Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Товароведение arrow Товароведение сахара, меда, кондитерских изделий

КРАХМАЛОПРОДУКТЫ

Крахмал считается ценным сырьем для производства различных продуктов с улучшенными потребительскими свойствами. Среди них важное место занимают модифицированные виды крахмала, патока, различные подсластители.

К подсластителей, полученных из крахмала с помощью биокатализа, относятся как традиционные продукты - глюкоза, глюко- вно-фруктозы сироп с различным содержанием фруктозы, очищенная фруктоза, глюкоза-мальтозный и мальтозный сироп, очищенная мальтоза, так и подсластители с заданным олигоцукридним составом и характеристиками - богатая мальтотриоза, мальтоолигоцукридна смесь, мальтотетроза, мальтопентоза, мальтогексоза, мальтогептоза, которые обладают бифидогенным свойствами, изомальт-олигоцукриды, фруктозо-конечные олигоцукриды, а также трегалоза, эритрин.

Модифицированные виды крахмала

Модифицированный - это крахмал со направлено измененными свойствами вследствие физической, химической, биохимической или комбинированной обработки. В результате существенно меняются природные особенности, время устраняются или уменьшаются действия нежелательных свойств полицукридив и усиливаются их нужны ценные свойства. Эти продукты относят к пищевым добавкам.

Различают биологические, физические и химические способы обработки крахмала, которые позволяют заметно изменить их строение и свойства, в частности гидрофильность, в том числе возможность растворяться в холодной воде, способность к кристаллизации и гелеобразования, устойчивость к нагреванию, воздействию кислот и тому подобное. Согласно изменениям, которые имеют место в естественных видах крахмала, выделяют следующие основные виды модификации: набухание, деполимеризацию, стабилизацию (образование производных без поперечного сшивания молекул), образование поперечнозшитих полимерных цепей. Во многих случаях модифицированные виды крахмала могут быть одновременно стабилизированными и поперечнозшитимы.

Важное место занимают некоторые виды крахмала естественной модификации за счет подбора соответствующих сортов, особенно кукурузы, пшеницы, риса и стадий зрелости зерновых. Выполняются значительные исследования по улучшению свойств таких видов крахмала. Например, этерификацию поверхности пленок с высоко-амилозного картофельного крахмала можно осуществлять Октан-лхлоридом и пиридином с подбором соответствующих концентраций октаноилхлориду, а также температуры и продолжительности обработки. Этот обработку используют для снижения водопроницаемости пленок. Установлено, что концентрация является основным показателем, определяющим эффективность реакции.

Структура и свойства природного крахмала определяют особенности их клейстеризации. Клейстеризация амилопектинового крахмала (концентрация 4%) характеризуется меньшим пиком вязкости при температуре 95 ° С, чем в картофельном.

Нагрев клейстера приводит к уменьшению вязкости но при охлаждении и на следующий перемешивания она стабилизируется.

Компания National Starch разработала органические функциональные природные виды крахмала Novation, Novation 9330, Novation 9360, которые получают из топиокы. Они пригодны для использования в случае интенсивного возделывания сырья, в том числе и для детского питания, молочных продуктов, фруктовых наполнителей, супов и соусов. Эти виды крахмала отвечают Постановлении 2092/91 ЕС и поэтому могут маркироваться как "органические".

Модифицированные виды пищевого крахмала преимущественно получают с использованием следующих способов химического обработки, а также их сочетания:

- Этерификация уксусным и янтарным ангидридами, смесью ангидрида уксусной и адипиновой кислот, ангидридом октинилянтар ной кислоты, фосфорилхлоридом, триметофосфатом и триполифо-сфатом натрия, а также однозамещенный ортофосфат натрия с образованием сложноэфирных производных;

- Этерификация оксидом пропилена, с образованием простых эфиров, кислотная модификация соляной и серной кислот, с образованием гидролизованных продуктов;

- Отбеливание пероксидом водорода, надуксусной кислотой, перманганатом калия и гипохлоритом натрия

- Окисление гипохлоритом натрия.

