Кислотный гидролиз (инверсия) сахаров

Ферментативный гидролиз сахаров

Гидролиз дисахаридов

Поскольку сахароза как сырье используется во многих производствах, необходимо учитывать ее исключительную способность к гидролизу.

Ферментативный гидролиз протекает при брожении дрожжевого теста и в начальной стадии его выпечки. Ферментативному гидролизу подвергается сахароза и мальтоза. Дрожжевое тесто обычно готовится с добавлением сахарозы, количество которой может быть 2,5 – 25% к массе муки.

Под действием собственных амилолитических ферментов в тесте из крахмала непрерывно образуется мальтоза. Фермент сахараза, содержащийся в дрожжах, в процессе замеса и брожения теста инвертирует сахарозу на глюкозу и фруктозу, а инверсия мальтозы при этом задерживается. Если же в тесто не добавляется сахар, то сахараза дрожжей приспосабливаются к сбраживанию мальтозы и, если через некоторое время в тесто ввести сахар, расщепление мальтозы не приостановится, что и используется при производстве дрожжевого теста опарным способом. Присутствие в тесте моносахаридов необходимо для протекания процесса брожения, что и достигается ферментативным гидролизом крахмала и дисахаридов – сахарозы и мальтозы.

Сахароза инвертируется сахаразой на глюкозу и фруктозу, мальтоза – мальтазой на две молекулы глюкозы.

Ферментативный гидролиз протекает на протяжении всего периода брожения и в начальной стадии выпечки, пока изделия не прогреются до t = 55⁰С – температуры инактивации дрожжей.

Сахароза пищевых продуктов при производстве блюд и изделий нагревается при варке до t =102⁰С, а при жарке до 135⁰С и выше. В присутствии кислот, под влиянием теплового воздействия сахара разлагаются, происходит их инверсия, т. е. расщепление на глюкозу и фруктозу.

Н⁺

С₁₂Н₂₂О₁₁ + Н₂О С₆Н₁₂О₆ + С₆Н₁₂О₆

сахароза глюкоза фруктоза

Смесь глюкозы и фруктозы называют инвертным сахаром. Он имеет более сладкий вкус, изменяет удельное вращение раствора с правого на левое, предохраняет растворы от засахаривания.

Это явление отмечается при тепловой обработке фруктов и ягод в присутствии сахара (варка компотов, джемов, варенья), варке помадки, выпекании яблок, приготовлении фруктово-ягодных напитков т. д.

Фруктоза инвертного сахара не только увеличивает его сладость, но и делает его самым гигроскопичным сахаром.

Повышенная гигроскопичность инвертного сахара и поглощение им воды из окружающей среды ограничивает применение её (фруктозы) в кондитерской промышленности. А для таких изделий как мармелад, некоторые виды пастилы, применение фруктозы и инвертного сахара, наоборот, желательно, т. к. эти кондитерские изделия не должны быстро высыхать.

Степень и скорость инверсии зависит от параметров технологического процесса. Среди них важнейшими являются продолжительность процесса, температура гидролиза, концентрация сахарозы, концентрация и вид кислоты.

С повышением температуры и увеличением сроков тепловой обработки степень гидролиза увеличивается. В менее концентрированных по сахару системах, при одинаковых условиях, гидролиз идет лучше, чем в более концентрированных.

Инверсия сахарозы ускоряется в присутствии кислот. В плодах и ягодах содержатся в основном лимонная и яблочная кислоты, в значительно меньшей степени такие кислоты как винная, щавелевая, янтарная, салициловая.

Лимонная кислота содержится в основном в цитрусовых плодах и в ягодах, как в свободном состоянии, так и в виде солей, а яблочная – в семечках и косточках плодов. Активная кислотность (рН) плодов и ягод от 2,6 до 6.

Лучшими инверсионными способностями обладают минеральные кислоты, особенно соляная. Наибольшей инверсионной способностью среди органических кислот обладает щавелевая кислота

в 10 раз меньшей – лимонная,

в 15 раз – яблочная,

в 17 раз – молочная,

в 35 раз – янтарная,

в 45 раз – уксусная.

Количество инвертированной сахарозы в продукте зависит от продолжительности тепловой обработке. Так, если варить в сахарном сиропе (18%) очищенные и нарезанные яблоки, количество инвертированной сахарозы колеблется от 14 – 19% от общего количества. Если при варке яблок, варенья, компотов добавляют лимонную кислоту, то степень инверсии сахарозы повышается до 50%.

Однако варка моркови, свеклы (с высоким содержанием сахаров) не сопровождается инверсией содержащихся в них сахаров, т. к. активная кислотность этих овощей очень малая (рН 6,3 – 6,7), а содержащаяся в них яблочная кислота обладает небольшой инверсионной способностью.

Промышленностью выпускается инвертный сироп из сахарного сиропа. Он является водным раствором фруктозы и глюкозы. Он менее вязкий, чем патока, более гигроскопичен благодаря наличию фруктозы.

Мед – это природный инвертный сахар, который получается за счет действия фермента инвертазы. В результате колебаний температуры, охлаждения, длительного хранения он засахаривается за счет либо температурного перенасыщения, либо за счет снижения ферментативной активности инвертазы.

Глубокий распад сахаров наблюдается при проведении целого ряда кулинарных процессов.

1) При приготовлении и в начальной стадии выпечки дрожжевого теста - брожение.

2) В процессе нагревания сахара или сахарного сиропа - карамелизация.

3) При тепловой обработке пищевых продуктов, содержащих редуцирующие сахара и свободные аминокислоты - меланоидинообразование.

Дата добавления: 2017-01-13