АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Виробництво модифікованих крохмалів і декстринів

Сухий крохмаль не повністю відповідає всім вимогам, які висуваються до нього як до харчової добавки в ряді технологічних процесів виробництва харчових продуктів. Природні властивості крохмалю можуть бути змінені в результаті фізичної, хімічної або комбінованої дії.

Крохмалі, властивості яких змінені в результаті спеціальної обробки називають модифікованими. Їх поділяють на дві групи:

– розщеплені, властивості яких змінені в результаті деполімеризації поліцукридних ланцюгів;

– заміщені, властивості яких змінені в основному результаті приєднання хімічних радикалів або спільної полімеризації з іншими високомолекулярними сполуками.

Основні перетворення, що їх зазнає крохмаль в процесі модифікації, наступні:

– розщеплення поліцукридних компонентів крохмалю зі збереженням або без збереження зернистої структури;

– збільшення кількості наявних або утворення нових функціональних груп; перебудова (рекомбінація) структури поліцукридних ланцюгів у результаті трансглюкозидування, супроводжуваного розщепленням поліцукридів крохмалю;

– втрата зернами крохмалю початкової структури і набуття нової після дегідратації;

– взаємодія гідроксильних груп крохмалю з різними хімічними речовинами з утворенням ефірних зв’язків і приєднання їх залишків;

– одночасна полімеризація цукрів із крохмалю та інших мономерів (співполімеризація) з утворенням нових сполук, ланцюги яких складаються з різнорідних ланок, так званих співполімерів; якщо полімеризуються не мономери, а великі однакові відрізки ланцюгів (блоки), одержують продукт синтезу – блок-співполімери.

Модифіковані крохмалі можуть бути одержані в результаті одного з названих перетворень або в результаті двох і більше перетворень, що відбуваються одночасно або послідовно.

Залежно від виду оброблення, будови і властивостей одержані модифіковані крохмалі класифікуються відповідно до схеми, наведеної на рис.15.

Рис.15 Схема класифікації модифікованих крохмалів

Розщеплені крохмалі. Розщеплені крохмалі одержують термічною і механічною дією, обробленням поліцукриди кислотою, окисниками, амілазами, деякими солями, опромінюванням γ-променями, електронами, ультразвуком та іншими діями, які викликають розщеплення поліцукридних ланцюгів. У результаті відбувається спрямоване або хаотичне розщеплення глюкозидних, а інколи й інших валентних зв’язків. При цьому у поліцукридів зменшується розмір частинок і молекулярна маса, з'являються нові карбонільні й карбоксильні групи та внутрішньо й міжмолекулярні зв’язки. При цьому зерниста форма крохмалю не змінюється, а іноді відбувається часткове руйнування структури зерен крохмалю з утворенням іншої структури, наприклад під час клейстеризації та висушування крохмалю на вальцьових сушарках.

Клейстери розщеплених крохмалів мають нижчу в’язкість, вищу прозорість і підвищену стабільність при зберіганні. За високої концентрації гарячі клейстери розщеплених крохмалів мають низьку в’язкість, тому ці крохмалі називають рідкокиплячими.

Висока концентрація клейстерів з низькою в’язкістю підвищує ефективність їх використання в технологічних процесах хлібобулочних, кондитерських виробів та ін.

Крохмалі, модифіковані кислотою. Для модифікації крохмалю використовують соляну або сірчану кислоту. Суспензію нагрівають до температури нижче температури клейстеризації крохмалю. Витрати кислоти становлять 1 – 3% до маси крохмалю. Температура, за якої проходить реакція, дорівнює 45 – 50⁰С. При цьому відбувається зміна структури крохмалю і його властивостей, знижується в’язкість клейстеру, підвищується розчинність крохмалю і прозорість клейстерів, а після охолодження концентрованих клейстерів утворюються тривкі драглі.

Кукурудзяний крохмаль, модифікований кислотою, використовують у харчовій промисловості для виготовлення желейних цукерок та східних солодощів.

Окиснені крохмалі. Модифіковані крохмалі цього типу виготовляють за допомогою різних окисників. Окислюють крохмаль у визначеній кількості води за різних значень рН. Для окиснення використовують гіпохлорити, перманганати, перекиси, йодну кислоту та її солі та інші сполуки. Під час дії на крохмаль окисників відбувається гідролітичне розщеплення глюкозидних зв’язків, окиснення спиртових у карбонільні, а потім – у карбоксильні. Ступінь окиснення залежить від витрат реагенту і умов проведення реакції. За своїми властивостями окиснені крохмалі подібні до крохмалів, модифікованих кислотою, і відрізняються здатністю утворювати стійкі драглі. Крохмалі, окиснені йодною кислотою, мають по дві альдегідні групи в глюкозному залишку. Такі крохмалі називають діальдегідними. Їм властива висока реакційна здатність. В харчовій промисловості використовують діальдегідні крохмалі низького ступеня окиснення (до 2%).

До окиснених крохмалів належить модифікований желеутворюючий крохмаль, який виготовляють обробленням картопляного чи кукурудзяного крохмалю перманганатом калію в кислому середовищі. Його використовують як желе в кондитерських виробах, як стабілізатор морозива, а також у концентрат ній і молочній промисловості.

Спеціальні види окиснених крохмалів використовують для покращення якості хліба. Як окисники використовують невеликі кількості бромату калію КBrO₃, перманганату калію KMnO₄ і гіпохлориту кальцію Ca(ClO)₂·4H₂O. Після завершення реакції відокремлюють крохмаль і рідку фазу; крохмаль промивають, центрифугують і висушують.

Використання окисненого крохмалю в хлібопекарському виробництві сприяє покращенню фізичних властивостей тіста.

Монокрохмалефосфати одержують нагріванням крохмалю з водорозчинними фосфатами, солями орто-, піро- або метафосфорної кислоти.

Для приготування дикрохмалефосфатів використовують триметилфосфат натрію, хлорокис фосфору, п'ятихлористий фосфор або тіохлорид фосфору.

Монокрохмалефосфати утворюють стабільні клейстери, які відрізняються високою прозорістю, стійкістю до заморожування і розморожування.

Дикрохмалефосфати також утворюють стабільні клейстери, стійкі до нагрівання і механічної дії. Ці клейстери мають низьку прозорість і нетягучу короткокраплинну консистенцію.

Фосфатний крохмаль марки А використовують у виробництві борошняних кондитерських виробів, марки Б – для виготовлення майонезів, підлив, кремів, соусів, дитячих і дієтичних харчових продуктів, для стабілізації та згущення харчових продуктів, які зберігаються у замороженому вигляді. Дикрохмалефосфати використовують як загусники і стабілізатори консервованих продуктів, які підлягають стерилізації.

Ацетильовані крохмалі. Для виготовлення ацетильованих крохмалів використовують льодяну оцтову кислоту, оцтовий ангідрид та інші реагенти. Ацетильований крохмаль не є хімічно однорідною сполукою, а являє собою суміш продуктів з різними властивостями. За максимального ступеня ацетилювання в кожному глюкозному залишку три гідроксидні групи утворюють ефірні зв’язки із залишками оцтової кислоти. Введення ацетильованих груп підвищує стабілізуючу дію крохмалю, затримує старіння клейстеру.

Крохмаль можна ацетилювати нагріванням суміші 25 – 100 частин льодяної оцтової кислоти з 100 частинами крохмалю і витримуванням при температурі 100⁰С протягом 5 – 13 годин. Кількість ацетильованих груп в такому модифікованому крохмалі буде 3 – 6%. Приготовлений ацетат крохмалю – зернистої форми, нерозчинний в холодній, але добре розчинний в гарячій (95 – 100⁰С) воді. Зайву кислоту відокремлюють від ацетату крохмалю промиванням в холодній воді. Крохмаль просушують.

У харчовій промисловості ацетати крохмалю низького ступеня заміщення використовують як загусники. Вони зберігають свої властивості за низьких значень рН, високих температур, стійкі до механічного впливу. Такі крохмалепродукти утворюють стійкі у зберіганні, заморожуванні і розморожуванні клейстери.

Для покращення структурно-механічних властивостей драглів ацетильовані крохмалі комбінують введенням в поліцукридні ланцюги поперечних зв’язків. Такі крохмалі використовують у виробництві консервованих, заморожених, випечених і сухих продуктів харчування, а також у сухих сумішах кремів і начинках.

Зшиті крохмалі. Поперечні зв’язки між поліцукридними ланцюгами крохмалю утворюють за допомогою таких напівфункціональних реагентів, як формальдегід, хлорокис фосфору, епіхлоргідрин і триметилфосфат натрію. Останні два реагенти використовують для виробництва зшитих крохмалів з метою використання у харчових продуктах. До зшитих крохмалів належить дикрохмалефосфат. Введення поперечних зв’язків сприяє зміцненню тривимірної сітки клейстерів крохмалю, підвищує їх стійкість до механічної дії, теплової обробки, знижує розчинність. Збільшення кількості поперечних зв’язків може зробити крохмаль нерозчинним у воді під час нагрівання.

Виробництво декстринів. Декстрини – це продукт неповного гідролізу крохмалю в процесі термічного оброблення в присутності каталізаторів або без них, коли в крохмалі зменшується довжина ланцюга глюкозних залишків. В результаті кислотного гідролізу розрив ланцюга може бути в будь-якому зв’язку ланцюга, тому декстрини являють собою різноманітну суміш вуглеводів різного ступеня полімеризації. – від глюкози і мальтози до амілодекстринів.

Як сировина для одержання декстринів використовується сухий картопляний або кукурудзяний крохмаль.

Як каталізатори, що прискорюють термічну деструкцію крохмалю, використовують легкі кислоти (наприклад соляну), луги, солі (наприклад алюмінієво-калієві галуни). Під час деструкції відбувається розщеплення α-1,4- і α-1,6-глюкозидних зв’язків поліцукридів крохмалю. Одночасно спостерігається відщеплення молекул води від глюкозидних залишків з утворенням ангідридів, що може призвести до утворення поперечних зв’язків між сусідніми ланцюгами поліцукридів. В процесі розщеплення поліцукридів зростають їх редукувальна здатність, розчинність і знижується в’язкість клейстерів. Утворення поперечних зв’язків стабілізує властивості розчинів декстринів. Залежно від умов оброблення крохмалю можна приготувати декстрини з різними ступенями розщеплення крохмалю: розрізняють білі, палеві (світло-жовті) та жовті декстрини.

У харчовій промисловості декстрини з високою розчинністю у холодній воді використовують як носії активних інгредієнтів харчових порошків і барвників.

Дата добавления: 2015-08-26 | Просмотры: 1809 | Нарушение авторских прав