Крахмалопродукты. Виды, характеристики, свойства крахмалопродуктов

В соответствии с ГОСТ Р 51953–2002 к крахмалопродуктам относят: нативные крахмалы, модифицированные крахмалы, патоку и глюкозу различных видов, кристаллическую фруктозу, зерновые сиропы, циклодекстрины, мальтодекстрины и др.

Нативный крахмал природный углевод, накапливаемый в виде крахмальных зерен и выделяемый из крахмалосодержащего сырья при его переработке.

В основном получают крахмал из картофеля, кукурузы и значительно меньше из риса, пшеницы, ржи, сорго, гороха, ячменя. Картофельный крахмал (ГОСТ 7699–78) получают путем механической переработки картофеля. Его вырабатывают четырех сортов: экстра, высший, первый и второй. Кукурузный крахмал (ГОСТ Р 51985–2002) получают путем переработки зерна кукурузы. В зависимости от качества его подразделяют на сорта высший, первый и амилопектиновый. Среднее содержание крахмала в различном сырье характеризуется данными, представленными в табл. 1.

Таблица 1. Среднее содержание крахмала в зерновом сырье (%)

Сырье Содержание крахмала
к массе сырья в пересчете на сухое вещество
Картофель 14…29 74
Кукуруза До 68,7 50…70
Пшеница До 67,8 58…76
Рис До 76,75 75…80

Крахмал состоит из амилозы и амилопектина в соотношении 1 : (3,5…4,5). Клейстеризация крахмала является необратимым процессом. Температура клейстеризации крахмала различных видов, содержание амилопектина и амилозы в крахмале представлены в табл. 2.

Таблица 2. Качественная характеристика различных видов крахмала (%)

Крахмал Температура клейстеризации, °С Содержание
амилозы амилопектина
Картофельный 65,0 19…22 81…78
Кукурузный 68,0 21…23 79…77
Пшеничный 67,5 17 83
Рисовый 72,0 24 76

Крахмал из разного сырья при набухании поглощает различное количество воды (в %):

  • картофельный — 37,1;
  • кукурузный — до 35,0;
  • пшеничный — 31,63;
  • рисовый — 26,79.

Относительная плотность крахмала:

  • картофельного — 1,648,
  • кукурузного — 1,623,
  • пшеничного — 1,629,
  • рисового — 1,620.

Средний химический состав абсолютно сухого крахмала приведен в табл. 3.

Таблица 3. Химический состав абсолютно сухого крахмала (%)

Крахмал Крахмальные зерна Белок Клетчатка Зола
Картофельный 98,98 0,28 0,34 0,40
Кукурузный 98,85 0,65 0,20 0,30
Пшеничный 97,95 0,38 1,29 0,38
Рисовый 97,30 1,58 0,50 0,62

Энергетическая ценность кукурузного крахмала (в кДж и в ккал):

  • высшего сорта — 1426/341;
  • первого сорта — 1422/340;
  • амилопектинового — 1389/582.

Модифицированный крахмал получают путем химической, биохимической, физической и комбинированной обработки картофельного или кукурузного крахмала. В результате различают следующие виды модифицированного крахмала: расщепленный, гидролизованный, обработанный кислотой, набухающий, экструзионный, облученный, окисленный, замещенный, сшитый, анионный, катионный, амфотерный, фосфатный, щелочной, отбеленный, ферментированный, ацетатный, оксипропилированный (оксипропилкрахмал), оксиэтилированный (оксиэтилкрахмал), карбоксиметилированный (карбоксиметилкрахмал), растворимый, резистентный, декстрин*.

Расщепленный крахмал — модифицированный крахмал, полисахариды которого деструктурированы в результате физической, химической, биохимической или комбинированной обработки.

Гидролизованный крахмал — расщепленный крахмал, полученный частичным гидролизом полисахаридов крахмала.

Обработанный кислотой крахмал — гидролизованный крахмал, полученный обработкой крахмала в водной среде в присутствии кислоты.

