52. Характеристика и особенности применения модифицированных крахмалов.

Модифицированный крахмал не имеет никакого отношения к генномодифицированным организмам, так как не изменён на генном уровне. Но, справедливости ради, необходимо уточнить – хотя модифицированный крахмал и не относится к генетически изменённым продуктам, как указано выше, производителям ничего не стоит получить исходный материал (природный крахмал) из генетически модифицированного картофеля или кукурузы

Крахмал - Это полисахариды амилозы и амилопектина, мономером которых является альфа – глюкоза. Крахмал, синтезируемый различными растениями под действием света (процесс фотосинтеза) имеет несколько разных составов и структуру зёрен. Крахмал, в качестве резервного питания, накапливается в клубнях, плодах, семенах растений. Так в клубнях картофеля содержится до 24% крахмала, в зёрнах пшеницы до 64% – 75% (в зависимости от сорта), в рисе до 75 % – 86% (в зависимости от сорта), в кукурузе до 70%. Последнее время в пищевой промышленности используют и тапиоковый крахмал, экзотический для европейцев.

Крахмал представляет собой безвкусный, аморфный порошок белого цвета, нерастворимый в холодной воде. Под микроскопом отчётливо видно, что это зернистый порошок. При сжатии порошка крахмала в руке, он издаёт характерный «скрип», вызванный трением частиц. Молекулы крахмала неоднородны по размерам. Они представляют собой смесь линейных и разветвлённых макромолекул.

В горячей воде крахмал набухает (растворяется), образуя коллоидный раствор – клейстер, а с раствором йода он даёт синюю окраску. В воде, при добавлении кислоты (H2SO4 разбавленная и др.), как катализатора, постепенно гидролизуется с уменьшением молекулярной массы, вплоть до глюкозы.

Для живых организмов крахмал, наряду с сахарозой, служит основным поставщиком углеводов – одного из важнейших компонентов пищи. В желудочном тракте крахмал, под действием ферментов, гидролизуется до глюкозы, которая усваивается организмом и окисляется в клетках до углекислого газа и воды с выделением энергии, необходимой для функционирования живого организма.

К генно–модифицированным продуктам модифицированный крахмал не относится. Крахмал модифицируют (от немецкого «modifizieren» – видоизменять, преобразовывать) без помощи генетики. Существуют различные физические и химические способы обработки природного крахмала, благодаря которым можно получать его разновидности с заранее заданными свойствами. Некоторые из модифицированных крахмалов практически почти не отличаются по составу и свойствам от своих натуральных «родителей». Это крахмалы лишённые запаха, рассыпчатые, с изменённым цветом и другие. Первые добавляются к порошкообразным пищевым продуктам для предупреждения их комкования. Например к таким как: пекарные порошки (химические разрыхлители), сахарная пудра или детская присыпка, а крахмалы с изменённым цветом больше используют для технических целей.

Известны и многие другие модифицированные крахмалы с сильно изменёнными природными свойствами: набухающие, термически расщеплённые, жидко кипящие и некоторые другие. Набухающие широко применяют в пищевой промышленности для приготовления соусов, кетчупов, майонезов, йогуртов, пудингов и кремов; входят в состав полуфабрикатов для тортов и пирожных, десертов, молочных напитков, сухих концентратов супов. Их употреблют и для улучшения качеств хлебобулочных изделий. Термически расщеплённые крахмалы(декстрины) известны уже много столетий, их начали получать, когда о генной инженерии ещё никто и не задумывался.

В промышленном производстве, превращение крахмала в глюкозу (процесс осахаривания) происходит путём кипячения его в течении нескольких часов с разбавленной серной кислотой (каталитическое влияние серной кислоты на осахаривание крахмала было обнаружено в 1811 г К.С. Кирхгофом). Чтобы из получившегося раствора удалить серную кислоту, в него добавляют мел, получая из серной кислоты нерастворимый сульфат кальция. После этого его отфильтровывают и выпаривают, получая густую сладкую массу – крахмальную патоку, содержащую, кроме глюкозы, значительное количество остальных продуктов гидролиза крахмала.

Патока используется для приготовления кондитерских изделий и для разнообразных технических целей.Если нужно получить чистую глюкозу, то кипячение крахмала ведут дольше, чем достигается более полное превращение его в глюкозу. Полученный после нейтрализации и фильтрования раствор сгущают, пока из него не начнут выпадать кристаллы глюкозы. В наше время, гидролиз крахмала производят и ферментативно, с использованием альфа – амилазы для получения декстринов различной длины и глюкоамилазы, для дальнейшего гидролиза с получением глюкозы.

При нагревании сухого крахмала до 200 – 250 градусов происходит частичное его разложение и получается смесь менее сложных, чем крахмал, полисахаридов (декстрин и другие).Физическое изменение позволяет получать крахмал с высокой способностью удерживать влагу, что придаёт конечному продукту, в свою очередь, желаемую консистенцию.

Крахмал, как пищевую добавку, применяют для загущения многих пищевых продуктов и приготовления киселей, заправок и соусов.

Модифицированный крахмал в продуктах питания

Продукты питания без загустителей и стабилизаторов сегодня почти не доступны жителям городов. Гуаровая камедь и другие виды камеди, модифицированный крахмал, агар, желатин, пектин – наиболее часто встречающиеся представители группы «Е» добавок. В списке пищевых добавок стабилизаторы и загустители представлены в группе E400–E499. Они также входят в группу «Е» добавок E999–E1521.

В современном производстве загустители и стабилизаторы необходимы для получения продуктов заданной консистенции. Разнообразные виды крахмалов – необходимый ингредиент продуктов питания, обладающий свойствами стабилизаторов, загустителей и наполнителей. В РФ разрешено применение более чем 20 видов модифицированныхкрахмалов.

Модифицированные крахмалы, разрешённые к применению впищевой промышленности:

• E 1400 – термически обработанный крахмал

• E 1401 – крахмал, обработанный кислотой

• E 1402 – крахмал, обработанный щёлочью

• E 1403 – отбеленный крахмал

• Е 1404 – окисленный крахмал

• E 1405 – крахмал, обработанный ферментными препаратами

• E 1410 – монокрахмалфосфат

• E 1411 – дикрахмалглицерин

• Е 1412 – дикрахмалфосфат

• E 1413 – фосфатированный дикрахмалфосфат

• Е 1414 – ацетилированный дикрахмалфосфат

• Е 1420 – ацетатный крахмал

• Е 1422 – ацетилированный дикрахмаладипат

• E 1423 – дикрахмалглицерин ацетилированный

• E 1440 – крахмал оксипропилированный

• E 1442 – дикрахмалфосфат оксипропилированный

• E 1443 – дикрахмалглицерин оксипропилированный

• E 1450 – крахмала и натриевой соли октенилянтарной кислоты эфир

• E 1451 – крахмал ацетилированный окисленный

Модифицированный крахмал применяется:

• для производства мясных продуктов низкого ценового сегмента из второсортного сырья, для связывания свободной влаги, которая выделяется при нагреве;

• для производства соусов, кетчупов, майонезов в качестве загустителя;

• для производства йогуртов и других молочных напитков в качестве загустителя;

• для улучшения качества хлебобулочных и кондитерских изделий

Использование крахмалов в мясной промышленности обусловлено тем, что часто предприятиям отрасли приходится перерабатывать мясо с неудовлетворительной функциональной характеристикой – подвергавшееся длительному хранению в замороженном виде и имеющее низкую водосвязывающую способность (ВСС), а также, содержащее большое количество соединительной ткани. Кроме этого, на рынке мясопродуктов очень велика доля продукции эконом–класса, для производства которой крахмал оказывается одним из самых незаменимых ингредиентов, так как стоимость его в 3 – 3,5 раза ниже, чем говядины 2–го сорта и в 2 раза ниже соевого изолята. Использование крахмала наиболее эффективно в технологии низкосортных колбас, для связывания свободной влаги,выделяющейся после нагрева, но оно ограничено 10% к массе сырья.

Более высокое содержание приводит:

• к появлению резиноподобной консистенции;

• к изменению вкусовых свойств;

• к нарушению кислотно–щелочного баланса в пищеварительном тракте из–за усиления бактериального брожения и снижения рН.

Крахмалы, по своим технологическим функциям, играют роль стабилизатора, загустителя и наполнителя. Они не обладают эмульгирующей способностью, но имеют выраженную ВСС, проявляющуюся в результате термообработки при развитии процесса клейстеризации.