การคืนตัวของแป้งสุก รีโทรเกรเดชัน

          กระบวนการรีโทรเกรเดชัน เป็นกระบวนการจัดเรียงตัวใหม่ของสายอะไมโลสที่หลุดออกมาจากเม็ดแป้ง โดยจัดเรียงตัวแบบคู่ขนานของสายอะไมโลสที่สร้างพันธะไฮโดรเจนกับโมเลกุลของอะไมโลสอีกสายหนึ่ง ดังภาพทำให้ความสามารถในการอุ้มน้ำลดลง เมื่อสารละลายแป้งเกิดการจัดเรียงตัวอย่างช้า ๆ ทำให้ได้แป้งเปียกที่ขุ่นและเกิดตะกอนขนาดใหญ่ แต่ถ้าแป้งเปียกถูกทำให้เย็นตัวอย่างรวดเร็วทำให้เกิดเจลที่มีความยืดหยุ่นของสายอะไมโลส ส่วนสายของอะไมโลเพกทินไม่เกิดรีโทรเกรเดชัน เนื่องจากไม่สามารถจัดเรียงตัวคู่ขนานกันได้ การเกิดกระบวนการรีโทรเกรเดชันในแป้งจะส่งผลต่อการผลิตอาหาร เช่น การไม่ขึ้นฟูของเค้ก การแยกชั้นของครีม และการแห้งแข็งของขนมปัง (ชนิดา, 2551)

        การคืนตัวของแป้งสุกเป็นปรากฎการณ์ที่เกิดขึ้นเมื่อน้ำแป้งสุกซึ่งร้อนมีอุณหภูมิลดต่ำลงขณะที่อุณหภูมิลดลงโมเลกุลอิสระ
ของอะไมโลสซึ่งอยู่ใกล้กันจะเคลื่อนที่เข้ามาใกล้กันและจับตัวกันด้วยพันธะไฮโดรเจน ทำให้เกิดสภาพการจัดเรียงตัว
ของโมเลกุลขึ้นใหม่โดยเปลี่ยนจากลักษณะการกระจายตัวของโมเลกุลมาเป็นส่วนที่เป็น crystallite  ซึ่งสามารถ
ตรวจสอบได้โดยใช้ X-ray diffraction [Collison,1968]  

         ถ้าน้ำแป้งสุกมีความเข้มข้นต่ำ  การจัดเรียงตัวของโมเลกุลเหล่านี้จะทำให้เกิดลักษณะตะกอนขุ่นขาว แต่ถ้าน้ำแป้งสุกมีความเข้มข้นสูง เช่น แป้งข้าวโพดความเข้มข้น 7% โดยน้ำหนัก จำนวนโมเลกุลที่มาจัดเรียงตัวกันใหม่มีมากและระหว่างเคลื่อนที่เข้ามาจับกันจะสามารถเก็บกักน้ำไว้ได้ ทำให้ความหนืดเพิ่มขึ้น และในที่สุดเกิดลักษณะเจลที่อ่อนนุ่ม

ภาพ การคืนตัวของแป้ง

ที่มา: www.agsci.ubc.ca/.../ fnh/301/water/waterq5.htm
ที่มา: http://www.nationalstarch.com

          การคืนตัวของน้ำแป้งโดยทั่วไปจะเกิดได้ดีเมื่อน้ำแป้งมีความเข้มข้นสูงและทิ้งไว้ให้เย็นที่อุณหภูมิต่ำแป้งแต่ละชนิดมี
อัตราการคืนตัวของน้ำแป้งสุกแตกต่างกัน โดยทั่วไปแป้งจากราก หัว มีอัตราการคืนตัวช้ากว่าแป้งจากธัญพืช
ทั้งนี้เป็นเพราะแป้งจากราก/หัว เมื่อได้รับความร้อนจะพองตัวมากและเร็ว และเม็ดแป้งแตกง่ายทำให้โมเลกุลแป้ง
ทั้งหมดกระจายอยู่ทั่วไปในน้ำแป้ง ยากที่โมเลกุลอะไมโลสจะมาจัดเรียงตัวกันได้ใหม่ แต่แป้งจากธัญญพืช เมื่อได้รับความร้อนจะพองตัวน้อยกว่าเม็ดแป้งแตกน้อย  โมเลกุลที่คลายตัวยังอยู่ใกล้ชิดกันจึงเคลื่อนที่จับกันใหม่
ได้ง่าย ซึ่งอาจจับตัวกันระหว่างเม็ดแป้งที่พองตัวซึ่งอยู่ใกล้กันหรือระหว่างชิ้นส่วนของ
เม็ดแป้งหรือโมเลกุลอะไมโลสอิสระที่หลุดออกมาทำให้เกิดสภาพเป็น matrix ซึ่งยึดอยู่ด้วยกันด้วยพันธะไฮโดรเจน
และสามารถเก็บกักน้ำไว้ได้ การมีอะไมโลเพคตินอยู่ด้วยทำให้อัตราการคืนตัวของน้ำแป้งสุกช้าลง เนื่องจากโมเลกุล
ของอะไมโลเพคตินมีกิ่งก้านสาขาทำให้เกะกะยากที่โมเลกุลจะเคลื่อนที่เข้ามาจับกันใหม่ได้ จึงพบว่าแป้งประเภท
 waxy มีอัตราการคืนตัวของน้ำแป้งสุกน้อยกว่าแป้งชนิดอื่น ขนาดโมเลกุลของอะไมโลสในแป้งแต่ละชนิดมีผล
ในการเกิดการคืนตัวของน้ำแป้งสุกด้วยโมเลกุลอะไมโลสที่มีขนาดพอเหมาะในการเคลื่อนที่มาจับกัน  
คือในช่วง  100-200  หน่วยกลูโคส  ถ้าโมเลกุลใหญ่  เช่นแป้งมันฝรั่งมีอะไมโลสขนาดใหญ่ประมาณ  
1,000-6,000 หน่วยกลูโคส จะเคลื่อนที่เข้ามาจับกันได้ยากและถ้าโมเลกุลสั้นเกินไปจะเคลื่อนไหวอยู่ตลอดเวลา 
(Brownian  movement) ทำให้จับกันยากเช่นกัน

รวบรวมเรื่องโดย
ครูนันทนา สำเภา
Webmaster NaNa-Bio.com
26 ธันวาคม 2563