Реакции образования коричневых продуктов

Реакции дегидратации и термической деградации углеводов

Гидролиз крахмала.

1. Гидролиз крахмала возможен под действием кислот. Он используется в промышленности для получения глюкозы. Этот способ имеет ряд существенных недостатков, так как сопровождается образованием продуктов термической деградации и дегидратации углеводов.

2. Крахмал гидролизуется также и под действием амилолитических ферментов при получении зерновых сахарных сиропов из дешевого крахмалсодержащего сырья и крахмала (рожь, кукуруза, сорго и др.). Ферментативный гидролиз крахмала присутствует во многих пище­вых технологиях как один из необходимых процессов в хлебопечении производстве пива, спирта, различных сахаристых крахмалопродуктов.

Ферментативный гидролиз некрахмалистых полисахаридов. Этот гид­ролиз имеет место под действием ферментов целлюлолитического, гемицеллюлазного и пектолитического комплекса. Используется в пище­вой технологии для более полной переработки сырья и улучшения каче­ства продукции.

Эти реакции катализируются кислотами и щелочами и занимают важное место производстве пищевых продуктов. При дегидратации пентоз образуется в основном фурфурол, при дегидратации гексоз – оксиметилфурфурол и другие продукты. Некоторые из образующихся продук­тов обладают определенным запахом и могут поэтому сообщать пище­вому продукту желательный или нежелательный аромат.

При тепловой обработке некоторых пищевых продуктов могут обра­зовываться в значительном количестве ангидросахара, особенно при об­работке в сухом виде продуктов, содержащих D-глюкозу или полимеры на её основе.

При получении глюкозы кислотным гидролизом крахмала, который обычно проводят в сильнокислой среде при высокой температуре, могут в результате деградации углевода могут образовываться изомальтоза и гентиобиоза, что является нежелательным.

Потемнение пищевых продуктов может иметь место в результате окислительных или неокислительных реакций. Неокислительное или неферментативное потемнение связано с реакциями углеводов и включает явление карамелизации и взаимодействие углеводов с белка­ми или аминами (реакция Майяра).

Карамелизация. Прямой нагрев углеводов, особенно сахаров и сахар­ных сиропов, способствует протеканию комплекса реакций, называемых карамелизацией. Реакции катализируются небольшими концентрация­ми кислот, щелочей и некоторых солей. При этом образуются коричне­вые продукты с типичным карамельным ароматом. При этом основными являются реакция дегидратации с образованием ангидроколец или включение двойных связей в кольца углеводов. В результате образуются соединения, имеющие коричневый цвет.

Реакция Майяра (меланоидинобразование). Реакция Майяра является первой стадией реакции неферментативного потемнения пищевых про­дуктов. Для протекания реакции требуется наличие редуцирующего са­хара, аминного соединения (аминокислоты, белки) и немного воды.

На начальной стадии реакции Майяра карбонильный углерод редуцирующего сахара в открытой цепи под­вергается нуклеофильной атаке свободной электронной парой аминно­го азота. Это сопровождается потерей воды и замыканием кольца с обра­зованием глюкозоамина (рис. 2). Глюкозоамин под­вергается перегруппировке по Амадори и переходит в аминокислоту (фруктозоамин). Продукты реакции, полученные при перегруппировке по Амадори, могут далее превращаться по двум путям: один – через дикарбонильные промежуточные соединения (дифруктозоамин), другой – через образование промежуточных дезоксигексозулоз. В обоих случаях образуются меланоидиновые пигменты.

Поскольку в реакции Майяра участвуют белки и аминокислоты, оче­видно, что имеет место определенная их потеря, как нутриента питания и снижение пищевой ценности продукта.

Протекание реакции меланоидинообразования можно ингибировать снижением рН ниже 6 ед., обеспечением в продукте очень низкой или высокой «активности воды», снижением температуры технологического процесса, снижением кон­центрации сахара (разведением) или его полным удалением, например, путём окисления.

Дата добавления: 2014-01-04