Набухающие виды крахмала. К набухающих относят такие виды крахмала, могут частично или полностью растворяться в холодной воде (инстант-крахмал). В основе получения таких видов крахмала лежат физические преобразования, которые не ставят существенной деструкции крахмальных молекул. Получают их путем высушивания крахмальной суспензии в распылительной или вальцовых сушилке при температуре, превышающей температуру клей-стеризации крахмала. Вследствие теплового обработки проходит частичное или полное разрушение структуры зерен крахмала.

Вальцовых сушка предусматривает нанесение висококонцентрова ного крахмала на валки, которые нагреваются, с последующим снятием скребком. Новый способ холодного набухания крахмала путем "Spray-Cooking" предусматривает комбинировании процесса варки и сушки распылением. При вальцовом способе крахмал теряет гранулированную структуру, тогда как по методу "Spray-Cooking" структура остается зернистой и улучшается диспергируемые крахмала.

Создаются новые виды деструктурированного, набухающих и эфиры-фикованих разновидностей крахмала для пищевых или технических целей.

По данным ученых, эффективность процесса ферментативного гидролиза крахмала возрастает с увеличением рН, а повышенная степень деструкции полицукридив отмечен в нейтральной среде. Характерную окраску крахмала йодом зависит от степени полимеризации полицукридив. Определение показателя "синее число" набухающих видов крахмала с повышением дозы ферментного препарата от 0,2 до 0,4% показало его интенсивное снижение - от 85 до 55 единиц.

Набухая кукурузный крахмал используется в качестве стабилизатора конфет с помадным корпусом, что позволяет уменьшить удельную долю сахара в рецептуре и формировать корпуса конфет методом выпрессовывания. Набухший кукурузный крахмал с повышенным содержанием белков может заменять часть яичного белка в производстве зефира. Амилопектинового набухший крахмал используется для изготовления продуктов, которые входят в состав лечебных низкобелковой и безбелковых диет.

Набухая картофельный крахмал предусмотрен рецептурами сухих смесей мороженого. Он может быть также с метилцеллюлозой, благодаря чему повышается взбитость мороженого и снижается средний диаметр воздушных пузырьков.

Экструдированный крахмал по своим свойствам относится к группе набухающих, а по методу обработки до крахмала, который подлежит влаготепловой обработки при температуре выше температуры клейстеризации. Вследствие потери свободной и частично связанной влаги, обработанный продукт приобретает вторичную структуру, становится хрупким, в контакте с водой набухает и частично растворяется в ней. Экструдирования проводится на ектрузийних установках, в которых он предварительно увлажняется до 34%, подвергается сжатию, подогрева до 200 ° С и интенсивной механической действия. В результате имеет место клейстеризация крахмала. Набухающие виды крахмала используют в технологиях различных десертов, желейного мармелада, сдобного теста, которое содержит ягоды, а инстант-крахмал - для пудингов быстрого приготовления.

Расцеплении виды крахмала получают путем обработки кислотами, иногда в сочетании с окислителями и отдельно - ферментами. Примером могут служить гидролизованные виды крахмала. Гидролизованные виды крахмала получают обработкой крахмальных суспензий растворами кислот или гидролитических ферментов - амилаз. В зависимости от условий гидролиза формируют соответствующие свойства крахмала. Например, крахмал, обработанный кислотами с повышенной температурой, способный образовывать клейстер низкой вязкости. Чаще используют растворы соляной или серной кислот при температуре суспензии ниже температуры клейстериза-ции крахмала. Эти виды крахмала используют для производства мармеладно-пастильных изделий, желе, жевательных резинок.

Ферментативный гидролиз осуществляют с использованием препаратов, которые разжижают или растворяют крахмал без глубокого расщепления молекулы крахмала или ферменты, которые образуют продукты расщепления различной концентрации с накоплением декстринов, мальтозы, глюкозы и других. Некоторые ферменты способны расцеплять молекулы крахмала с возможным перераспределением образованных групп.

Под разрежением крахмала понимают дезорганизацию крахмального зерна на более мелкие физические частицы, которые длительный период сохраняются в дисперсном состоянии, чем клейстеризований необработанный крахмал.

