Общая технология отрасли. Учебное пособие

крахмал и декстрин. Изменяя условия обработки при получении модифицированных крахмалов, можно придать им различные свойства, что делает их пригодными для самых разнообразных целей. Выпускают несколько видов модифицированных крахмалов: гидролизованный, набухающий, окисленный окислителями (H2O2, KMnO4 и др.), желирующий, фосфатный, растворимый.

В настоящее время крахмал в России, в основном, вырабатывают из кукурузного зерна и картофеля. Сырой крахмал содержит от 40 до 52 % влаги и является промежуточным продуктов из которого получают сухой крахмал или используют как сырье для производства декстринов, модифицированных крахмалов, патоки и глюкозы.

Крахмал, высушенный при 100-110 оС, имеет высокую гигроскопичность. С учетом этого товарный сухой картофельный крахмал вырабатывается влажностью 20 %, а кукурузный и пшеничный 13 %.

Поведение зерен крахмала в воде при температуре выше 20 оС является специфическим свойством, подтверждающим гидрофильность макромолекул крахмала. При 60 оС крахмал из кукурузы поглощает до 300 % воды, при 70 оС – до 1000 % к начальной своей массе при20 оС. В состоянии максимального набухания макромолекула крахмала поглощает до 2500 % воды.

При повышении температуры происходит набухание -зе рен крахмала с образованием вязкого коллоидного раствора– клейстера. В процессе набухания диссоциированные молекулы воды проникают в макромолекулы и постепенно гидратируют гидроксильные группы крахмала.

Стадии набухания зерен крахмала протекают с учетом температуры водной суспензии. В водной среде при относительно низкой температуре (до 50 оС) происходит незначительное набухание зерен и увеличения вязкости крахмальной суспензии до

20 оС и высушивании изменений структуры зерен крахмала не обнаруживается.

В процессе дальнейшего нагревания водной суспензии от 55 до 65 оС протекает вторая стадия набухания крахмала. Зерна

91

крахмала, в основном амилоза и амилопектин с низкой степенью полимеризации, переходит в раствор, что подтверждается цветной реакцией с йодом.

При последующем повышении температуры суспензии происходят существенные изменения в структуре зерен крахмала, что характеризует третью стадию набухания. Крахмальные зерна вследствие значительного поглощения молекул воды и увеличения внутреннего осмотического давления разрываются и принимают вид бесформенных оболочек.

Последующее охлаждение полученной коллоидной системы приводит к образованию прочного геля, называемого клейстером. Каждый вид крахмала имеет характерную температуру клейстеризации. Картофельный крахмал клейстеризуется в интервале температур 55-65 оС, кукурузный 65-75 оС, пшеничный 65-72 оС. При температуре 120 оС и выше в присутствии воды происходит растворение амилопектина и частичная деструкция макромолекул исходного крахмала.

Полученные в результате набухания крахмальные растворы не являются устойчивыми. После определенного промежутка времени они подвергаются ретроградации, т. е. расслоению с образованием нерастворимого осадка, состоящего из макромолекул амилозы. Осадок постепенно превращается в агрегаты, недоступные для ферментативного воздействия.

Качество крахмала определяется требованиям ГОСТ Р 53876-2010 «Крахмал картофельный. Технические условия» и ГОСТ 32159-2013 «Крахмал кукурузный. Технические условия» (табл. 17).

Таблица 17

Показатели качества картофельного и кукурузного крахмала

92

Продолжение табл. 17

93

Окончание табл. 17

Порядок выполнения работы

Проводится отбор проб отдельной партии крахмала. При этом под партией понимается крахмал, изготовленный предприятием в одну смену, одного наименования, одного сорта, в одинаковой упаковке.

Пробы отбирают мешочным щупом или пробоотборником от 5 % количества мешков, но не менее чем от трех мешков и от 2 % ящиков (для фасованного), но не менее чем от двух ящиков. От каждого мешка равными количествами берут разовую пробу, а из фасованногоодин пакет (коробку) из каждого

вскрытого ящика. Из разовых проб составляют общую пробу ручным способом. Полученную пробу помещают в чистую тару, герметически закрывают. Масса общей пробы должна быть при массе партии до 16 т 1 кг; при массе партии 16-50 т - 2 кг; при массе партии свыше 50 т - по 500 г от каждых 16 т. Из общей пробы ручным методом выделяют среднюю пробу массой около

500 г.