Набухающий крахмал — расщепленный крахмал, полученный гидротермической или механической обработкой крахмала и обладающий повышенной способностью набухать и частично растворяться в холодной воде.

Экструзионный крахмал — набухающий крахмал, полученный гидротермомеханической обработкой крахмала на экструзионной установке.

Облученный крахмал — расщепленный крахмал, полученный обработкой крахмала излучением источников высоких энергий. Окисленный крахмал — расщепленный крахмал, полученный обработкой крахмала окислителями, в том числе диальдегидный крахмал, содержащий альдегидные группы у второго и третьего углеродных атомов глюкозных остатков молекул полисахаридов крахмала.

Замещенный крахмал — модифицированный крахмал, полученный введением в молекулы полисахаридов крахмала замещающих групп в результате реакций этерификации или сополимеризации.

Сшитый крахмал — замещенный крахмал, в котором молекулы полисахаридов поперечно связаны биили полифункциональными реагентами.

Декстрин (пищевая добавка E1400) — полисахарид, отлично растворимый даже в холодной воде. Его получают путем термической обработки кукурузного или картофельного крахмала.

Анионный крахмал — замещенный крахмал, содержащий группы, способные придавать ему отрицательный заряд в водной среде при заданном значении рН.

Катионный крахмал — замещенный крахмал, содержащий группы, способные придавать ему положительный заряд в водной среде при заданном значении рН.

Амфотерный крахмал — замещенный крахмал, содержащий группы, способные придавать ему отрицательный и положительный заряды в водной среде при заданных значениях рН.

Фосфатный крахмал — замещенный крахмал, полученный обработкой крахмала фосфорной кислотой или ее солями, в том числе фосфатированный дикрахмалфосфат.

Щелочной крахмал — модифицированный крахмал, полученный обработкой крахмала разбавленным раствором щелочи в заданных условиях.

Отбеленный крахмал — модифицированный крахмал, белизна которого повышена обработкой крахмала в водной среде надуксусной кислотой или пероксидом водорода, или гипохлоритом натрия, или диоксидом серы, или марганцовокислым калием, или пиросульфатом аммония при заданном расходе реагента.

Ферментированный крахмал — модифицированный крахмал, полученный обработкой крахмала амилолитическими ферментами в заданных условиях.

Ацетатный крахмал — модифицированный крахмал, полученный обработкой крахмала ледяной уксусной кислотой или ангидридом этой кислоты, или ванилацетатом, в том числе ацетилированные: дикрахмалфосфат, дикрахмаладипат и дикрахмалглицерин. Оксипропилированный крахмал (оксипропилкрахмал) — модифицированный крахмал, полученный обработкой крахмала оксидом пропилена в водной щелочной среде в присутствии сульфата и хлорида натрия в заданных условиях, в том числе оксипропилированные дикрахмалглицерин и дикрахмалфосфат.

Оксиэтилированный крахмал (оксиэтилкрахмал) — модифицированный крахмал, полученный обработкой крахмала оксидом этилена в водной щелочной среде в присутствии сульфата и хлорида натрия в заданных условиях.

Карбоксиметилированный (карбоксиметилкрахмал) — модифицированный крахмал, полученный обработкой крахмала монохлоруксусной кислотой в присутствии щелочи в заданных условиях.

Растворимый крахмал — модифицированный крахмал, полученный обработкой крахмала химическими реактивами, полностью растворимый в воде комнатной температуры. Резистентный крахмал — модифицированный крахмал, обладающий повышенной устойчивостью к действию амилолитических ферментов.

При производстве модифицированного окисленного крахмала в его суспензию, нагретую до 40…50 °С, вводят заданное количество соляной кислоты и перманганата калия. После завершения реакции суспензию нейтрализуют раствором углекислого натрия, крахмал отделяют, промывают водой и высушивают. Крахмалы, окисленные перманганатом калия, относятся к «жидкокипящим». При высокой концентрации они образуют клейстеры, отличающиеся пониженной вязкостью. При охлаждении такие клейстеры загустевают и образуют прочные студни. Однако модифицированный крахмал как студнеобразователь находит ограниченное применение. Это объясняется несколькими причинами:

  • для разваривания крахмала, образования клейстера требуется 10…12-кратное количество воды, которую затем необходимо выпарить или удалить при сушке отформованных изделий;
  • формирование структуры студня протекает очень медленно — в течение 3…4 ч. Модифицированный крахмал находит широкое применение на маломеханизированных предприятиях.