Растворимые в холодной воде функциональные виды крахмала серии иигга-Зпггее обеспечивают продукты гладкую глянцувату текстуру, улучшают вкусовое восприятие, предоставляют вершковости, имеют легкую растворимость и хорошую стабильность.

Окисленные виды крахмала получают действием на зерна крахмала соответствующих окислителей: Н 2 О 2, КМnO 4, НСIJ 3, КJО 4 и некоторые другие. Под действием окислителей происходит гидролитическое расщепление гликозидных связей с образованием альдегидных групп, окисления спиртовых групп в альдегидные, а позже и в карбоксильные. Окислительные агенты приводят к образованию крахмала с более короткими молекулярными цепями.

По своим свойствам окисленные виды крахмала подобные продукции модифицированной кислотой и отличаются способностью к образованию клейстера пониженной вязкости и стабильных при хранении. Изменением условий окисления (количество и вид реагента, температура и рН), а также вид обработанного крахмала, можно получить большое количество различных по свойствам модификаций, например крахмал желирующий, окисленный для хлебопекарной промышленности).

Крахмал желирующий получают окислением зерен крахмала перманганатом калия в кислой среде. Очищенную крахмальную суспензию с концентрацией сухих веществ 35% окисляют 30 мин. перманганатом калия (0,15-0,20% до сухих веществ крахмала) в присутствии соляной кислоты. Затем смесь промывают, сгущают, знезводнюють, сушат и упаковывают.

За счет воздействия на крахмал окислителя проходит гидролитическое расщепление глюкозидные связи, окисления спиртовых групп в карбонильные и карбоксильные. Такой крахмал способен образовывать концентрированные клейстер пониженной вязкости и повышенной прозрачности. Ценными свойствами клейстер этого крахмала является высокая их стабильность при хранении, перемешивания и охлаждения.

Производят крахмал желирующий для холодильной промышленности, входит в состав мороженого, и кондитерский - для некоторых видов желирующая кондитерских изделий.

Крахмал желирующий всех видов и марок должен быть в виде однородного порошка белого цвета, может иметь кремовый оттенок, без посторонних вкуса и запаха. Влажность картофельного Желю чего до 20%, а кукурузного - до 14%. Кислотность желирующая-го картофельного крахмала для кондитерской промышленности ограничена до 15, для холодильной промышленности - до 20, а кукурузного желирующего для холодильной промышленности до 25 см 3 0,1 моль / дм 3 гидроксида натрия на 100 г сухих веществ. Важным показателем желирующего крахмала для кондитерской промышленности является прочность крахмала - сахарной желе, которая должна быть не ниже 1000 г - для крахмала марки А и 900 г - марки Б.

В Германии на основе картофельного крахмала созданы желирующие виды под фирменным названием Refecta gelchem. Продукты на их основе характеризуются высокой чистотой, эластичностью, устойчивостью за время длительного хранения и могут использоваться для приготовления многих кондитерских изделий. Например, в рецептуре фруктовой жевательной резинки доля его составляет всего 1-2% в сочетании с сахаром (37-40%), глюкозы-сиропом ББ 42 (37-40%), растительным жиром (4-6%) и водой (14- 20%).

Крахмал окисленный для хлебопекарной промышленности. Производят примерно по той схеме, что и крахмал желирующий. В зависимости от вида использованного реагента выпускают крахмал окисленный марки А, приготовленный с внесением бромата калия, марки Б - перманганата калия и марки В - двухосновной соли гипохлорита кальция. Они улучшают качество хлеба, особенно с использованием муки из слабой клейковины.

Сшитые виды крахмала. Поперечное сшивание отдельных крахмальных молекул между собой проходит результате взаимодействия их гидроксильных групп с бифункциональных реагентами. Для пищевых целей используются в основном три вида: дикрохмальни эфиры фосфорной и адипиновой кислот. Эти виды крахмала характеризуются пониженной скоростью набухания и клейстеризации, что создает эффект пролонгированного действия. Клейстер поперечно сшитых видов крахмала более вязкие, устойчивые к внешним факторам - высокой температуры, длительного нагрева, низкого значения рН, механической нагрузки.

Наиболее распространенными являются несколько разновидностей крахмала фосфатного.

Крохмалефосфат представляет собой сложный эфир крахмала и остатков фосфорной кислоты или ее солей. Он отличаются от обычного крахмала повышенной конечной вязкостью клейстера, большей их устойчивостью к механическим воздействиям и кислотности среды, а также к высоким и низким температурам. Его используют для сгущения мясных консервов, как стабилизатор диетических майонезов с пониженным содержанием жира, жировых кремов, соусов, киселей, быстрозамороженных продуктов питания, для улучшения качества хлеба, печенья, вафель. Цвет фосфатного крахмала марки А - от белого до белого с желтоватым оттенком, марки Б - от кремового до палевого.

Для производства крохмалефосфатив используют кукурузный или знезводнений, хорошо смешивают с натрием фосфорнокислым одно - (6,3 кг / т) и двузамещенный (14,4 кг / т), а также Карбомид марки А (26,6 кг / т). После высушивания, просеивания и упаковки отпускают под названием крохмалефосфат марки А.

Если этот продукт подвергают термообработке в декстринизаторах течение 60 мин. при температуре продукта 130 ° С или 30 мин. за 150-170 ° С, то получают крохмалефосфат марки Б. Для изготовления крохмалефосфатив предусмотрено использование и других соединений.

Вследствие такого обработки увеличиваются размеры молекул за счет поперечного связывания их остатками фосфорной кислоты, заметно на схеме:

Внесение малого количества карбамида способствует повышению водо- поглощающих свойств фосфатного крахмала, повышает вязкость и прозрачность его водных растворов.

Сложные фосфатные эфиры крахмала, способствующих увеличению объема продуктов питания (завтраков из зерновых культур, снеков, макаронных изделий), готовят по следующей схеме: утечки массы крахмала фосфатным реагентом; сушка такого крахмала и его нагрева с целью получения сложного фосфатного моноэфира крахмала; экструдирования массы.

Фосфатные виды крахмала используют для загущения мясных консервов, стабилизации диетических майонезов с пониженным содержанием жиров, жировых кремов, загустителей, соусов, киселей, быстрозамороженных продуктов питания, для улучшения качества хлеба, печенья, вафель. Цвет фосфатного крахмала марки А нормируется от белого до белого с желтоватым оттенком, а марки Б - от кремового до палевого.

Разработана технология получения фосфатных моноэфира крахмала маниоки. Для этого высушивают (45 ° С) смесь крахмала маниоки и раствора триполифосфата натрия с рН 5,5 до 15% -го содержания воды и нагревают (2 ч., 140 ° С). Полученные образцы фосфатных моноэфира крахмала с разной степенью замещения (0,029, 0,042, 0,055, 0,064, 0,073).

Стабилизированные виды крахмала представляют собой продукты химической модификации функциональными реагентами с образованием в гидроксильных группах производных с простым или сложным эфирной связью. Такие производные, несмотря на невысокой степень замещения гидроксильных групп (0,002-0,2), отличаются от природного крахмала значительно ниже склонностью межмолекулярных ассоциаций. Наиболее распространенными являются ацетилированные и фосфо-рильовани сложные эфиры, а также гидроксипропильовани простые эфиры монокрохмалю.

Ацетилированные виды крахмала получают путем нагревания смеси 25-100 частей ледяной уксусной кислоты с 100 частями крахмала и выдержкой ее при температуре 100 ° С в течение 5-13 час. Благодаря этому гидроксильные группы глюкозного остатка образуют эфирные связи с остатками уксусной кислоты. Как следствие, содержание ацетильных групп в крахмале достигает 3-6% в зависимости от дозировки кислоты и продолжительности обработки. По максимальной степени а это-тилювання в каждом глюкозно остатка трех гидроксильные группы образуют эфирные связи с остатками уксусной кислоты. Избыток кислоты выделяют промывкой крахмала холодной водой. Одновременно с ацетилированием проходит и расщепление крахмала. Такой крахмал хорошо растворим при температуре 95-100 ° С.

В пищевой промышленности ацетаты крахмала низкой степени замещения используют в качестве загустителей. Модифицированный крахмал этого типа сохраняет свои свойства при низких значений рН, высоких температурах, а также устойчив к механическому воздействию.

