Товароведческая характеристика и экспертиза качества крахмала и крахмалопродуктов

сть клейстеров и другие физико-химические параметры, получа-

ют крахмалы с удивительными свойствами. Крахмалы, свойства

которых изменены в результате специальной обработки, называ-

ют модифицированными  крахмалами.

   Основными превращениями, которые претерпевают крахмалы

в результате модификации, являются следующие:

1. Расщепление (деполимеризация) полисахаридных компо-

нентов крахмала с сохранением или без сохранения зернистой

структуры.

2. Увеличение  количества существующих или появление

новых функциональных групп, перестройка структуры полиса-харидных цепей в результате трансгликозирования.

3. Потеря зернами крахмала первоначальной структуры и

приобретение  ими после дегидратации новой  структуры.

4. Взаимодействие гидроксильных групп крахмала с различ-

ными химическими  веществами с образованием эфирных  связей

и присоединением их остатков.

5. Одновременная полимеризация блоков частичного гидро-

лиза крахмала и других мономеров (сополимеризация) с образо-ванием новых соединений.

   Модифицированные крахмалы могут быть получены путем од-

ного  из указанных превращений или в результате двух и более

превращений, протекающих  одновременно или последовательно.

   Условно  модифицированные крахмалы подразделяют  на 2-е бо-

льшие группы: расщепленные эфиры и сополимеры крахмала.

   Расщепленные крахмалы приготавливают путем термического,

механического  действия, обработки полисахарида кислотами,

окислителями, амилазами, некоторыми солями, облучения y-лу-

чами, пучком электронов, ультразвуком и другими действиями,

вызывающими деструкцию либо структуры крахмального зерна,

либо полисахаридных цепей.В результате подобных воздействий

происходит направленное или хаотичное расщепление гликозид-

ных, а иногда и других валентных связей.   При этом в полисаха-

ридных структурах происходит уменьшение размера частиц, а

следовательно, и молекулярной массы, появляются новые свобо-дные карбоксильные группы, возникают внутри- и межмолекуля-рные связи.

   Под действием термической обработки может частично или

полностью разрушаться  структура крахмальных зерен. Клейсте-

ры расщепленных крахмалов отличаются пониженной вязкостью, большей прозрачностью и стабильностью при хранении. Из - за сравнительно низкой вязкости клейстеров расщепленные крахма-лы называют жидкокипящими.

   Крахмал, модифицированный кислотой, получают при нагрева-

нии слабо подкисленной водной суспензии крахмальных зерен

до температуры 45 – 50^о С. В зернах ослабляются межмолекуляр-ные связи и происходит частичное расщепление гликозидных связей. Молекулы амилопектина становятся менее разветвлены-

ми, вследствие чего крахмал  дает более прозрачные студни. Крахмал, модифицированный кислотой, широко применяют

в пищевой промышленности: кукурузный и пшеничный – для

приготовления конфет, рахат-лукума и других кондитерских

изделий; картофельный – для пудинговых смесей.

   Окисленные крахмалы вырабатывают с применением перга-мента, гипохлорита, перекисей, йодной кислоты. Окислители вызывают гидролитическое расщепление гликозидных связей,  окисление спиртовых групп в карбонильные и карбоксильные. Крахмал окисляют в водных суспензиях и полусухой. Окисле-

нные крахмалы, по сравнению с исходным,  способны давать

менее вязкие, но более прозрачные и стабильные клейстеры.

Их применяют в качестве заменителей  агара, агароида при производстве желейных кондитерских изделий, для стабилиза-

ции мороженого  и др.  Диальдегидный крахмал, полученный

под действием йодной кислоты (со степенью окисления до2%), используют в хлебопечении, он оказывает укрепляющее дейст-

вие на клейковину муки.

   Набухающие крахмалы получают полной или частичной

клейстеризацией нативного или модифицированного крахма-

ла в воде при нагревании с последующим  высушиванием кле-йстера и измельчением. Они способны в холодной воде, пол-ностью или частично переходить в растворимое состояние. Набухающие крахмалы вводят в сухие смеси мороженого, пу-дингов, кремов и других изделий быстрого приготовления.

   Эфиры и сополимеры крахмала. В результате присоедине-

ния химических радикалов или совместной полимеризации с

другими высокомолекулярными соединениями крахмал прио-

бретает новые  свойства. В пищевой промышленности  чаще применяют крахмалофосфаты – эфиры крахмала и солей фос-форной кислоты. Их используют в качестве загустителей, ста-билизаторов, эмульгаторов, не имеющих запаха и вкуса.

   Монофосфаты получают при нагревании крахмала с водо-

растворимыми  фосфатами, солями орто-, пиро- или метафос-

форной кислоты  в течение 1 – 6 ч до 120 – 180^о С. Температу-

ра их клейстеризации ниже, а вязкость клейстера выше, чем

исходного крахмала.

   Дикрахмалфосфаты – продукты термической обработки

сухого крахмала в присутствии триметафосфата натрия, хло-

рокиси фосфора. В макромолекулах возникают поперечные

эфирные связи (поперечносвязанные крахмалы). Получен-

ный  в определенных условиях дикрахмалофосфат образует

клейстеры, устойчивые к воздействию высоких температур,

кислой среды, перемешиванию.

   Его используют для загущения консервов, подвергающих-

ся стерилизации. В монофосфатах, используемых для пище-

вых целей, замещенного фосфора должно быть не более 0,4

%, в дикрахмалофосфатах – не более 0,04%.

   Эфиры крахмала и уксусной кислоты характеризуются по-

вышенной стабильностью и прозрачностью растворов, спо-

собностью образовывать прочные пленки.

   При получении  сахаристых продуктов крахмала использу-

ют его способность  гидролизоваться (осахариваться) под  де-

йствием кислот и ферментов. В зависимости от условий и де-

ятельности кислотного гидролиза получают крахмальные  гид-

ролизаты, различающиеся  по углеводному составу – содержа-

нию декстринов, сахаридов, мальтозы, глюкозы.

   Содержание  редуцирующих веществ в продуктах  гидролиза

крахмала  характеризуется глюкозным эквивалентом  (ГЭ) .

Крахмальные в  соответствии с ГЭ могут быть низкоосахарен-

ными (ниже 40%), среднесахаристыми (40-60%), высокосаха-

ристыми (больше 60%).

   Гидролизаты  с низким ГЭ отличаются высокой  вязкостью,

антикристаллиизационным действием, способны стабилизи-

ровать пены и эмульсии. Гидролизаты с высоким  ГЭ сладкие,

гигроскопичные, повышают осмотическое давление, облада-

ют консервирующим действием.

 

5.2 Крахмальная патока.

5.2.1 Факторы, формирующие качество патоки. 

   Патока кислотного гидролиза. Превращение крахмала в глю-зу при кислотном гидролизе выражается общим уравнением: 

                              (С₆Н₁₀ О₅)_n + nН₂О = nС₆Н₁₂ О₆. 

   Под  действием ионов  водорода в водной среде разрываются

а-1,4-  и  а-1,6-гликозидные  связи.  По месту разрыва атом воды

водорода  с  кислородом гликозидного мостика образует у  пер -

вого углеродного  атома остатка глюкозы альдегидную группу в

полуацетальной  форме. Гидроксил воды в зависимости  от а-1,4-

или а-1,6-  гликозидной  связи присоединяется к четвертому или

шестому углеродному  атому второго остатка глюкозы. С увели-

чением числа  разрывов  увеличивается  количество  образован -

ных свободных  альдегидных групп и соответственно возрастает

редуцирующая способность продуктов гидролиза. 

   Гидролиз  крахмала, по-видимому,  нельзя  рассматривать как

реакцию, при  которой сначала образуются одни продукты,  а из

них затем другие. Так, от декстринов наряду с отщеплением  ма-

льтозы отщепляется  и непосредственно молекула глюкозы. При

неполном гидролизе  среди образовавшихся веществ содержатся

глюкоза, мальтоза, мальтотриоза,  мальтотетраоза  и  разные ви-

ды декстринов. В условиях кислотного  гидролиза  при получе-

нии  патоки   разрыв  макромолекул  амилозы  и   амилопектина происходит  с  образованием продуктов разной степени  деполи-

меризации –  декстринов,  мальтозы,  глюкозы. Однако  по  мере

протекания процесса гидролиза содержание  декстринов снижа-ется, а глюкозы – увеличивается.Наряду с основным процессом

-гидролизом  крахмала–происходят побочные реакции  реверсии

и разложения глюкозы.

   Реверсия  глюкозы – обратимый  процесс ее полимеризации с образованием  в основном  других  дисахаридов – гентиобиозы,

изомальтозы  и других,  а также трисахаридов  и более сложных

олигосахаридов: 

   2С₆Н₁₂ О₆  ó С₁₂Н₂₂ О₁₁ + Н₂₀

   2С₆Н₁₂ О₆  ó С₁₂Н₂₀ О₁₀ + 2Н₂₀  и др.

   Глюкоза            Ревертоза 

  В гидролизатах  крахмала, в зависимости от интенсивности  ки-

слотного гидролизата  и содержания свободной воды, продукты

реверсии могут  составлять до 5% и более.

   Реакция  реверсии глюкозы обратима, поэтому продукты реак-ции подвержены снова гидролизу и дают опять глюкозу. В свя-зи с этим равновесие  в растворах,  содержащих глюкозу  и про-

дукты реверсии, наступает при сравнительно малых  концентра-циях продуктов  реверсии.  В патоке – продукте неполного гид-ролиза крахмала – количество  ревертоз  сравнительно  меньше,

чем в продуктах  полного гидролиза крахмала.

   В то же время происходит и необратимая интрамолекулярная

дегидратация  глюкозы как вторичная реакция  в кислой среде  с

образованием  оксиметилфурфурола, из которого затем получа-ются левулиновая и муравьиная кислоты. При обычных услови-

ях гидролиза  крахмала реакции данного  типа  занимают  незна-