬左右,相當於300-400個葡萄糖縮合而成的線性分子,沒有分支。支鏈澱粉(amylopectin)的分子量在20萬以上,含有1300個葡萄糖或更多。其分子中大約每24-30個葡萄糖中有一個具有支鏈

結構。

支鏈澱粉模型

直鏈澱粉分子中雖然沒有分支結構,但其構象並不是筆直的,而是捲曲成螺旋形,每一圈有六個葡萄糖分子。直鏈澱粉遇碘產生藍色,就是由於多個三碘化物離子(I3-)被絡合在螺旋中產生的,吸收峯在620-680nm。而支鏈澱粉(amylopectin)的直鏈部分較短,所以產生的絡合物呈紫色,光吸收在530-555nm。

用碘染色的小麥澱粉顆粒

澱粉在植物中以球狀或卵狀澱粉顆粒的形式存在,顆粒中有結構緻密的結晶區域和相對疏鬆的非結晶區(無定形區)。這種結構使澱粉不溶於冷水。在微觀上,澱粉顆粒由於結晶區的光學各向異性,對不同偏振方向的偏振光具有不同的折射率,會產生一種有趣的雙折射(消光十字)現象。

澱粉顆粒的雙折射現象

澱粉粒在水中加熱(一般60-80℃),會逐漸溶脹、開裂,最後形成均勻的糊狀,稱為糊化(gelatinization)。糊化過程中澱粉粒吸水膨脹,可以達到原始體積的50-100倍。利用這個特性,可以將澱粉作為崩解劑,在製作藥物片劑時加入。當澱粉在胃腸液中溶脹,就會使片劑碎裂成細小顆粒,使其中的藥物得以迅速吸收。

澱粉屬於多糖,在水中不能形成真溶液,只能形成膠體。直鏈澱粉可溶於熱水,支鏈澱粉不溶於熱水,但更容易糊化,而且糊化形成的膠體粘度更高。不同來源的澱粉中二者比例不同,玉米澱粉和馬鈴薯澱粉分別含27%和20%的直鏈澱粉,而綠豆澱粉含60%的直鏈澱粉。有些澱粉(如糯米)全部為支鏈澱粉,所以更粘;而有的豆類澱粉則全是直鏈澱粉。

糊化後的澱粉膠體溶液如果逐漸降溫,澱粉分子會重新排列成更緊密的晶體結構而發生沉澱,稱為老化或回生(retrogradation)。直鏈澱粉線性區域長,更容易整齊排列,所以容易老化,而且老化後難以再次溶解(晶體熔化溫度約150℃)。支鏈澱粉不易老化。所以,烹飪上用澱粉糊勾芡時一般會選擇支鏈澱粉含量較高的澱粉,如馬鈴薯澱粉;而製作粉絲、粉皮時就要選擇直鏈澱粉含量高的豆類澱粉。

直鏈澱粉老化後難以再次溶解,所以在腸道中難以消化,是一種抗性澱粉(resistant starch)。比如米飯、麵包放冷後會變硬而難以消化。所以烹飪上一般盡量避免老化現象。不過,最近發現抗性澱粉可以被結腸菌羣發酵,產生短鏈脂肪酸(SCFA)。SCFA能抑制有害細菌生長,有益腸道健康。而難以消化則有利於減肥,並可降低血糖波動,所以現在又受到追捧,甚至有人專門炒冷飯喫來減肥。

攝入適量的抗性澱粉確實有一定的益處,特別是對於需要飽腹感的減肥人士。但不要把它當成萬能葯。如果食用不當,抗性澱粉也會對健康不利。如果攝入過多,腸道菌羣發酵會產生大量氣體,導致腹脹。有胃炎或者胃潰瘍的人羣不宜長期食用較硬的食物。炒冷飯時如果加入過多食用油,會增加熱量攝取,導致肥胖。所以說,均衡飲食,適度運動纔是健康之道。

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