Технології полісахаридів та їх застосування у харчовій промисловості

 

 

1. Стан виробництва ацетильованих крохмалів в Україні та світі.

2. Характеристика сировини.

3. Технологія ацетильованих крохмалів.

4. Характеристика товарного продукту.

5. Застосування ацетильованих крохмалів у харчовій промисловості.

6. Список використаної літератури.

 

У харчовій промисловості ацетати крохмалю низького ступеня заміщення використовують як загусники. Модифікований крохмаль цього типу зберігає свої властивості за низьких значень рН, високих температурах, а також стійкий до механічної дії.

Вміст ацетильних груп і ступінь заміщення для кукурудзяного крохмалю нижчі, ніж для картопляного за однакових умов ацетилювання. У цих видах крохмалю трохи вища частка амілози порівняно з аналогічними природними зразками. Ацетилювання підвищує набухання і розчинність крохмалю та його прозорість порівняно із використаною сировиною. Ці властивості підсилюються з підвищенням концентрації оцтового ангідриду в реакційній суміші і вони значно вищі для картопляного крохмалю. Синерезис розчинів ацетильованого крохмалю за 4°С менш виражений, ніж природного.

Ацетати крохмалю здатні утворювати клейстери, стабільні під час зберігання, заморожування і відтаювання, які внаслідок висихання утворюють міцні плівки. Вони використовуються в харчовій промисловості як загусники.

Запропоновано використання ацетильованого крохмалю з маніоки для обробітку крафт-паперу, внаслідок чого гігроскопічність його суттєво знижується. За останні роки проведені чисельні дослідження щодо поліпшення властивостей і створення нових видів модифікованого крохмалю.

Польські вчені встановили, що багаторазове заморожування і відтаювання суттєво збільшує питому поверхню крохмальних зерен, розмір пор і їх густину. Це впливає на водопоглинальну здатність і атакованість ферментами обробленого крохмалю. Такий обробіток дозволяє отримати новий вид модифікованого крохмалю, який може використовуватись у харчовій промисловості.

В Україні функціонує декілька заводів та підприємств де виробляють ацетильовані крохмалі. Їх перелік наведено в табл. 1

 

 

 

 

Сировиною для виробництва модифікованих крохмалів, зокрема ацетильованих, є картопля, кукурудза та в деякій мірі інші види крохмалевмісної сировини.

Крохмаль – резервний полісахарид, який утворюється завдяки фотосинтезу і нагромаджується у насінні злаків, бульбах картоплі, коренях і листі. Зерна злаків містять 55... 80% крохмалю (у перерахунку на сухі речовини), картопля – 75%. Природний крохмаль вважається харчовим продуктом, а не харчовою добавкою. Він акумулюється в рослинах у вигляді зерен і містить полісахаридів 80-90%, а також білкові речовини, целюлози, зольні речовини, ліпіди. Розмір і форма крохмальних зерен різні залежно від джерела крохмалю. Крохмальні зерна мають овальну, сферичну форму або форму багатокутників, а їх розмір коливається від 2 до 150 мкм. Найбільші зерна картопляного крохмалю, найдрібніші – рисового. Характерна форма крохмальних зерен дозволяє розрізняти їх вид під мікроскопом, що використовується при виявленні одного виду крохмалю в іншому.

Крохмаль складається з двох основних компонентів амілози (20-30%) і амілопектину (70-80%), співвідношення яких залежить від природи рослин і визначає фізичні властивості крохмалю в цілому. Так, наприклад, крохмаль з різних сортів кукурудзи містить амілози до 75-95%.

Амілопектин – високомолекулярний полісахарид із розгалуженою структурою, який складається із основного кору (макроланцюга), в якому ланки α-D-глюкози сполучені α-1, 4- глікозидними зв’язками. Розгалуження виникає внаслідок сполучення деяких молекул α-D- глюкози за атомом С6 α-1, 6-глікозидними зв’язками з основним кором. Вважають, що основний кор амілопектину містить приблизно 60 піранозних ланок, до яких прищеплені невеликі (15-20 ланок) і великі (до 45 ланок) розгалуження. Молекулярна маса амілопектину становить від 100 тис. до 6 млн.

Амілоза побудована з ланок α-D-глюкози, сполучених здебільшого α-1, 4-глікозидними зв’язками, характеризується практично лінійною будовою макромолекул, які в деяких розчинниках здатні закручуватися у спіралеподібні структури, кожен виток яких включає шість молекул глюкози.

Крохмаль – це білий порошок, питома маса сухого крохмалю в середньому становить 1, 65 г/см3. За відносної вологості повітря 75% рівноважна вологість картопляного крохмалю становить 20%, кукурудзяного й пшеничного – 13%. Розчин крохмалю має здатність обертати площину поляризації променя світла праворуч.

Розчинність. Крохмаль добре розчиняється у гарячій воді, середньо – у холодній воді, не розчиняється в органічних розчинниках. Амілоза більш розчинна у воді, ніж амілопектин. У холодній воді обидві фракції нерозчинні, в гарячій – амілоза розчиняється, утворюючи прозорий колоїдний розчин, а амілопектин лише набухає, утворюючи в’язкий і стійкий колоїдний розчин. Розчинення крохмалю включає кілька стадій: суспендування зерен крохмалю, набухання зерен, клестеризацію крохмалю, розчинення. Спочатку до температури 50-55 °С крохмальні зерна набухають, приєднуючи невелику кількість води (стадія зворотна). При підвищенні температури від 55 до 80 °С відбувається клейстеризація крохмалю – приєднується велика кількість води, що супроводжується сильним набряканням зерен внаслідок розриву водневих зв’язків і гідратації макромолекул зі збільшенням об’єму зерен у десятки разів і підвищенням в’язкості розчину (стадія незворотна). На останній стадії розчинні полісахариди витягуються водою, зерна втрачають форму і перетворюються на мішечки, суспендовані в розчині. При тривалому нагріванні з надлишком води крохмальні зерна лопаються, і в’язкість клейстеру знижується.

Клейстеризація – здатність крохмальних зерен набухати в гарячій воді з утворенням в’язкого колоїдного розчину. Температура клейстеризації не є фізичною константою. Кожен вид