Химически модифицированные крахмалы как пищевые ингредиенты

Крахмалы, свойства которых изменены в результате специальной обработки, называются модифицированными крахмалами [88]. В отличие от нативных растительных крахмалов, считающихся пищевыми продуктами, модифицированные крахмалы относятся к пищевым добавкам. В эту группу пищевых добавок входят продукты фракционирования, деструкции и различных модификаций нативных растительных крахмалов, представляющих собой преимущественно смесь двух фракций гомоглюканов (полимеров глюкозы) линейного и разветвленного строения. Различные способы обработки (физические, химические, биологические) нативных крахмалов позволяют существенно изменить их строение и свойства, к которым в первую очередь относятся гидрофильность (в частности, способность растворяться в холодной воде), способность к клейстеризации и гелеобразованию, устойчивость к нагреванию и воздействию кислот и т. п. [35].

Основные свойства модифицированных крахмалов

Модифицированные крахмалы, отличающиеся более выраженными, чем нативные крахмалы, влагоудерживающими и гелеобразующими свойствами [61, 62, 73], широко используются в пищевой промышленности для придания продукту необходимой вязкости и структуры [167, 175, 183, 189]. Они также могут влиять на ряд важнейших параметров конечного продукта, такие как выход, вкус, текстура, сроки хранения и др. [62]. Модифицированных крахмалов, допустимых в Российской Федерации к применению при производстве пищевых продуктов, согласно СанПиН 2.3.2.560-96 насчитывается около 20 видов [75], их список приведен в табл. 2.3.

Таблица 2.3

Модифицированные крахмалы, разрешенные к применению при _______производстве пищевых продуктов в России [75]_______

Е номер

Модифицированный крахмал

Т ехнологические свойства

1

2

3

Е 1400

Декстрины, крахмал, обработанный термически, белый и желтый

Стабилизатор, загуститель, связующее

Е 1401

Крахмал, обработанный кислотой

Стабилизатор, загуститель, связующее

Е 1402

Крахмал, обработанный щелочью

Стабилизатор, загуститель, связующее

Продолжение табл. 2.3

Е 1403

Отбеленный крахмал

Стабилизатор, загуститель, связующее

Е 1404

Окисленный крахмал

Эмульгатор, загуститель, связующее

Е 1405

Крахмал, обработанный ферментными препаратами, ферментированный крахмал

Загуститель

Е 1410

Монокрахмалфосфат

Стабилизатор, загуститель, связующее

Е 1411

Дикрахмалглицерин «сшитый»

Стабилизатор, загуститель

Е 1412

Дикрахмалофосфат, этерифицированный тринатрийметафосфатом, этерифицированный хлорокисью фосфора

Стабилизатор, загуститель, связующее

Е 1413

Фосфатированный дикрахмалофосфат «сшитый»

Стабилизатор, загуститель, связующее

Е 1414

Ацелированный дикрахмалофосфат «сшитый»

Эмульгатор, загуститель

Е 1420

Ацетатный крахмал, этерифицированный уксусным ангидридом

Стабилизатор, загуститель

Е 1421

Ацетатный крахмал, этерифицированный винилацетатом

Стабилизатор, загуститель

Е 1422

Ацетилированный

дикрахмалоадипат

Стабилизатор, загуститель, связующее

Е 1423

Ацетилированный дикрахмалоглицерин

Стабилизатор, загуститель, связующее

Окончание табл. 2.3

Е 1440

Оксипропилированный крахмал

Стабилизатор, загуститель, связующее

Е 1442

Оксипропилированный дикрахмалофосфат «сшитый»

Стабилизатор, загуститель

Е1443

Оксипропилированный

дикрахмалоглицерин

Стабилизатор, загуститель

Е1450

Эфир крахмала и натриевой соли октенилянтарной кислоты

Стабилизатор, загуститель, связующее

Модифицированные крахмалы используют в хлебопекарной, кондитерской, масложировой и мясной промышленности, в том числе и для получения продуктов диетического назначения и безбелковых диетических продуктов питания [3, 46, 55, 57, 88, 155, 158]. В качестве источника для получения модифицированных крахмалов наиболее часто применяется кукурузный крахмал, а кроме того, картофельный, пшеничный, рисовый, тапиоковый и некоторые другие виды растительных крахмалов, которые в процессе модификации подвергаются физическим, химическим или ферментативным способам обработки [149, 151, 159, 162, 168, 182, 190]. По изменениям, происходящим в нативных крахмалах, можно выделить пять основных модификаций: набухание, деполимеризация, окисление, стабилизация (без поперечного сшивания полимерных цепей), образование поперечно-сшитых крахмалов [108]. Во многих случаях модифицированные крахмалы могут быть одновременно стабилизированными и поперечно-сшитыми.

