Лекція 4 ПОЛІСАХАРИДИ ХАРЧОВИХ ПРОДУКТІВ І ЇХ

Лекція № 4 ПОЛІСАХАРИДИ ХАРЧОВИХ ПРОДУКТІВ І ЇХ ВЛАСТИВОСТІ План 1. Характеристика і властивості крохмалів. 2. Інші полісахариди харчових продуктів. 3. Клітинні стінки, зміна в ході технологічного процесу.

ПОЛІСАХАРИДИ КЛАСИФІКУЮТЬ ЗА ТАКИМИ ОЗНАКАМИ. За моносахаридним складом: • Гомополісахаріди, побудовані з одного моносахариду (глікоген, крохмаль, клітковина, хітин); • Гетерополісахаріди, що складаються із залишків різних моносахаридів (пектин, гепарин). За характером поліглікозидного ланцюга: • - Лінійні (амілоза); • - Розгалужені (амілопектин). За джерелами виділення: • - Тваринні - зооглікани; • - Рослинні - фітоглікани; • - Мікробні. Залежно від біологічної функції: • - Резервні (крохмаль, глікоген); • - Структурні (клітковина, пектин та ін. ).

В просторі ланцюги амілози згорнуті в спіраль

Будова молекули амілопектину основний ланцюг

Співвідношення амілози та амілопектину в крохмалі різних крохмаленосіїв Вид крохмаленосія Картопля Пшениця Рис Кукурудза воскоподібна Сорго Овес Горох Банани Яблука (плоди) Амілопекти Амілоза, % н, % 23 77 20 80 15… 35 65… 85 0 100 25 75 26 74 66 34 17 83 100 0

Амілопектин Кристалічний шар Амілоза Аморфний шар Модель утворення зерна крохмалю

Будова зерен крохмалю під мікроскопом (х 80): 1 – картопляного; 2 – кукурудзяного; 3 – пшеничного; 4 – рисового

Вигляд зерен звичайного мозкового гороху і нового гібриду мозкового гороху Вигляд крохмальних гранул гороху звичайного і нового гібриду а) вигляд звичайного горохового крохмалю б) вигляд високоамілозного горохового крохмалю

Властивості крохмалю 1. Водоутримуюча здатність крохмалю. Нативний крохмаль практично не розчинний у холодній воді, але через гідрофільність поглинає до 30% вологи до власної маси, незначно збільшуючись в об’ємі. • 2. Гідроліз крохмалю. Під час нагрівання з водою в кислому середовищі крохмаль підлягає гідролізу за схемою: • (С 6 Н 10 О 5) n (С 6 Н 10 О 5) m n/2 С 12 Н 22 О 11 n С 6 Н 12 О 6. • Крохмаль Декстрини Мальтоза D-глюкоза Розщеплення крохмалю під дією ферментів має назву амілолізу. • -амілаза каталізує розрив крохмалю з утворенням низькомолекулярних розгалужених олігосахаридів, невеликої кількості глюкози і мальтози. • -амілаза каталізує розрив крохмалю з утворенням мальтози.

СХЕМА ДІЇ -АМІЛАЗИ НА АМІЛОЗУ ТА АМІЛОПЕКТИН

Схема дії -амілаз на амілозу та амілопектин

Види декстринів, що утворюються під час гідролізу крохмалю Молекулярна маса Колір з йодом Розчинність Спосіб осадження Амілодекстрини 10 000 Фіолетово-синій У 25% спирті 40% спиртом Еритродекстрини 6 000 Червоно-бурий У 55% спирті 65% спиртом 3 000 Не забарвлюються У 70% спирті Гарячим спиртовим розчином від 700 і нижча Не забарвлюються – – Декстрини Ахро-декстрини Мальтодекстрини

3. Піроліз крохмалю. У результаті термічної обробки сухого крохмалю протікають складні перетворення, які представлені рядом хімічних реакцій. 4. Клейстеризація крохмалю. Під час нагрівання крохмалю у воді відбувається утворення клейстеру – дисперсія набряклих крохмальних зерен у воді та розчинених фракцій амілози та амілопектину. • Збільшення концентрації сахарози сприяє уповільненню протікання клейстеризації крохмалю. • Хлорид натрію навіть у незначних концентраціях знижує в’язкість крохмального клейстеру. • Більша частина поверхнево-активних речовин підвищує температуру досягнення максимальної в’язкості, проте ці речовини стабілізують клейстер під час зберігання. • Білки є або натуральними супутниками крохмалю в природних системах, або їх додають у вигляді молока та яєць. Вони виказують стабілізуючий вплив на крохмальні клейстери. • Кількість води в системі також впливає на процес клейстеризації крохмалю. Для повної клейстеризації крохмальних зерен потрібне співвідношення крохмаль: вода – 1: 10.

Властивості крохмальних клейстерів: 1. Прозорість клейстерів. 2. Драглеутворююча здатність клейстерів. 3. Наявність присмаку “сирого зерна” в клейстерах. 4. Плівкоутворююча здатність клейстерів. 5. Ретроградація клейстерів.

Класифікація крохмалів та крохмалепродуктів Нативні крохмалі Коренебульбоплодів Модифіковані крохмалі Резистентні Зернові Пористі Кукурудзяні, з гречки Бобових та гороху Фруктів та горіхів Дрібнозернистих (амаранту та інших культур) Розщеплені крохмалі Гідролізовані ферментами; кислотами Окислені хімічними агентами: HCl. О 3 KMn. O 4 Н 2 О 2 KJO 3 KBr. O 3 та інші Набрякаючі: – вальцової сушки; – екструдовані Похідні крохмалю Складні ефіри крохмалю монокрохмальфосфат; – дикрохмальфосфат; – ацетильовані крохмалі; – оксиалкільні крохмалі Зшиті крохмалі – хлорокисом фосфору; – епіхлоргідрином; – біфункціональними сполуками Крохмалепродукти Патоки: – карамельна низькооцукрена; – глюкозна високо оцукрена; – карамельна; – мальтозна; – рафінадна Цукровопатокові напівфабрикат и Мальтодекстрини Мальтин

4. 2. 4. 3. 4. 4. 5. Дикрохмальфосфати це ефіри, в яких відбулась утворюють стабільні взаємодія гідроксидів клейстери, стійкі до глюкозних залишків різних нагрівання, механічного ланцюгів з двома впливу та дії кислотними групами Клейстери відрізняються фосфорної кислоти та її низькою прозорістю і Дикрохмальфосфати солей. нетягучою, Для їх виготовлення короткокрапельною використовують триметафосфат натрію, консистенцією. