Температура клейстеризації та ступінь набухання крохмалю

Вид крохмалю	Температура клейстеризації, 0С	Ступінь набухання, %
Картопляний	55-70	1000
Пшеничний	55-85	640
Кукурудзяний	60-85	760
рисовий	58-80	660

Внаслідок обмеженої розчинності крохмальних полісахаридів і відносно високої їх концентрації в системах, крохмальні клейстери в кулінарній практиці завжди є драглями з різною по величини межею пружності. Винятком із цього є борщі, заправлені борошняною пасеровкою, говорити про межу пружності рідкої частини яких неможливо.

1 – картопляний крохмаль

2 – рисовий крохмаль

Рис. 10. Схема залежності в´язкості клейстерів картопляного і рисового крохмалю від температури і часу видержання.

Раніше зазначалось (стор. 45), що при охолодженні крохмальних клейстерів внаслідок зниження розчинності обох полісахаридів має місце їх агрегація (головним чином амілози) і в’язкість чи міцність системи збільшується.

Значне підвищення в’язкості клейстеру рисового крохмалю при охолодженні до температури 50⁰С порівняно із збільшенням в’язкості клейстеру картопляного крохмалю (рис. 10) можливо є наслідком меншої розчинності полісахаридів рисового крохмалю, а також кращого зберігання структури клейстеру в процесі витримування системи при температурі 95⁰С.

Крохмальні клейстери з різним вмістом крохмалю і різною структурою входять до складу багатьох кулінарних виробів. При вмісті крохмалю від 2 до 5% вони складають рідку основу киселів, напіврідких і середньої густини соусів, супів-пюре. Формо-утримуючий клейстер з вмістом крохмалю 8% є основою густих киселів та ін.

Висока зв’язуюча здатність крохмалю дозволяє з допомогою зміни в системі співвідношення крохмаль-вода на основі однієї і тієї ж сировини виробляти продукцію з різним смаком, технологічними властивостями і призначенням. Так із одних і тих же круп можна отримати розсипчасто-в’язкі та рідкі каші, а на основі борошна – тісто для пиріжків, млинців, пельменів та інших виробів, головним чином за рахунок різної кількості використаної вологи.

Різноманітність і якість продукції визначається також видом використаного крохмалю. Відомо, наприклад, що молочні киселі на основі кукурудзяного крохмалю мають більш ніжну консистенцію, ніж на основі картопляного крохмалю, а на основі аміно-пектинового крохмалю можна одержати довго не черствіючи або підлягаючі замороженню вироби.

Речовини, що містяться в продуктах або є компонентами рецептури кулінарних виробів можуть впливати на температуру клейстерезації крохмалю і структуру утворюваного клейстеру. Кухонна сіль навіть в малих кількостях знижує в’язкість клейстеру картопляного крохмалю.

Помітно впливають на в’язкість клейстерів поверхнево-активні речовини. Гліцериди знижують в’язкість клейстерів і одночасно стабілізують їх структуру. В більшій мірі цей ефект властивий моно-гліцеридам. Він виявляється в зниженні липкості макаронних виробів, стабілізації структури соусів, затриманні черствіння виробів з тіста. Із фосфатидів слід відмітити лецитин, який помітно підвищує в’язкість клейстеру пшеничного крохмалю.

Кислотність середовища в межах рН 4,0-7,0 не виявляє значного впливу на в’язкість клейстерів. Однак при більш низьких значеннях рН середовища (близько 2,5) внаслідок гідролізу полісахаридів в’язкість системи може значно знизитись.

При характеристиці впливу тих чи інших речовин на в’язкість клейстеру слід враховувати вид крохмалю на основі якого вони одержані. Так відзначений ефект впливу кухонної солі на в’язкість клейстеру картопляного не проявляється у клейстерах крохмалів зернових культур. Причина полягає в тому, що картопляний крохмаль через полі-електролітичний характер обумовлений ефірно-сполучними фосфатними групами, більш чуйний до присутності в розчині інших іонів ніж крохмалі зернових культур.

Декстринізація крохмалю.

Зміна структури крохмальних зерен і складових їх поліцукридів при сухому нагріванні називають декстринізацією крохмалю, а продукти, що утворюються при цьому, декстринами (іноді піродекстринами).

Чим вища температура нагрівання, тим більш глибокі зміни відбуваються у крохмалі, що спричиняє зміну його забарвлення, збільшення кількості розчинних і летких продуктів розпаду.

Зміна забарвлення починається з появи ледь помітного кремового відтінку в крохмалі, нагрітому до 115-120°С. При подальшому підвищенні температури крохмаль стає спочатку кремовим, а потім набуває коричневого забарвлення, яке змінюється від світлого до темного.

Збільшення кількості розчинних речовин залежно від температури нагрівання крохмалю ілюструється даними табл. 12.

Таблиця 12

Кількість розчинних речовин, образующихся

в ході декстринізації крохмалю при різних температурах

Температура нагріву (в °С)	Кількість розчинених речовин в крохмалях, у % на суху масу
	картопляному	пшеничному	кукурудзяному
До нагрівання	0,7	0,4	0,4
120	2,5	2,2	1,8
140	5,6	3,3	2,0
150	8,5	3,2	2,5
165	11,0	-	-
170	45,0	-	-
180	91,5	13,8	10,0
190	-	63,2	57,2
200	98,0	93,3	91,8

Аналіз результатів досліджень показує, що різні види крохмалю неоднаково стійкі до сухого нагрівання.

Крохмаль, що міститься в різних харчових продуктах піддається декстринізації тією чи іншою мірою в процесах їх смаження, запікання, випікання. У скоринці, яка утворюється на поверхні кулінарних виробів, виготовлених цими способами, завжди утворюється деяка кількість декстринів. Продукти декстринізації крохмалю беруть участь також у формуванні смаку та аромату кулінарної продукції.

Декстринізацію крохмалю в кулінарній практиці цілеспрямовано проводять при пасеруванні борошна для соусів або для заправлення нею супів. Для білих соусів пшеничне борошно пасерують при 120°С, для червоних - при 150°С Одночасно слід зазначити, що часто пасерування борошна розглядають як впливовий чинник зміни його білкових компонентів. У результаті декстринізації поліцукридів крохмалю та змін білкових компонентів борошна слабшають високо-еластичні властивості приготовлених на його основі соусів, знижується їхня в'язкість, структура стає зручної для споживання.

Результати хроматографічного аналізу декстринізації пшеничного крохмалю, який піддавався сухому нагріванню в модельних дослідах, приведені на мал. 11.

На хроматограмах, одержаних пропусканням через колонки оксиду алюмінію водорозчинних фракцій пшеничного крохмалю, нативною та нагрітою до 120 і 150⁰С, зафіксована деструкція крохмалю в прямій залежності від температури обробки.

Рис 11. Схема хроматограф поліцукридів пшеничного крохмалю І - без нагрівання; II - нагрівання до І20°С; III - нагрівання до 150 С

Рис. 12. Ступінь набухання нагрітої муки у гарячій воді (90°С): 1 – початкова мука; 2 – нагріта до 120°С; 3 – нагріта до 150°С		Рис. 13. Зміни в’язкості 4,5% суспензій нагрітої муки при прогріві від 20 до 100°С; 1 – мука, нагріта до 150°С; 2 – мука, нагріта до 120°С

При цьому слід відзначити, що деструкція крохмалю спостерігається як в ході сухого нагрівання так і при наступній гідротермічній обробці.

В зоні амілози для крохмалю, нагрітого до 120⁰С, в водорозчинних фракціях при 70 і 80⁰С, відсутня високомолекулярна фракція амілози, яка присутня у нативному крохмалі і дає з йодом темно-синій колір. Розчинний амілопектин з’явився в водорозчинній фракції при 70⁰С. У водорозчинних фракціях крохмалю, нагрітого до 150⁰С, при 70 і 80⁰С зовсім відсутня амілоза, яка здатна давати з йодом забарвлені комплекси, одночасно проявляється амілопектин, розчинний при 120⁰С.

Деструкція крохмалю при нагріванні пшеничного борошна до 120 і 150⁰С відбивається на ступені його набухання в гарячій воді і в’язкості утворюваних при нагріванні суспензій.

Борошно, нагріте до 120⁰С по ступеню набухання незначно відрізняється від висхідного борошна, а борошно, прогріте до 150⁰С набухає значно менше. Аналогічна картина спостерігається для в’язкості суспензій одного і другого борошна. Борошно, нагріте до 120⁰С, при температурі 80⁰С утворює клейстери з невисокою в’язкістю, а в’язкість суспензії борошна, прогрітого до 150⁰С, при цих температурах не тільки не підвищується, а навіть знижується.

Ступінь декструкції крохмалю в ході тієї або іншої технологічної обробки характеризується так званим коефіцієнтом деструкції, який визначається за формулою:

де

К_V1 – ступінь набухання продукту до обробки, %;

К_V2 – ступінь набухання продукту після обробки, %.

Розрахований коефіцієнт деструкції крохмалю в білій пасеровці складає 0,05, а в червоній – 1,94.

В якості цілеспрямованої декстринізації крохмалю можна відмітити обсмажування деяких круп і грінок. Декстринізація крохмалю круп під час обсмажування або підсушування передбачає скорочення часу приготування на їх основі каш, а також зменшення липкості розварених зерен круп при приготуванні на їх основі розсипчастих каш. Декстринізація крохмалю в грінках сприяє їх скорішому зволожуванню і пластифікації структури в зволоженому стані, що для сухарів визначають словом “тануть в роті”. Подібний ефект спостерігається при вибуханні кукурудзи та інших зерен під час приготування так званих сухих сніданків.

Ферментативне розщеплення крохмалю.

Ферментативне розщеплення крохмалю під дією амілолітичних ферментів - і -амілаз, має місце в технологічному процесі виробництва дріжджового тіста і в незначній мірі в картоплі.

Нормальне за якістю пшеничне зерно містить -амілазу, - амілаза міститься в незначній кількості. Наявність активної - амілази характерне для дефектного зерна, наприклад пророслого. Обводнення борошна (заміс тіста) активізує діяльність ферментів.

- амілаза повністю гідролізує амілозу і зовнішні гілки амілопектину по місцю £-1,4- зв’язків до мальтози. Дія ферментів на амілопектин гальмується і припиняється поблизу розгалуження £-1,6- зв’язків або фосфатних груп. Нерозщеплена частина амілопектинової молекули являє собою високомолекулярний декстрин, який інколи визначають терміном -декстрин.

Утворена в тісті під дією - амілази мальтоза сприяє процесу бродіння, бо переробляється дріжджами. З врахуванням продуктів гідролізу - амілазу інколи називають цукрогенною амілазою.

- амілаза гідролізує -1,4-звязки полісахаридів крохмалю у випадкових точках. Тривалий гідроліз крохмалю - амілазою призводить до утворення низькомолекулярних декстринів і деякої кількості мальтози і глюкози. Продукти деструкції амілопектину можуть в подальшому розщеплюватися -амілазою. Накопичення значної кількості декстринів при активній - амілазі впливає на розріджуваність тіста, надає йому високу липкість. Зниження водо-зв´язуючої здатності крохмалю негативно впливає на якість випечених виробів: м’якуш стає вологим і липким.

Ступінь оцукреності крохмалю - амілазою зростає з підвищенням температури тіста і часу замісу. Інтенсивність тим вища, чим більше борошно містить пошкоджених крохмальних зерен, при подальшому подрібненні борошна можна збільшити виділення вуглекислого газу у тому ж ступені, в якому це має місце при додаванні до нього 1,2-5% цукру.

Інактивація - амілази помітно починається при температурах 60⁰С і залежить також від часу теплової дії. В модельних дослідах показано, що активність - амілази в бовтушці із крохмалю і води при швидкості підігріву системи 70⁰С/хв припинялася при температурі вище 80⁰С. Для дрібних виробів з тіста активність - амілази в центрі виробу може зберігатися майже до самого кінця випікання.

Клейстеризація крохмалю, яка відбувається, сприяє посиленню ефекту дії β-амілази.

Для картоплі показано, що в залежності від кількості β–амілази в її клубнях, їх величини, швидкості підігріву і способу теплової обробки може гідратуватися від 3 до 5% крохмалю, що знаходиться у висхідному продукті.