В настоящее время в пищевой промышленности выделяют несколько видов модифицированных крахмалов [17]. В частности, набухающие крахмалы (растворимые и набухающие) отличаются способностью набухать в воде без нагревания. Дисперсии набухающих крахмалов в воде имеют пониженную вязкость, полисахариды хорошо удерживают воду. В основе получения таких крахмалов лежат физические превращения, не вызывающие существенной деструкции крахмальных молекул. Крахмалы, растворимые в холодной воде (инстант-крахмалы), получают высушиванием клейстера в вальцовой сушке или эктрузией; крахмалы, набухающие в холодной воде - путем высушивания крахмальной суспензии в распылительной сушке или путем обработки нативных крахмалов в 75-90% этаноле при 150-175 °C в течение 1,5-2 ч. Основой для получения растворимых и набухающих модифицированных крахмалов могут быть как нативные, так и химически модифицированные крахмалы. Последние при этом характеризуются свойствами набухающих крахмалов и их соответствующих химических модификаций [17].

Расщепленные крахмалы (декстрины, гидролизованные крахмалы) получают обработкой нативных крахмалов кислотами или гидролитическими ферментами, в результате чего образуются клейстеры низкой вязкости с увеличенной стабильностью и студнеобразующей способностью.

Окисленные крахмалы - результат обработки нативных крахмалов окисляющими агентами (Н2О2, KMnO4> НСЮ3( KJO4 и др.), что также приводит к образованию крахмалов с более короткими молекулярными цепями. Но в отличие от набухающих крахмалов окисленные крахмалы содержат больше водородных связей, которые способствуют уменьшению склонности к ретроградации и формированию клейстеров с пониженной вязкостью и повышенной прозрачностью [14].

Стабилизированные крахмалы отличаются от нативных крахмалов меньшей степенью ассоциации межмолекулярных комплексов. Наиболее распространенными представителями этой группы модифицированных крахмалов являются ацетилированные и фосфорилированные сложные эфиры и гидроксипропилированные простые эфиры монокрахмалов. Сложные эфиры крахмалов образуются в результате реакции этерификации спиртовых гидроксильных групп крахмала с ацилирующими или фосфорилирующими агентами. Стабилизированные крахмалы использую в эмульсионных продуктах (например, в соусах), а также для частичной замены жира в продуктах пониженной калорийности [106, 128, 155, 158].

Поперечно-сшитые крахмалы отличаются пониженной скоростью набухания и клейстеризации. Клейстеры таких крахмалов обладают большей вязкостью, устойчивостью к высоким температурам и механическим нагрузкам, к воздействию кислот, выраженность которых пропорциональна количеству сшивок [17]. В результате сшивания происходит ассоциация линейных фрагментов амилопектина, что создает стерические препятствия для вероятного сближения линейных фрагментов, препятствуя синерезису. Такого рода крахмалы способны сохранять свои свойства при низко- и высокотемпературных способах обработки. К примеру, при пастеризации колбасных изделий из-за различий в температурном режиме в середине батона колбасы и в периферийной области, а также из-за длительного воздействия температуры происходит неравномерное набухание гранул, вследствие чего часть гранул разрушается, в результате чего происходит потеря части воды. В колбасных изделиях, изготовленных с добавлением сшитого крахмала, влага не теряется даже при длительной и высокотемпературной пастеризации [44, 80].

Модифицированные крахмалы за счет уменьшения длины молекулярных цепей, присоединения к ним различных функциональных групп и образования поперечных «сшивок» приобретают новые свойства. Мясные изделия, изготовленные по рецептурам, включающим модифицированные крахмалы, отличаются повышенной сочностью и меньшими потерями массы изделий при тепловой обработке. Перспективно также использование модифицированных крахмалов как влаго- и жироудерживающих агентов [13].

Таким образом, модификация нативных крахмалов приводит к снижению температуры клейстеризации крахмалов до уровня, достаточного для применения в колбасном производстве (60-70 °C). Модифицированные крахмалы способны связывать и удерживать большее количество воды в процессе пастеризации и длительного срока хранения продукта. Как правило, модифицированные крахмалы не требуют особых условий для использования и вводятся в конце куттерования вместе с водой в соотношении 1:6 [78, 80]. 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 его в продукте приводит к появлению резиноподобной консистенции, изменению вкусовых свойств, нарушению кислотнощелочного баланса в пищеварительном тракте из-за усиления бактериального брожения и снижения pH [49].

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >