Крахмал, что это за вещество?

Это полисахариды амилозы и амилопектина, мономером которых
является альфа – глюкоза. Крахмал, синтезируемый различными
растениями под действием света (процесс фотосинтеза) имеет
несколько разных составов и структуру зёрен.
Крахмал, в качестве резервного питания, накапливается в клубнях,
плодах, семенах растений. Так в клубнях картофеля содержится до
24% крахмала, в зёрнах пшеницы до 64% – 75% (в зависимости от
сорта), в рисе до 75 % – 86% (в зависимости от сорта), в кукурузе
до 70%. Последнее время в пищевой промышленности используют
и тапиоковый крахмал, экзотический для европейцев.
Крахмал представляет собой безвкусный, аморфный порошок белого
цвета, нерастворимый в холодной воде. Под микроскопом отчётливо
видно, что это зернистый порошок. При сжатии порошка крахмала
в руке, он издаёт характерный «скрип», вызванный трением частиц.
Молекулы крахмала неоднородны по размерам. Они представляют
собой смесь линейных и разветвлённых макромолекул.
В горячей воде крахмал набухает (растворяется), образуя коллоидный
раствор – клейстер, а с раствором йода он даёт синюю окраску. В воде,
при добавлении кислоты (H2SO4 разбавленная и др.), как катализатора,
постепенно гидролизуется с уменьшением молекулярной массы, вплоть
до глюкозы.
Для живых организмов крахмал, наряду с сахарозой, служит основным
поставщиком углеводов – одного из важнейших компонентов пищи. В
желудочном тракте крахмал, под действием ферментов, гидролизуется
до глюкозы, которая усваивается организмом и окисляется в клетках до
углекислого газа и воды с выделением энергии, необходимой для
функционирования живого организма.

Как происходит модификация крахмала?

К генно–модифицированным продуктам модифицированный крахмал
не относится. Крахмал модифицируют (от немецкого «modifizieren» –
видоизменять, преобразовывать) без помощи генетики. Существуют
различные физические и химические способы обработки природного
крахмала, благодаря которым можно получать его разновидности с
заранее заданными свойствами. Некоторые из модифицированных
крахмалов практически почти не отличаются по составу и свойствам
от своих натуральных «родителей». Это крахмалы лишённые запаха,
рассыпчатые, с изменённым цветом и другие. Первые добавляются
к порошкообразным пищевым продуктам для предупреждения их
комкования. Например к таким как: пекарные порошки (химические
разрыхлители), сахарная пудра или детская присыпка, а крахмалы с
изменённым цветом больше используют для технических целей.
Известны и многие другие модифицированные крахмалы с сильно
изменёнными природными свойствами: набухающие, термически
расщеплённые, жидко кипящие и некоторые другие. Набухающие
широко применяют в пищевой промышленности для приготовления
соусов, кетчупов, майонезов, йогуртов, пудингов и кремов; входят в
состав полуфабрикатов для тортов и пирожных, десертов, молочных
напитков, сухих концентратов супов. Их употреблют и для улучшения
качеств хлебобулочных изделий. Термически расщеплённые крахмалы
(декстрины) известны уже много столетий, их начали получать, когда
о генной инженерии ещё никто и не задумывался.

В промышленном производстве, превращение крахмала в глюкозу
(процесс осахаривания) происходит путём кипячения его в течении
нескольких часов с разбавленной серной кислотой (каталитическое
влияние серной кислоты на осахаривание крахмала было обнаружено
в 1811 г К.С. Кирхгофом). Чтобы из получившегося раствора удалить
серную кислоту, в него добавляют мел, получая из серной кислоты
нерастворимый сульфат кальция. После этого его отфильтровывают
и выпаривают, получая густую сладкую массу – крахмальную патоку,
содержащую, кроме глюкозы, значительное количество остальных
продуктов гидролиза крахмала.
Патока используется для приготовления кондитерских изделий и
для разнообразных технических целей.
Если нужно получить чистую глюкозу, то кипячение крахмала ведут
дольше, чем достигается более полное превращение его в глюкозу.
Полученный после нейтрализации и фильтрования раствор сгущают,
пока из него не начнут выпадать кристаллы глюкозы. В наше время,
гидролиз крахмала производят и ферментативно, с использованием
альфа – амилазы для получения декстринов различной длины и
глюкоамилазы, для дальнейшего гидролиза с получением глюкозы.
При нагревании сухого крахмала до 200 – 250 градусов происходит
частичное его разложение и получается смесь менее сложных, чем
крахмал, полисахаридов (декстрин и другие).
Физическое изменение позволяет получать крахмал с высокой
способностью удерживать влагу, что придаёт конечному продукту,
в свою очередь, желаемую консистенцию.
Крахмал, как пищевую добавку, применяют для загущения многих
пищевых продуктов и приготовления киселей, заправок и соусов.

Модифицированные крахмалы. Что это такое?

49–й Экспертной комиссией по пищевым добавкам Всемирной
организации здравоохранения, дано следующее определение
модифицированным крахмалам: «Пищевые крахмалы, у которых
одна или более начальных характеристик, изменены путём
обработки в соответствии с практикой производства пищевых
продуктов в одном из физических, химических, биохимических
или комбинированных процессов».

Модифицированный крахмал в продуктах питания

Продукты питания без загустителей и стабилизаторов сегодня почти
не доступны жителям городов. Гуаровая камедь и другие виды камеди,
модифицированный крахмал, агар, желатин, пектин – наиболее часто
встречающиеся представители группы «Е» добавок. В списке пищевых
добавок стабилизаторы и загустители представлены в группе E400–E499.
Они также входят в группу «Е» добавок E999–E1521.
В современном производстве загустители и стабилизаторы необходимы
для получения продуктов заданной консистенции. Разнообразные виды
крахмалов – необходимый ингредиент продуктов питания, обладающий
свойствами стабилизаторов, загустителей и наполнителей.
В РФ разрешено применение более чем 20 видов модифицированных
крахмалов.

