Характеристики различных видов крахмалов

Тип крахмала	Содержание, %			Размер зерен, мкм	Набухаемость, см3/г
	амилозы		амилопектина
Картофельный	21	78		25-80	70
Кукурузный (маисовый)	26	65-70		5-20	24
Рисовый	20	78		3-8	19
Тапиоковый	15-18	80-85		5-25	75
Пшеничный	27	75		25	21
Из кукурузы восковых сортов	2	95-98		5-25	65

Характеристики натурального горохового крахмала сходны с показателями модифицированных крахмалов с поперечными сшивками («сшитых» крахмалов). Гороховый крахмал достаточно устойчив к высокотемпературной обработке, на­пряжению сдвига и низким значениям рН. Кукурузный крахмал обычно образует слабый и хрупкий гель.

Размер гранул не оказывает значительного влияния на свойства крахмала. В первую очередь функциональность крахмала определяется скоростью гелеобразования, а также конечной температурой клейстеризации. В целом набухание гранул крахмала под влиянием влажного тепла происходит быстрее в случае крупных час­тиц, например, в случае тапиокового крахмала. В более крупных гранулах крахмала при нагревании линейные молекулы амилозы легко выравниваются, между ними возникает большее количество водородных связей. В результате для разрушения этих связей в высокоамилозном крахмале и гелеобразования материала требуется больше энергии.

Крахмалы также содержат различные фосфорсодержащие соединения, и при­рода этих соединений влияет на свойства крахмала. В большинстве зерновых крах­малов фосфор присутствует в виде лизофосфолипидов, которые образуют комплекс с амилозой, тем самым снижая ВСС, что приводит к образованию мутного клейсте­ра. Вязкость растворов крахмалов выражается в единицах вязкости Брабендера. Ин­тересно также то, что быстрое нагревание крахмала приводит к образованию более вязкого клейстера по сравнению с медленным нагреванием даже при достижении одной и той же конечной температуры.

Модифицированные крахмалы

Нативные, или немодифицированные, крахмалы получают из крахмалсодержащего сырья. Нативные крахмалы обычно слабо устойчивы при высокой кислотности пищевого продукта, чувствительны к нагреванию в процессе переработки и неста­бильны в цикле замораживания-размораживания. В связи с этим обычной прак­тикой является модифицирование крахмала в целях улучшения его свойств при та­ких производственных условиях. Модифицированный крахмал представляет собой обычный, или нативный, крахмал, подвергнутый физическому или химическому воздействию для улучшения его функциональных свойств, таких как способность к загущению или гелеобразованию (студнеобразованию).

Физические способы модификации крахмалов включают в себя сушку в бара­банах, экструзию и распылительную сушку в целях получения прежелатинизированного, агломерированного или набухающего в холодной воде крахмала. При этих физических процессах не применяются химические вещества, поэтому крахмалы сохраняют свою «натуральность». Прежелатинизированные крахмалы набухают в холодной воде, не требуя сильного нагревания для загущения или образования геля или пасты, и становятся вязкими в холодной или теплой воде. Они уже желатини-зированы (клейстеризованы) перед повторной сушкой, проводимой для получения материала в форме порошка. Прежелатинизированный крахмал также известен как прежелированный, быстрорастворимый или набухающий в холодной воде крах­мал.

Химически модифицированный крахмал обрабатывают определенными хими­ческими реагентами («химикатами»). При этом обычно несколько гидроксильных групп в молекуле замещаются эфирными группировками — либо простыми, либо сложноэфирными. Модификация заключается главным образом в образовании по­перечных сшивок, а также замещении гидроксильных групп. После обработки раз­меры молекул крахмала увеличиваются, в результате увеличивается устойчивость модифицированных крахмалов по отношению к производственным параметрам, таким как низкие значения рН, высокая температура, замораживание—разморажи­вание. Образование поперечных сшивок представляет собой процесс, при котором две гидроксильные группы соседних молекул крахмала химически связываются друг с другом. Этот способ модификации под воздействием таких веществ, как оксихлорид фосфора, повышает стабильность крахмала в кислой среде и при высоко­температурной обработке.

Другими способами химической модификации являются замещение или окис­ление гидроксильных групп. Замещение их ацетилом или гидроксипропилом уве­личивает стабильность крахмала при замораживании—размораживании, а также сокращает степень ретроградации. Крахмалы с высокой степенью замещения при­обретают растворимость в воде. Некоторые крахмалы подвергаются двойной моди­фикации, в результате чего происходит образование поперечных сшивок и замеще­ние групп. Окисленные крахмалы применяют для увеличения хрупкости некоторых пищевых продуктов, например, изготовленных из злаков. При производстве мяс­ных продуктов окисленные крахмалы не используют.

Целлюлоза представляет собой полимер глюкозы и обычно является основным компонентом клеточных стенок. Фермент амилаза способен расщеплять крахмал до глюкозы, но целлюлозу он не расщепляет. Этот процесс возможен лишь под действием фермента целлюлазы. Целлюлоза нерастворима в воде, но становится водорастворимой при модификации. Это достигается путем внедрения активных метальных, гидроксильных или пропильных групп вместо ОН-группы целлюлозы.