Крахмальная патока — продукт неполного гидролиза крахмала (преимущественно кукурузный, картофельный, реже пшеничный, рисовый, ячменный, ржаной и др.). Гидролиз может протекать под действием кислот и/или амилолитических ферментных препаратов с последующим фильтрованием гидролизата, обесцвечиванием его активным углем и увариванием до определенной массовой доли сухих веществ. Кроме углеводов (глюкозы, мальтозы, декстринов), патока содержит некоторое количество красящих азотистых (не более 0,3 %) и минеральных веществ (не более 0,55 % в пересчете на сухое вещество), органических кислот.

Патока представляет собой прозрачную бесцветную или слегка желтовато-золотистую жидкость, вязкую по консистенции и сладкую на вкус. Азотистые вещества вызывают потемнение патоки. Кислотность патоки, присутствие солей и несахаров влияют на инверсионную способность патоки (по отношению к сахарозе), поэтому рН патоки должен быть не ниже 4,5.

В зависимости от степени осахаривания отечественная промышленность выпускает следующие сорта патоки (ГОСТ Р 52060– 2003): низкоосахаренную; карамельную кислотную; карамельную ферментативную; мальтозную, в составе которой преобладает мальтоза; высокоосахаренную (см. прил. 3). Патока, применяемая чаще всего в кондитерской промышленности, содержит 78… 80 % сухих веществ, из которых 38…42 % редуцирующих сахаров (в пересчете на глюкозу).

При изготовлении кондитерских изделий патока выполняет роль антикристаллизатора. Влияние патоки на качество и гигроскопичность кондитерских изделий в процессе хранения определяется ее углеводным составом. Поэтому для производства кондитерских изделий, которые после изготовления поглощают влагу из окружающего воздуха (например, карамель), требуется низкоосахаренная патока, содержащая 30…34 % редуцирующих веществ, в том числе 11,0…12,5 % глюкозы. При этом повышается устойчивость карамели, снижается ее гигроскопичность. И, наоборот, для изделий, быстро высыхающих при хранении (помадные конфеты, пастиломармеладные изделия), необходима высокоосахаренная патока, состоящая на 40…50 % из глюкозы при общем содержании редуцирующих веществ 44…60 %.

Благодаря низкому содержанию глюкозы мальтозная патока не кристаллизуется в процессе хранения, она малогигроскопична, что важно для кондитерской промышленности, так как требует меньшего количества добавляемого сахара. Мальтозная патока отвечает требованиям, предъявляемым к заменителям сахара при производстве продуктов детского питания, так как сахароза и глюкоза могут являться аллергенами.

Низко- и высокоосахаренная патока широко применяются в кондитерской, консервной и других отраслях, например при производстве мармелада, замороженных молочных изделий и т. д.

Солодовая мальтозная патока (ОСТ 10- 228–98) — продукт биоконверсии крахмала зернового крахмалсодержащего сырья с применением ячменного солода и/или ферментных препаратов. Основным сырьем для ее производства служат кукурузная мука и ячменный солод. Она обладает сладким вкусом и солодовым запахом. Ее химический состав представлен сахарами — мальтозой 62…67 %, декстринами — 20…25 %, прочими сахарами (глюкозой, фруктозой, сахарозой) — 13 %, ферментами, белками и жирами, причем массовая доля редуцирующих веществ в пересчете на мальтозу должна быть не менее 65 %, общей золы в пересчете на сухие вещества не более 1,2 %, рН не менее 5. Энергетическая ценность патоки составляет 1423 кДж.