Модифицированные крахмалы, разрешённые к применению в
пищевой промышленности:

• E 1400 – термически обработанный крахмал
• E 1401 – крахмал, обработанный кислотой
• E 1402 – крахмал, обработанный щёлочью
• E 1403 – отбеленный крахмал
• Е 1404 – окисленный крахмал
• E 1405 – крахмал, обработанный ферментными препаратами
• E 1410 – монокрахмалфосфат
• E 1411 – дикрахмалглицерин
• Е 1412 – дикрахмалфосфат
• E 1413 – фосфатированный дикрахмалфосфат
• Е 1414 – ацетилированный дикрахмалфосфат
• Е 1420 – ацетатный крахмал
• Е 1422 – ацетилированный дикрахмаладипат
• E 1423 – дикрахмалглицерин ацетилированный
• E 1440 – крахмал оксипропилированный
• E 1442 – дикрахмалфосфат оксипропилированный
• E 1443 – дикрахмалглицерин оксипропилированный
• E 1450 – крахмала и натриевой соли октенилянтарной кислоты эфир
• E 1451 – крахмал ацетилированный окисленный

Модифицированный крахмал применяется:

• для производства мясных продуктов низкого ценового сегмента
из второсортного сырья, для связывания свободной влаги, которая
выделяется при нагреве;
• для производства соусов, кетчупов, майонезов в качестве загустителя;
• для производства йогуртов и других молочных напитков в качестве
загустителя;
• для улучшения качества хлебобулочных и кондитерских изделий

Использование крахмалов в мясной промышленности обусловлено
тем, что часто предприятиям отрасли приходится перерабатывать
мясо с неудовлетворительной функциональной характеристикой –
подвергавшееся длительному хранению в замороженном виде и
имеющее низкую водосвязывающую способность (ВСС), а также,
содержащее большое количество соединительной ткани. Кроме
этого, на рынке мясопродуктов очень велика доля продукции
эконом–класса, для производства которой крахмал оказывается
одним из самых незаменимых ингредиентов, так как стоимость
его в 3 – 3,5 раза ниже, чем говядины 2–го сорта и в 2 раза ниже
соевого изолята. 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 приводит:
• к появлению резиноподобной консистенции;
• к изменению вкусовых свойств;
• к нарушению кислотно–щелочного баланса в пищеварительном
тракте из–за усиления бактериального брожения и снижения рН.

Крахмалы, по своим технологическим функциям, играют роль
стабилизатора, загустителя и наполнителя. Они не обладают
эмульгирующей способностью, но имеют выраженную ВСС,
проявляющуюся в результате термообработки при развитии
процесса клейстеризации.

Молекула крахмала построена из большого числа остатков простых
сахаров и представляет собой смесь двух типов полимеров: амилозы
и амилопектина. Их соотношение определяет способность крахмала
растворяться при нагревании с образованием вязких коллоидных
систем, называемых клейстерами.

При обычной температуре крахмальные зёрна не растворяются в воде.
Нагрев крахмала в присутствии воды вызывает его клейстеризацию:
разрушается внутренняя структура крахмальных зёрен, растворяется и
частично выходит во внешнюю среду полисахарид амилоза и сильно
набухает другой полисахарид – амилопектин.
Первая стадия клейстеризации наступает при температуре 50 – 65 °С:
вода проникает внутрь крахмальных зёрен, растворяет часть амилозы
и вызывает набухание амилопектина. Зёрна сильно увеличиваются в
размерах, но сохраняют свою форму. При более высокой температуре
разрушается структура крахмальных зёрен и исчезает их слоистое
строение. Размер зёрен увеличивается в 10 раз. Часть полисахаридов
переходит в воду, при этом образуется клейстер, обладающий высокой
водосвязывающей способностью и склеивающий частицы фарша.

К большому сожалению, производители не всегда указывают наличие
модифицированного крахмала на упаковке. При целиакии безопасны
только готовые мясные изделия со специальной маркировкой – «без
глютена» (например, Sin Gluten). Ещё одной из причин отсутствия
упоминания модифицированного крахмала в составе изделия, может
быть использование комбинированного стабилизатора, состав
которого не расшифровывается.

Чаще всего для производства мясопродуктов применяют
следующие модификации:

• E 1404 – окисленные крахмалы;
• E 1412 – дикрахмалфосфат, этерифицированный тринатрийфосфатом
или хлорокисью фосфора;
• E 1414 – ацетилированный дикрахмалфосфат;
• E 1420 – ацетатный, этерифицированный уксусным ангидридом;
• E 1422 – ацетилированный дикрахмаладипат.

Кондитерская промышленность
Крахмал, модифицированный кислотой, широко применяют в пищевой
промышленности, но, к сожалению, без указания из какого растения его
произвели. Кукурузный и пшеничный применяется для приготовления
конфет, рахат–лукума и других кондитерских изделий; картофельный –
для пудинговых сантиметровесей.

Молочная промышленность так же широко применяет крахмалы,
модифицированные кислотой. Производство сметанных продуктов,
йогуртов, сладких сырков, мороженого и т.д. Широко применяются в
изготовлении молочных продуктов гидроксипропилдикрахмалфосфат
E 1442

или Е 1422 – ацетилированный дикрахмаладипат

Ознокомиться более подробно с применением модифицированных
крахмалов можно здесь:

• для изготовления сметанных продуктов

• для изготовления мороженого