Розділ 3 зміни вуглеводів за технологічної обробки загальні положення

Вуглеводи – важливий клас природних сполук. Вони входять до складу майже всіх харчових продуктів, особливо рослинного походження – 90…80% на сухі речовини.

Вуглеводи грають значну роль у життєдіяльності людини і виконують цілий ряд функцій: енергетичну, резервну, пластичну, захисну, опорну та декілька специфічних.

Ця група сполук відіграє важливу роль і в технологіях харчових продуктів. Їх хімічна будова і властивості, а також перетворення під час технологічного процесу зумовлюють формування якості готової продукції.

За складом вуглеводи підрозділяють на моноцукриди, голозиди (олігоцукриди і поліцукриди) та глікокон’югати (вуглеводи, що знаходяться у зв’язаному вигляді).

Моно і олігоцукриди за термічної обробки здатні вступати в реакції карамелізації та меланоїдиноутворення, продукти яких значною мірою зумовлюють колір, смак та аромат готових виробів. Ступінь цих термічних змін залежить від температури, рН середовища, умов нагрівання, виду і концентрації цукру та ін.

Карамелізація – це термічне перетворення цукрів у сухому вигляді за температури вище 100ºС. Карамелізація супроводжується утворенням як летких продуктів розкладу, що мають запах, так і полімерних нелетких, темнозабарвлених речовин: карамелан (солом'яно-жовтого кольору), карамелен (яскраво-коричньового), карамелін (темно-коричневого).

Меланоїдиноутворення – складна система окислювально-відновних перетворень між редукуючими цукрами та азотвміщуючими речовинами. В результаті утворюються газоподібні, рідкі та тверді сполуки. Реакція протікає в декілька стадій. Кінцева стадія – утворення темнозабарвлених продуктів (меланоїдинів) внаслідок альдольної конденсації й альдегидамінної полімеризації. Меланоїдини містять єдину хромофорну систему, що забезпечує їм коричневе забарвлення.

При нагріванні у присутності кислот або ферментів ді- і трицукриди розпадаються на моноцукриди, з яких вони складаються (кислотний та ферментативний гідроліз або інверсія). Отримана внаслідок гідролізу суміш глюкози і фруктози називається інвертним цукром. Він має більш солодкий у порівнянні цукрозою смак. Інвертний цукор утворюється при приготуванні сиропів, помади кондитерської та ін. і має антикристалізаційні властивості.

Поліцукриди - високомолекулярні речовини, побудовані з моноцукридів. Вони мало розчинні або нерозчинні у воді, дають дуже в’язкі розчини, позбавлені солодкого смаку. До них відносяться найважливіші вуглеводи – крохмаль, клітковина, пектинові речовини тощо. Загалом, поліцукриди поділяються на дві основні групи: крохмальні і некрохмальні.

Крохмаль розповсюджений в рослинах як резервний вуглевод. Він міститься в картоплі, пшениці, кукурудзі, рисі, сорго, ячмені та ін.

Крохмаль знаходиться в клітинах у вигляді зерен. Крохмаль складається з двох фракцій – амілози (18…25%) і амілопектину (75…82%), які зв’язані між собою водневими зв’язками.

За технологічної обробки крохмаль підлягає низці перетворень, зокрема клейстеризації, гідролізу тощо.

Клейстеризація або руйнування нативної структури крохмальних зерен за нагрівання з водою протікає в декілька стадій і супроводжується їх набряканням. На початковій стадії (близько 50˚С,) відбувається обмежене і зворотне поглинання води зернами крохмалю. Зерна стають прозорими. Подальше нагрівання (70…80˚С ) призводить до незворотного набухання крохмальних зерен, що супроводжується збільшенням їх об’єму, втратою шаруватості. Нагрівання крохмальних клейстерів до температури 90ºС і вище викликає руйнування зерен.

Гідроліз крохмалю може відбуватись за нагрівання в присутності кислот (кислотний) або ферментів (ферментативний). Ця реакція лежить в основі технології одержання крохмальної патоки. Гідролітичний розпад крохмалю також відбувається під час дозрівання дріжджового тіста під дією амілолітичних ферментів.

Значну роль у харчових технологіях відіграють некрохмальні поліцукриди – целюлоза, геміцелюлози і слизи, пектини тощо. В кондитерському виробництві важливе технологічне значення мають поліцукриди, що здатні до драглеутворення – пектинові речовини, агар, агароїд, фурцеларан та ін. Пектинові речовини – складні вуглеводи, які складаються в основному з полігалактуронових кислот (пектові кислоти). До них відносяться: пектові кислоти, пектинові кислоти, пектини, протопектин. Агар, агароїд, фурцеларан – це сульфітовані галактани червоних морських водоростей. Вони складаються з галактози D і L ряду і 3,6-ангідрогалактози. До галактану приєднана сірчана кислота за допомогою складноефірного зв’язку.

ЛІТЕРАТУРА:[1, 2, 3, 4, 5, 9, 10].