94

Определение органолептических показателей

1. Запах. Небольшое количество крахмала помещают на ладонь и согревают дыханием или крахмал насыпают в чистый стакан и обливают теплой водой(температурой 50-60 С°). Через 30 с воду сливают и определяют запах.

2.Вкус и хруст по кулинарной пробе. Для определения готовят из крахмала клейстер: 12 г крахмала заливают 40 см3

питьевой воды. Полученную крахмальную суспензию вливают в стакан с кипящей водой в объеме160 см3. С появлением первых пузырьков нагревание прекращают, клейстер охлаждают до комнатной температуры и проводят дегустирование, отмечая наличие хруста.

3.Внешний вид и цвет. Среднюю пробу крахмала рассыпают равномерным слоем на доске или бумаге. Поверхность разравнивают. Цвет определяют при дневном свете или сравнивая с

цветом эталонного образца соответствующего вида и сорта крахмала.

Определение физико-химических показателей

1. Установление вида крахмала микроскопированием. Из образца крахмала отбирают 0,1-0,2 г и разводят небольшим количеством воды в пробирке или стакане. Каплю полученной взвеси наносят на предметное стекло и накрывают покровным стеклом. При увеличении 280х препарат крахмала рассматривают в микроскоп, выбирают наиболее характерное поле зрения и зарисовывают. Сравнивают полученную зарисовку с рисунками крахмальных зерен различных видов. Определяют вид исследуемого крахмала и наличие зерен крахмала других видов и отмечают в лабораторных журналах. По результатам анализа делают выводы о виде крахмала и о наличии или отсутствии примесей.

С п р а в к а. Крахмал разных видов имеет свои характерные признаки - форму, структуру, размеры зерен. Этим объясняются различия в свойствах различных видов крахмала. Поэтому в крахмале анализируемого вида не допускается примесь других видов.

95

Для исследования прозрачных препаратов в проходящем свете в светлом поле предназначаются биологические микроскопы. Качество изображения в микроскопе в значительной степени зависит от освещения, поэтому настройка освещения является важной подготовительной операцией. Препарат может быть освещен как искусственным, так и естественным светом.

Для настройки освещения необходимо установить на центральную часть столика микроскопа препарат и прижать его клеммами или лапками препаратодержателя; включить в ход лучей объектив 3,5×0,10 или 8×0,20; установить в тубус микроскопа окуляр 7х; открыть диафрагмы и сфокусировать вращением рукояток микроскоп на препарат; закрыть диафрагмы и медленно опустить, наблюдая в микроскоп, конденсор до появления в поле зрения изображения полевой диафрагмы осветителя; качанием зеркала в оправе или вращением винтов привести изображение полевой диафрагмы в центр поля зрения и полностью открыть ее.

При этом обеспечивается равномерное освещение всего поля зрения микроскопа. После этого можно приступать к изучению препарата.

Настройку микроскопа следует производить следующим образом: наблюдая сбоку штатива микроскопа за просветом между объективом и препаратом, вращением рукоятки механизма грубой фокусировки микроскопа очень осторожно опустить -ту бус почти до соприкосновения объектива с препаратом; добиться резкого изображения препарата вращением рукояток механизма микрометрической фокусировки; исправить при наблюдении в окуляр микроскопа центричность и резкость изображения, как было указано при работе с объективом 8×0,20.

2. Количество крапин. На чистый лист белой бумаги или на стекло высыпают50 г крахмала. Разравнивают его поверхность, на нее кладут покровное стекло, слегка придавливают и подсчитывают количество крапин в площади покровного стекла. Подсчет проводят не менее пяти раз, перемещая стекло на новую поверхность. Количество крапин, приходящихся на 1 дм2,

К = n/(5S),

96

где n – число крапин, полученное в результате 5 подсчетов, шт.; 5 – число подсчетов; S – площадь покровного стекла, дм2.

По количеству крапин на 1 дм2 делают вывод о сорте крахмала.

С п р а в к а. Крапины – это темные включения любого цвета, видимые невооруженным глазом на выровненной поверхности крахмала. Количество крапин принято выражать в единицах на 1 дм2 площади.

3. Кислотность крахмала. Отвешивают 20 г крахмала с точностью до 0,01 г, переносят в коническую колбу на 150-200 см3. Приливают 100 см3 дистиллированной воды, прибавляют 5-8 капель спиртового раствора фенолфталеина и титруют 0,1 моль/дм3 раствором NаОН до ярко-розового окрашивания, не исчезающего в течение 1 мин. Перед концом титрования добавляют еще 5-6 капель фенолфталеина, что обусловлено высокой адсорбционной способностью крахмала. Параллельно титруют 100 см3 дистиллированной воды.

Кислотность крахмала определяется по формуле

К= 5(а - в) ∙ К ∙100/(100 - W),

где а – объем 0,1 моль/дм3 раствора NаОН, пошедшего на титрование суспензии крахмала, см3; в – объем 0,1 моль/дм3 раствора NаОН, пошедшего на титрование 100 см3 дистиллированной воды, см3; К – поправочный коэффициент на 0,1 моль/дм3 раствора NаОН; W – массовая доля влаги в крахмале, %.

С п р а в к а. Кислотность крахмала определяется: кислыми фосфатами, адсорбируемыми зернами крахмала; кислотой, применяемой в процессе производства; возрастанием кислотности при хранении крахмала в результате жизнедеятельности микроорганизмов.

3

Кислотность крахмала выражается объемом см 0,1 моль/дм3 раствора NаОН, пошедшего на титрование кислых соединений в 100 г сухого вещества крахмала.

Контрольные вопросы

1.Какие показатели характеризуют вид и сорт крахмала?

2.Каковы строение и состав крахмала?

3.Каковы физические свойства крахмала?

97

4.Как определить природу исследуемого крахмала микроскопированием?

5.Как определить количество крапин в крахмале?

6.Какие факторы обусловливают кислотность крахмала?

7.Какова методика определения кислотности крахмала?

8.Партия картофельного крахмала составляет 46 мешков. Как отобрать среднюю пробу крахмала?

9.Микроскопированием кукурузного крахмала установлена примесь картофельного. Какое заключение следует сделать

окачестве крахмала?

10.При микроскопическом исследовании пшеничной хлебопекарной муки обнаружено механическое повреждение крахмальных зерен. Какое влияние это окажет на технологические свойства муки?

11.Влажность кукурузного крахмала– 11,3 %, кислотность – 24 см3 раствора щелочи массовой долей0,1 моль/дм3; количество крапин на 1 дм2 426 шт. Сделать вывод о сорте крахмала.

12По органолептическим показателям картофельный

крахмал соответствует высшему сорту. Физико-химические показатели качества: кислотность 18 см3 раствора щелочи– 0,1 моль/дм3, массовая доля влаги – 19 %, количество крапин – 140 шт на 1 дм2. К какому сорту следует отнести исследуемый крахмал?

Лабораторная работа № 10.

АНАЛИЗ КРАХМАЛЬНОЙ ПАТОКИ

Цель работы: установить по органолептическим и физикохимическим показателям качества вид и сорт крахмальной патоки.

Оборудование и материалы: рН-метр, весы лаборатор-

ные, электроплитка, рефрактометр, сахариметр, поляриметрическая кювета длиной 100 мм, мерная колба объемом 250 см3, стакан стеклянный вместимостью 200 см3, бюретка стеклянная вместимостью 50 см3, колбы конические вместимостью300 см3,

98

патока крахмальная, раствор гидроксида натрия концентрацией 0,1 моль/дм3, чашка фарфоровая, водный раствор с массовой долей метилового оранжевого 0,1 %.

Теоретические сведения

Патока – продукт неполного гидролиза крахмала разбавленными минеральными кислотами или ферментами. Исходным сырьем для производства патоки служит преимущественно кукурузный и картофельный крахмал, реже пшеничный и рисовый.

Основную массу патоки получают путем кислотного гидролиза крахмала при температуре 140-150 оС. Суспензию крахмала вначале нагревают до температуры 65-85 оС для перевода в клейстеризованное состояние, при котором нарушается его структура и ослабляются связи между отдельными макромолекулами. При дальнейшем воздействии кислоты и повышении температуры разрываются гликозидные связи с присоединением воды: формируется углеводный состав патоки.

Патока представляет собой бесцветную или желтоватую вязкую жидкость, содержащую до 80 % углеводов. В состав патоки входят глюкоза, мальтоза и декстрины с различной молекулярной массой. В зависимости от назначения, способа производства, углеводного состава она бывает следующих видов: низкоосахаренная (Н), карамельная кислотная (КК), карамельная ферментативная (КФ), мальтозная (М), высокоосахаренная (В)

(табл. 18).

Таблица 18

Органолептические и физико-химические показатели качества патоки

99

Продолжение табл. 18

100