![]() КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Превращения сахаров
В крахмалсодержащем сырье присутствует сахар: в картофеле до 0,3%, в зерне до 4% (во ржи до 7%). В мороженом картофеле и в дефектном зерне его значительно больше. Как уже сообщалось, во время подваривания сырья образуются дополнительные количества сахара. В. А. Смирнов и В. П. Сотская показали, что основной реакцией распада гексоз (фруктозы, глюкозы) в процессе разваривания является оксиметилфурфурольное разложение. Механизм этой реакции окончательно не выяснен, но известно, что оксиметилфурфурол образуется из гексоз в кислой среде в результате дегидратации — отнятия трех молекул воды. Оксиметилфурфурол — нестойкое соединение, в свою очередь распадающееся до левулиновбй и муравьиной кислот. Часть оксиметилфурфурола конденсируется, образуя красящие вещества (желто-коричневого цвета). Реакции образования из гексоз оксиметилфурфурола и его распада необратимы и протекают по кинетическому уравнению первого порядка. В аналогичных условиях из пентоз образуется фурфурол, более стойкое соединение, чем, оксиметилфурфурол. Устойчивость отдельных моносахаридов в зависимости от рН среды для жесткого режима разваривания представлена на рис. 27 (поданным В. А. Смирнова и В. П. Сотской). Из него видно, что кривые, характеризующие разложение всех исследованных моносахаридов, имеют экстремум (точку минимума). Существование этой точки объясняется тем, что в слабокислой среде гексозы непосредственно дегидратируются, и чем выше концентрация активных водородных ионов (меньше рН), тем энергичнее происходит дегидратация. Понижение устойчивости гексоз с увеличением рН в слабокислой среде вызывается образованием большого количества оксоформы и кето-енольной таутомерией, в результате которой, например, глюкоза превращается в менее стабильную фруктозу. Кето-енольная таутомерия катализируется анионами слабых кислот, ведущих себя как сопряженные основания. Минимальное количество глюкозы распадается при рН 3,4, фруктозы — при рН 3,6 и арабинозы — при рН 2,8. Следовательно, для сохранения моносахаридов в процессе разваривания наиболее благоприятна слабокислая реакция среды с рН около 3,5. При этом рН разлагается от 5% (глюкозы) до 26% (фруктозы) от первоначального количества сахара. При естественном рН сырья около 6,5 разлагается около 80% глюкозы и около 90% фруктозы. В условиях мягкого режима разваривания (по непрерывным способам) разлагается глюкозы 0 и 11%, фруктозы —9 и 36%. По устойчивости в слабокислой среде моносахариды располагаются в следующий ряд: Фруктоза < Арабиноза < Глюкоза. В этом, ряду место каждого сахара соответствует легкости образования им ациклической формы. Из сказанного выше очевидно, что степень разложения сахара можно снизить или подкислением разваренной массы до рН около 3,5, или «смягчением» режима варки. Одновременное использование обоих факторов позволяет снизить потери фруктозы до 9%, глюкозы —до 0. При рН 3,5 крахмал сильнее гидролизуется, и при этом идет накопление глюкозы, но она в этих условиях почти полностью сохраняется. Второй по интенсивности реакцией разложения сахаров в процессе разваривания является образование меланоидинов (сахароаминная реакция, реакция Майяра). Эта реакция протекает сложным путем, и механизм ее до конца не выяснен. Они инициируется гликоидными гидроксилом сахара и аминогруппой аминокислоты, которые, реагируя, образуют продукт присоединения. При отщеплении от него одной молекулы воды получается Шиффово основание, а из него —N-замещенный гликозиламин. Далее в результате перегруппировки Амадори появляется N-замещенная 1-амино-1-дезокси-2-кетоза. Этот продукт является характерным для большинства реакций, приводящих к окрашенным соединениям — меланоидинам, а перегруппировка Амадори — ключевой. Среди продуктов меланоидиновой реакции найдены алифатические альдегиды, фурфурол и его производные, формальдегид, диацетил, метилглиоксаль, ацетоин и др. Реакция образования меланоидинов бимолекулярная и необратима. По В. Л. Кретовичу и Р. Р. Токаревой, из сахаров наиболее реакционноспособны пентозы, особенно ксилоза, за ней в убывающем порядке идут арабиноза, фруктоза, и глюкоза. Из аминокислот наибольшей реакционной способностью обладает гликокол, меньшей— лейцин и аланин и еще меньшей — метионин. Реакция возможна в широком диапазоне рН. В кислой среде она начинается при рН выше 2,1 и ускоряется с его возрастанием. В щелочной среде скорость больше, чем в слабокислой. Сильное влияние оказывает температура: с повышением ее на 10°С скорость реакции возрастает в 2—3 раза. Как показали В. А. Смирнов и В. П. Сотская, в условиях разваривания в присутствии гликокола количество разрушенных сахаров больше, чем при одной оксиметилфурфурольнои реакции, на 30—90%. Однако содержание свободных аминокислот в растительном сырье невелико, а гликокол составляет совсем ничтожную часть всех аминокислот сырья, поэтому значение этой реакции в образовании потерь сбраживаемых веществ при разваривании незначительно по сравнению с оксиметилфурфурольным разложением сахаров. Кроме того, образующийся в результате разложения сахара оксиметилфурфурол более реакционноспособен, чем редуцирующие сахара, поэтому образование его предопределяет и скорость образования меланоидинов. Скорость меланоидиновой реакции можно снизить тем же путем, что и скорость оксиметилфурфурольного разложения сахаров, — смягчением режима разваривания и подкислением среды до рН 3,5, так как при таком рН скорость этой реакции в 3—5 раз меньше, чем при рН 6,5. В настоящее время единственным путем снижения потерь сахара является смягчение режима разваривания в результате применения тонкого измельчения сырья.
Дата добавления: 2015-07-02; Просмотров: 1253; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |