Модифицированный крахмал

1. Що таке крохмаль і поняття про його види:

Крохмаль є кінцевим продуктом асиміляції вуглецю рослинами, їх резервною поживною речовиною. Його використовують у кулінарії, для виготовлення кондитерських виробів, окремих видів ковбас, концентратів, у побуті, у харчовій, фармацевтичній, текстильній, паперовій, шкіряній та інших галузях промисловості. З крохмалю одержують різні види модифікованого крохмалю, саго, патоку, глюкозу, глюкозо-фруктозний сироп. 
У рослинах крохмаль міститься у вигляді мікроскопічних зерен кристалічної структури різних розмірів і будови залежно від їх виду.  
Важливими технологічними властивостями крохмалю є здатність до клейстеризації і утворення драглів. 
Крохмаль картопляний утворює прозорі клейстери високої в'язкості. Його використовують у крохмале-патоковому виробництві, для виготовлення киселів, деяких видів ковбасних і кондитерських виробів, для загущення супів, соусів, підлив тощо. 
На якість і вихід крохмалю впливають такі операції як очищення і миття картоплі, її подрібнення, відділення клітинного соку і мезги, рафінування крохмального молока, видалення піску, промивання крохмалю, виділення крохмалю з молока, сушіння, просіювання і пакування. Сирий крохмаль з вологістю близько 50% використовують для виготовлення сухого крохмалю, патоки, інших крохмалепродуктів. Залишковий вміст вологи після сушіння повинен становити 17-20%, що відповідає відносній вологості повітря 65-75%. Недосушений крохмаль погано зберігається. 
Крохмаль кукурудзяний утворює клейстери невисокої в'язкості, низької прозорості, але стабільні при перемішуванні, дії тепла та зберіганні. Тому його використовують у консервному виробництві, для виготовлення пудингів, соусів, начинок для пирогів, а також для послаблення дії клейковини і надання більшої ніжності булочним і борошняним кондитерським виробам. 
Вихід і якість крохмалю залежить від таких операцій: замочування зерна, грубе мокре подрібнення, виділення зародка, тонке мокре розмелювання кашки, відділення вільного крохмалю від мезги і рафінування крохмальної суспензії, розділення крохмалю і білка, промивання на вакуум-фільтрах і сушіння. Грубе мокре подрібнення дозволяє виділити цінну складову частину - зародок, з якого після очищення і сушіння одержують кукурудзяну олію. 
2. Вимоги до якості крохмалю 
Товарний крохмаль містить різні домішки органічного і мінерального походження, які впливають на його якість, сортність, ціну і використання. 
Крохмаль картопляний за якістю поділяють на такі сорти: екстра, вищий, 1-й і 2-й; кукурудзяний - на вищий і 1-й; пшеничний - на екстра, вищий і 1-й. Сорти картопляного крохмалю відрізняються за кольором: екстра і вищий сорти повинні бути білими з кристалічним блиском, 1-й - білим і 2-й - білим з сіруватим відтінком. Великі зерна крохмалю краще відбивають світло і тому мають більш виражений блиск. Крохмаль кукурудзяний і пшеничний усіх сортів повинен мати білий колір, але допускається жовтуватий відтінок. 
Крохмаль має слабкий запах, зумовлений присутністю в ньому летких речовин, переважно ефірної олії. Картопляний крохмаль пахне сильніше, ніж кукурудзяний. Крохмаль не повинен мати стороннього запаху, який виникає внаслідок порушення умов транспортування чи зберігання, а також псування. 
За зовнішнім виглядом крохмаль повинен бути у вигляді однорідних частинок порошку, без крупинок, сторонніх домішок, які погіршують його якість. 
Вологість зернових видів крохмалю за нормою становить до 13%, а амілопектинового-до 16%. При порушенні умов транспортування і зберігання вона може зростати, а це сприяє мікробіологічному псуванню продукту. 
Дуже важливим показником якості крохмалю є кількість крапин, тобто темних включень, які помітні візуально на вирівняній поверхні крохмалю. Вона обмежена і залежить від сорту і виду крохмалю, шт на 1 дм2: картопляний сорту екстра - 60, вищого - 280, 1-го - 700; кукурудзяний вищого - 300; 1-го - 500; пшеничний екстра - 280, вищого - 550; 1-го - 750. 
Максимальна зольність картопляного крохмалю сорту екстра - 0,3%, 2-го - 1, кукурудзяного вищого - 0,2, 1-го - 0,3%. 
3. Умови зберігання крохмалю 
Зберігають крохмаль у чистих, сухих, добре провітрюваних складах, без стороннього запаху, не заражених шкідниками. Оптимальною для зберігання вважають 70%-ну відносну вологість повітря, хоч допускається до 75%, і температуру близько 100°С. У цих умовах стандарти передбачають зберігання картопляного та кукурудзяного крохмалю 2 роки, а пшеничного- 1 рік. Більш тривале зберігання суттєво знижує клейстеризуючу здатність крохмалю.У приміщеннях з підвищеною відносною вологістю повітря він зволожується, а внаслідок мікробіологічних процесів і псування набуває спочатку кислуватого, затхлого, а потім і гнильного запаху. 

4. Крохмалепродукти і їх використання 
Модифіковані види крохмалю 
Модифікований - це крохмаль зі спрямовано зміненими властивостями внаслідок фізичної, хімічної, біохімічної або комбінованої обробки. 
Крохмаль окислений одержують окисленням зерен крохмалю перманганатом калію у кислому середовищі. Такий крохмаль здатний утворювати концентровані клейстери пониженої в'язкості і підвищеної прозорості. Цінними властивостями клейстерів цього крохмалю є висока стабільність їх при зберіганні, перемішуванні і охолодженні. Випускають окислений крохмаль для холодильної (виробництво морозива), кондитерської і хлібопекарної промисловості. Останній, залежно від використаного реагенту, буває марки А (бромат калію), марки Б (перманганат калію) і марки В (двоосновна сіль гідрохлориду кальцію). Вони поліпшують якість хліба, особливо при використанні борошна зі слабкою клейковиною. 
Крохмаль фосфатний являє собою складний ефір крохмалю і залишків фосфорної кислоти або її солей. Він відрізняється від звичайного крохмалю підвищеною кінцевою в'язкістю клейстерів, більшою їх стабільністю до механічних дій і кислотності середовища, а також до високих і низьких температур. Його використовують для згущення м'ясних консервів, як стабілізатор дієтичних майонезів з пониженим вмістом жиру, жирових кремів, соусів, киселів, швидкозаморожених продуктів харчування, для поліпшення якості хліба, печива, вафель. Колір фосфатного крохмалю марки А - від білого до білого з жовтуватим відтінком, марки Б - від кремового до палевого. 
Набряклий крохмаль може частково або повністю розчинятись у холодній воді. Для його одержання суспензії крохмалю висушують на вальцьовій сушарці при температурі, що перевищує температуру клейстеризації крохмалю. Внаслідок теплової обробки проходить часткове або повне руйнування структури зерен крохмалю. Набряклий кукурудзяний крохмаль використовують як стабілізатор цукерок з помадковим корпусом. Крохмаль з підвищеним вмістом білків може замінювати частину яєчного білка при виробництві зефіру. Набряклий картопляний крохмаль входить у рецептуру сухих сумішей морозива. 
Патока - цепродукт неповного гідролізу крохмалю розбавленими кислотами або амілолітичними ферментами, який являє собою сиропоподібну густу, в'язку, безбарвну або трохи жовтувату, прозору рідину солодкуватого смаку. Завдяки антикристалізаційним і гігроскопічним властивостям її широко використовують для виготовлення карамелі, халви, варення, багатьох видів цукерок, пряників, лікерів, деяких видів хлібобулочних виробів тощо. Декстрини патоки підвищують в'язкість цукрового сиропу і сповільнюють кристалізацію сахарози, а редукуючі цукри завдяки своїм гігроскопічним властивостям сприяють відповідному збереженню вологості. 
Промисловість виробляє декілька видів патоки. 
Карамельна патока буває низькооцукреною, вищого і 1-го сортів. Вони відрізняються вмістом редукуючих речовин, а також температурою карамельної проби, масовою часткою золи і кислотністю. 
Патока глюкозна високооцукрена містить 44-60% редукуючих цукрів у перерахунку на суху речовину і використовується для виготовлення варення, джемів, пастили, хлібобулочних виробів. 
Декстрин - мальтозна патока - є складовою частиною рідких і сухих молочних сумішей для дітей раннього віку. 
Патока мальтозна містить не менше як 65% редукуючих цукрів (у перерахунку на мальтозу) і має коричневий колір, солодкий солодовий присмак, її використовують для приготування солодких страв, дитячих сумішей, пряників, деяких видів хлібобулочних виробів і в дієтичному харчуванні. 
Мальто декстрин и - низькооцукрені крохмальні гідролізати, які містять від 5 до 25% редукуючих речовин. Їх використовують для виробництва дитячих продуктів, як наповнювачі для пудингів, кондитерських виробів і штучного крему.  
Глюкоза - кінцевий продукт гідролізу крохмалю. Для виробництва харчових продуктів використовують глюкозу кристалічну і харчову. Кристалічну випускають у вигляді білого кристалічного порошку, що проходить крізь сито з отворами діаметром 1,5 мм. Вона повинна мати солодкий смак, бути без стороннього присмаку. Вологість її не повинна перевищувати 9%; вміст редукуючих речовин у перерахунку на суху речовину - 99,5%. Строк зберігання 1 рік. 
Глюкозу харчову на відміну від кристалічної готують, не виділяючи міжкристалічну рідину. Її використовують для виробництва кондитерських виробів, безалкогольних напоїв, морозива тощо. 
Глюкозо-фруктозний сироп. Сироп готують із високоякісного крохмалю шляхом оцукрювання та ізомеризації глюкози. За умови хімічної рівноваги неможливо ізомеризувати у фруктозу більш як 50% глюкози, яка є в розчині. Тому в ізомеризованому сиропі накопичується близько 42% фруктози (на суху речовину СР). 
Готовий сироп містить 71% сухих речовин, має солодість близьку до сахарози. Використовують його замість сахарози в напоях, при консервуванні фруктів і овочів, у виробництві деяких видів кондитерських та хлібобулочних виробів, морозива, згущеного молока тощо. 

Модифіковані крохмалі та їх використання при виробництві продуктів

За своїм виглядом виділений крохмаль - це білий порошок, дуже гігроскопічний. Крохмаль майже не має відновлюючими властивостями. Нативний (природний) крохмаль практично не розчинний у воді, це неоднорідне речовина [7, с. 262].

Крохмаль складається з двох полісахаридів: амілози (10-20%) і амілопектину (80-90%).

Модифікованим називають крохмаль, оброблений певним способом для отримання крохмалю із заздалегідь запланованими властивостями. Крохмальні полісахариди - вельми лабільні, реакційноздатні сполуки, активно взаємодіють з іонами металів, кислотами, окислювачами, поверхнево-активними речовинами. Це дозволяє модифікувати молекули крохмалю - змінювати їх гідрофільність, здатність до клейстеризації і студнеобразование, а також механічні характеристики холодців. Одні види модифікації сприяють підвищенню розчинності крохмалю у воді, інші обмежують набухання [5, с. 126].

В якості сировини для виробництва модифікацій можна використовувати різні види крохмалю (картопляний,кукурудзяний, пшеничний) із застосуванням різних методів обробки [4, с. 297].

Розрізняють модифіковані крохмалі двох видів: розщеплені і заміщені.

Розщеплені модифіковані крохмалі отримують шляхом термічних, механічних впливів на крохмаль шляхом обробки кислотами і лугами. При цьому зерна крохмалю або залишаються цілими, або руйнуються. Якщо реакція протікає в кислому середовищі, то спостерігаються процеси деструкції, які призводять до отримання ряду продуктів - жідкокіпящего крохмалю (з низькою в'язкістю), патоки, глюкози. Такі крохмалі застосовуються при виробництві желейних кондитерських виробів, для стабілізації морозива та інших молочних продуктів. Добавки цих крохмалів в хліб покращують його пористість, еластичність м'якушки, уповільнюють черствіння [4, с. 298].

Заміщені модифіковані крохмалі отримують, тому що молекули крохмалю мають кінцеві редуцирующие групи. Крім цього у молекул глюкози крохмалю реакційноздатними є спиртові групи у 2, 3, 6 атома вуглецю. Заміщені модифіковані крохмалі використовують як загусники, стабілізаторів, емульгаторів при виробництві борошняних кондитерських виробів, кремів, майонезів, консервів, в продуктів дитячого і дієтичного харчування, заморожених та ін [4, с. 298].

До розщепленим модифікованим крохмалів відносять набухаючих крохмаль, Пудингова крохмаль, розчинний крохмаль.

Для отримання набухає крохмалю готують крохмальну суспензію, оброблену вуглекислої содою, і подають на вальцевих сушку. За рахунок температури і води відбувається часткова клейстеризації крохмалю, потім оклейстерізованний крохмаль висушують і тонко розмелюють. Він утворює ніжні гелі навіть з холодним молоком і ін

Для отримання Пудингова крохмалю роблять крохмальну суспензію, нагрівають до 55 0 С, додають соляну кислоту і при цій же температурі тримають 1 годину 45 хвилин. Відбувається частковий гідроліз, потім крохмаль промивають, висушують на вакуумних фільтрах, розмелюють і вводять різні добавки (ванільний, вершковий, фруктовий і т.д.).

Нативний крохмаль обробляють міцною кислотою або лугом, нейтралізують кислоту чи луг і розчиняють його в гарячій воді. При охолодженні такий крохмаль не утворює сильно в'язких клейстером, використовуваних для приготування сиропів.

Модифікований одно-і двозаміщений фосфорнокислим натрієм крохмаль не густіє ні в гарячому, не в холодному стані і його застосовують при виготовленні заморожених страв.

У залежності від призначення крохмалю розроблені різні варіанти проведення клейстеризації, введення добавок (солі, жирів, білків) або наповнювачів як окремо, так і в комбінації один з одним.

Модифікований крохмалю застосовують при виготовленні желейних виробів, борошняних кондитерських виробів, оздоблювальних напівфабрикатах типу кремів, як загусники і стабілізаторів для соусів, морозива та ін крохмалепродукти зі структурою, подібною утворюється при випічці хліба, отримують в результаті декількох циклів заморожування і відтавання крохмальної дисперсії, при цьому утворюється пористий крохмаль, нерозчинний в холодній воді. Його застосовують після просочення сиропами як начинку для цукерок [5, с. 126]. ратури і води відбувається часткова клейстеризації крохмалю, потім оклейстерізованний крохмаль висушують і тонко Размана

Технологія виробництва картопляного крохмалю 

Сучасна крахмалопаточная промисловість — важлива галузь народного господарства.Крахмалопаточние підприємства випускають сухий крохмаль, глюкозу, різні види крохмальнихпаток, модифіковані крохмалі, декстрин,глюкозофруктозние сиропи та інших. Асортимент вироблюваної продукції становить десятки найменувань.Крахмал ікрахмалопродукти використав різних галузях харчової промисловості — кондитерської, хлібопекарської, консервної, молочної,пищеконцентратной, соціальній та медичної, текстильної, поліграфічної, паперової та інших.

Підприємства, переробні картопля і кукурудзу, отримують сирої крохмаль вологістю 50...52 %. Такий крохмаль зберігатися неспроможна, оскільки є прекрасної середовищем у розвиток мікроорганізмів, вінзакисает. Тому сирої крохмаль цих самих або інших підприємствах переробляють в сухий вологістю для картопляного 20 %, чи використовують із виготовлення меляси, глюкози та інших крохмалепродуктів.

Одержання сирого картопляного крохмалю 

Сировиною для картопляного крохмалю служить картопля. Щодо хімічного складу бульб картоплі коливається у досить межах і від сорти картоплі, кліматичних, ґрунтових та інших умов. Середній хімічний склад картоплі (%): вода — 75; сухі речовини — 25, зокремакрахмал—18,5, азотисті речовини — близько двох, клітковина —1, мінеральні речовини — 0,9, цукру — 0,8, жир — 0,2 й інші речовини (пектини,пентозани та інших.) —1,6. Зміст крохмалю вклубнях картоплі коштує від 8 до 29 %. Вода в картоплі міститься у двох станах: у вільному (78 %) і пов'язаному (22 %). Вільна вода розчиняє все водорозчинні речовини картоплі — цукру, солі кислот, азотисті речовини та інші, створюючи клітинний сік;коллоидно-связанная вода розчинником перестав бути, і його властивості істотно відрізняються від звичайній води.

Уклубнях картоплі можуть утримувати від 0,46 до 1,72 % Сахаров, представлених переважносахарозой, є й глюкоза іфруктоза. Збереження картоплі при зниженою температурі призводить до збільшення змісту Сахаров до 5 %, зниження виходу крохмалю і збільшення втрат сухих речовин картоплі.

У картоплі міститься від 0,52 до 1,77 % клітковини. Що зміст клітковини, тим товстіший клітинні стінки картоплі, важче картопля стирається на терткових машинах і, отже, тим більша буде вихідмезги і крохмалю змезгой.Пентозани і пектинові речовини, які з клітковиною входять до складу клітинних стінок картоплі, сягають від 0.74 до 0,95 %. У процесі зберігання картопліпекгиновие речовини під впливом ферментупротопектинази можуть переходити в розчинну форму, що зумовлює розм'якшенню тканин картоплі і утрудняє крохмалевиробництво.

До складу картоплі входять органічні кислоти — цитринова, щавлева, яблучна, молочна, але переважає цитринова кислота. Загальнатитруемая кислотність картоплі обумовлена також наявністю у складі кислих фосфатів, рН картопляного соку 5,8...6,6. Кислотність картоплі різко зростає за його мікробіологічної псування у процесі зберігання, що негативно позначається на ході технологічного процесу.

У картоплі міститься від 0,7 до 4,6 % азотистих речовин, котрі з 60 % представлені білковими сполуками. Бєлки картоплі повноцінні поаминокислотному складу, 40 % азотистих речовин картоплі — небілкові азотисті сполуки. Принаймні дозрівання бульб зміст азотистих речовин, у них знижується, що позитивно б'є по ході технологічного процесу, оскільки білок, будучи хорошимпенообразователем, утрудняє відділення домішок від крохмалю знижує їхню якість. Крім названих речовин, у картоплі міститьсяглкжозид соланін у кількості від 2 до 10 мг на 100 р сирого картоплі. Її зміст різко зростає при зберіганні картоплі на світу, що він набуває зелену забарвлення. Вживати такий картопля для харчування не можна.Соланин є також сильнимпенообразователем і утрудняє процес очищення крохмалю від домішок.