Содержание ацетильных групп и степень замещения для кукурузного крахмала ниже, чем для картофельного при одинаковых условиях а это-тилювання. В этих видах крахмала несколько выше доля амилозы по сравнению с аналогичными природными образцами. Ацетилирования повышает набухание и растворимость крахмала и его прозрачность по сравнению с использованной сырьем. Эти свойства усиливаются с повышением концентрации уксусного ангидрида в реакционной смеси и они значительно выше для картофельного крахмала. Синерезис растворов ацетилированного крахмала с 4 ° С менее выражен, чем природного.

Ацетаты крахмала способны образовывать клейстер, стабильные при хранении, замораживания и оттаивания, которые в результате высыхания образуют прочные пленки. Они используются в пищевой промышленности в качестве загустителей.

Предложено использование ацетилированного крахмала с мaниокы для обработки крафт-бумаги, в результате чего гигроскопичность его существенно снижается.

За последние годы проведены многочисленные исследования по улучшению свойств и создания новых видов модифицированного крахмала.

Польские ученые установили, что многократное замораживание и оттаивание существенно увеличивает удельную поверхность крахмальных зерен, размер пор и их плотность. Это влияет на водопоглинальну способность и атакованисть ферментами обработанного крахмала. Такой обработку позволяет получить новый вид модифицированного крахмала, который может использоваться в пищевой промышленности.

В крахмала, модифицированного формированием дополнительных поперечных связей, гранулы B-типа несколько более химически активны, чем гранулы А-типа.

Реакционная способность оксипропильованого крахмала кукурузы, пшеницы и картофеля не зависит от размера частей.

Простые эфиры крахмала для пищевых целей получают взаимодействием природного крахмала с оксидом пропилена степени замещения гидроксильных групп 0,002-0,2. По своим свойствам гидрооксипропилкрохмалы (Е 1 440), аналогичные ацетильова ным модификациям, имеют пониженную температуру гелеобразования, повышенную прозрачность клейстером и такую же устойчивость к ретрогра-ции. Введение в крахмал оксиалкильних групп даже при низкой степени замещения (0,05-0,1 группы на один глюкозидной остаток) снижает температуру клейстеризации крахмала, увеличивает скорость набухания и диспергирования зерен в процессе нагрева, повышает прозрачность клейстера, снижает его драглеутворюючу возможность и способность к ретроградации. Образующиеся эфирные связи устойчивы к действию кислот, щелочей и слабых окислителей.

Оксиалкильовани виды крахмала бывают двух разновидностей: ок-сиетил- и оксипропилкрохмаль. Этерификации подвергают крахмал при температуре ниже точки его кристаллизации, используя оксид этилена или оксид пропилена. Реакция проходит в щелочной среде.

Патент США предусматривает изготовление крахмала, который устойчив к действию ферментов (эндо-а-амилазы, амилоглюкозидазы, протеазы), относится к типу III, имеет температуру плавления более 140 ° С и выход до 25%. Его получают путем желирования, например, кукурузного крахмала с содержанием амилозы выше 50%, в присутствии воды при температуре 130 ° С в течение 15 минут. Затем продукт подвергают нескольким температурным циклам по-родкоутворення.

Путем ферментативного обработки изоамилазы получают медленно усваиваемый крахмал, у которого разветвленность снижается выше 95%. Разработанный способ получения термически модифицированного крахмала. Для этого крахмал с влажностью до 18% смешивают с кислотой, высушивают смесь до безводного состояния и нагревают ее (до 1 ч.) С получением модифицированного крахмала. Содержание влаги в высушенной смеси крахмала не превышает 1%. Процесс превращения крахмала осуществляют в условиях псевдоожиженного слоя в непрерывном или периодическом режиме. Изготовлен сухой модифицированный крахмал содержит большее количество соединений с невысокой молекулярной массой по сравнению с крахмалом, модифицированным обычным кислотным способом. Этот крахмал можно использовать для инкапсулирования, изготовление кондитерских изделий.

Степень окисления крахмала определяется по количеству карбоксильных и гидроксильных групп. Вследствие окисления растет шершавость поверхности гранул и содержание карбоксильных групп. Окисления существенно не влияет на вязкость. Окисленный крахмал с высоким содержанием карбоксильных групп образует повышенное сцепление с волокном.

Карбоксиметилкрахмал в холодной воде образует устойчивые вязкие клейстер. Он используются в качестве загустителя, стабилизатора, структурообразователя. Этот вид эфира крахмала хорошо сгущают и стабилизирует водные пищевые системы, включающие белки, жиры и углеводы (мороженое, низькожирови маргарины, масло, кремы, майонезы). Он образует пленки, растворимые в холодной воде. Карбокси-метилкрохмаль хорошо сочетается с окисленным крахмалом, кар-боксиметилцелюлозою.

В США запатентован стабильный и сшит гидроксипропы-Леванте восковой картофельный крахмал, который отличается высокой вязкостью и полученный путем регулирования вида и степени стабилизации и уровня сшивания. Его используют как загуститель для приправ к салатам, начинки для пирогов и других мучных изделий, напитков и супов. Для достижения одинаковой величины вязкости в пищевых продуктах требуется меньшее количество других видов крахмала. Стабилизированный крахмал также обеспечивает хорошую прозрачность и однородную консистенцию продукции. С завершением модификации крахмала величину рН доводят до 3,0 за счет добавления серной кислоты и крахмал выдерживают в течение одного часа с целью удаления стабилизатора, не вступившего в реакцию. Суспензия модифицированного крахмала также может быть нейтрализована, промыта и высушена для целевого использования.

Модифицированный кукурузный крахмал получают путем спиртового и щелочного обработки. Он представляет собой модифицированный крахмал с высокой вязкостью, растворимый в холодной воде.

Разработана технология экструдированного кукурузного крахмала, температура которого в период экструзионных 100-260 ° С. Его рекомендуют для различных отраслей пищевой промышленности.

Пористый крахмал используют для приготовления порошкообразного масла (40%) путем адсорбции и связывания.

Гранулированные виды крахмала, растворимые в холодной воде. их готовят из кукурузной и картофельного крахмала спирто-щелочным методом. Содержание амилозы в них ниже, чем в натуральных. Картофельный крахмал лучше растворяется в холодной воде, чем кукурузный. Оба вида крахмала меняют форму при получении из начальных, но в картофельном эти изменения более заметны, чем в кукурузном. Крахмал картофельный с большими величинами крахмальных зерен меняется заметнее, чем с более мелкими зернами.

Сравнением свойств модифицированных видов крахмала выявлено, что наиболее трудно поддаются деградации образцы крахмала кукурузного модифицированного и обычного с содержанием амилозы 50%, а наиболее легко с содержанием амилозы 26%. Образцы включающих 70% амилозы занимают промежуточное место по биодеградации, поэтому считается деградация молекул крахмала уменьшается с увеличением количества поперечных сшивок и увеличивается вследствие карбоксиметилювання.

Создаются новые виды модифицированного крахмала пищевого назначения, которые имеют повышенную ферментативную устойчивость (резистентный крахмал). Такой крахмал характеризуется загущать тельный, водо- и жироутримуючою способностью, но только частично усваивается организмом человека. Его получают из злаковых культур. Он увеличивает поступления диетических пищевых волокон, поддерживает пищеварительную систему, регулирует уровень сахара в крови, имеет пребиотические свойства. Этот крахмал минимально влияет на вкус, текстуру, внешний вид продукта и используется в производстве печенья, бисквитов и тому подобное.

 
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 
Предметы
Агропромышленность
Банковское дело
БЖД
Бухучет и аудит
География
Документоведение
Естествознание
Журналистика
Инвестирование
Информатика
История
Культурология
Литература
Логика
Логистика
Маркетинг
Математика, химия, физика
Медицина
Менеджмент
Недвижимость
Педагогика
Политология
Политэкономия
Право
Психология
Региональная экономика
Религиоведение
Риторика
Социология
Статистика
Страховое дело
Техника
Товароведение
Туризм
Философия
Финансы
Экология
Экономика
Этика и эстетика
Прочее