Физико-химические изменения крахмала: растворимость, набухание и клейстеризация

Растворимость. Нативный крахмал практически нерастворим в холодной воде, однако вследствие гидрофильности способен адсорбировать влагу до 30% собственной массы. процесс растворения крахмальных полисахаридов протекает медленно вследствие относительно большого размера молекул. Растворению крахмала предшествует набухание.

Набухание крахмала – процесс поглощения воды, который влияет на консистенцию, форму, объем и выход готовых изделий. Степень набухания зависит от температуры среды и соотношения воды и крахмала. При нагревании крахмала с водой до температуры 55ºС они медленно поглощают воду (до 50% своей массы), частично набухают, но изменения вязкости не происходит, такое набухание обратимо и при охлаждении и сушки крахмал практически не изменяется. При дальнейшем нагревании суспензии (в интервале температур от 60 до 100ºС набухание ускоряется, объем увеличивается в несколько раз, происходит клейстеризация.

Клейстеризация – поглощение крахмалом большого количества воды при температуре 55-80ºС, сопровождающееся набуханием, увеличением в объеме в несколько раз, разрушением нативной структуры крахмального зерна. В центре крахмального зерна образуется полость, а на его поверхности появляются складки, бороздки, углубления. В процессе набухания и клейстеризации часть полисахаридов растворяется и остается в полости крахмального зерна, а часть диффундирует в окружающую среду. Температура клейстеризации картофельного крахмала –55-65ºС, пшеничного – 60-80ºС, кукурузного – 60-71ºС, рисового – 70-80ºС.

Одним из признаков клейстеризации является значительное повышение вязкости крахмальной суспензии, при этом вязкость обусловлена не столько присутствием набухших крахмальных зерен, сколько способностью растворенных в воде полисахаридов образовывать трехмерную сетку, удерживающую большее количество воды, чем крахмальные зерна. Этой способностью в наибольшей степени обладает амилоза, которая и обусловливает способность зерен к набуханию.

Из различных крахмалов образуется два типа клейстеров: из клубневых – прозрачный, бесцветный, желеобразной консистенции; из зерновых – непрозрачный, молочно-белый, пастообразной консистенции. Консистенция клейстера зависит от количества крахмала: 2-5% – клейстер жидкий, 6-8% – клейстер густой.

На вязкость клейстеров влияют также другие факторы:

1. Сахароза в концентрациях до 20% увеличивает вязкость клейстеров

2. рН: при снижении рН вязкость клейстеров уменьшается; в интервале рН от 4 до7, характерном для многих кулинарных изделий, вязкость клейстеров снижается незначительно; при рН около 2,5 вязкость клейстера резко падает. Поскольку при низких значениях рН имеет место интенсивный гидролиз с образованием незагустевающих декстринов, необходимо, чтобы избежать кислотного разжижения, использовать в качестве загустителя в кислых продуктах модифицированные поперечно-сшитые крахмалы;

3. Липиды, в частности, триглицериды (жиры, масла), моно- и диацилглицериды. Жиры, которые могут давать комплексы с амилозой, тормозят набухание крахмальных зерен, вследствие этого в белом хлебе, в котором мало жира, 96% крахмала обычно полностью клейстеризовано. Моноацилглицериды жирных кислот приводят к увеличению температуры клейстеризации, уменьшению силы геля, что связано со способностью компонентов жирных кислот в моноацилглицеридах образовывать соединения с амилозой, а, возможно, и с длинными внешними цепями амилопектина. Образование этих комплексов препятствует доступу воды в гранулу.

4. Белки оказывают стабилизирующее действие на крахмальные клейстеры. Данный процесс очень важен при формировании структуры теста – образовании клейковины. Однако точная природа взаимодействия между крахмалом и белком в пищевых системах остается неясной, что связано с трудностями в изучении взаимодействия двух неподобных макромолекул.

Дата добавления: 2014-01-07