Рафинадная патока (ОСТ 18-233–75) — побочный продукт сахарорафинадного производства. Она представляет собой густую текучую массу темно-вишневого цвета, сладкого вкуса с привкусом карамели (пережженного сахара). В 100 г сухих веществ рафинадной патоки содержится (в г): сахарозы — 70…75, глюкозы и фруктозы — 17…20, неорганических сахаров (преимущественно сульфатов калия и кальция) — 8…10.

Крахмальные сиропы продукты, полученные изомеризацией части D-глюкозы в D-фруктозу в количестве не менее 20% и не более 50 % к массовой доле сухих веществ в крахмалосодержащем сырье (картофель, кукуруза, пшеница, сорго, ячмень, рис и т. д.). Процесс ферментативного гидролиза может быть прекращен на разных стадиях и поэтому можно получать глюкозно-фруктозные сиропы (ГФС) с различным соотношением глюкозы и фруктозы. При содержании 42 % фруктозы получается обычный ГФС, при повышении содержания фруктозы до 55…60 % — обогащенный, или ОГФС — сироп 2-го поколения; высокофруктозный сироп 3-го поколения содержит 90…95 % фруктозы.

В связи с тем, что такой сироп слаще сахара, за рубежом он постепенно вытесняет последний при применении в кондитерской промышленности и других отраслях. Мировой опыт показывает, что ГФС может заменить сахар: в кондитерских изделиях — около 20 %, при производстве хлебобулочных изделий, плодоовощных консервов, сгущенного молока — до 100 %.

При использовании ГФС долго сохраняется свежесть мягких конфет, помады, зефира. Высокая сладость и растворимость ГФС 3-го поколения позволяет получать ароматизированные концентрированные сиропы с более высоким коэффициентом сладости, что повышает выход продукта, стойкость его при хранении и уменьшает стоимость транспортировки. ГФС можно получать и из отходов плодов и овощей, особенно эффективным сырьем служат виноградные выжимки, содержащие значительное количество сахаров — 9…11 %. Путем экстракции и последующей концентрации можно получать ГФС, обогащенные биологически активными веществами, в том числе витаминами: тиамином и рибофлавином.

Химический состав глюкозного сиропа (ГС), приготовленного из зернового сырья в Одесской государственной академии пищевых технологий (в массовых долях к абс. сухому веществу, %), представлен ниже:

  • Глюкоза 94,62
  • Олигосахариды 2,66
  • Белок 1,13
  • Жир 0,75
  • Зола 0,51
  • Витамины, мг/кг:
  • В1 (тиамин) 2,72
  • В2 (рибофлавин) 16,18
  • РР (ниацин) 4,25
  • Е (токоферол) 3,74

Кукурузные сиропы с высоким содержанием фруктозы можно использовать при производстве мучных кондитерских и хлебобулочных продуктов, при этом изделия дольше не черствеют и не отличаются по вкусу и цвету мякиша.

Сегодня в мире существует свыше 100 специализированных предприятий по выработке высокофруктозного ГФС, 59 из которых размещены в Азии, 50 работают в Японии. Резкий рост потребления ГФС наблюдается в США (до 49 %), на Тайване (около 30 %), в Японии (26,3 %), Южной Корее (23,5 %), Канаде (19 %).

Зерновой сироп продукт, полученный биоконверсией крахмала муки зернового крахмалсодержащего сырья (ячмень, кукуруза, сорго, рожь, просо, овес). Зерновые сиропы ценны содержанием легкоусвояемых углеводов, белков, незаменимых аминокислот, минеральных веществ и витаминов. С целью накопления красящих и ароматических веществ в процессе концентрирования сиропов проводят термическую обработку их при температуре 90…120 °С, в результате чего происходит химическая реакция меланоидинообразования, ее продукты придают сиропам специфический приятный вкус, аромат и цвет. Одновременно накапливаются фурфуролы, оказывающие вредное воздействие на организм человека. Эти реакции способствуют уменьшению содержания редуцирующих сахаров, аминокислот и снижению биологической ценности сиропов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *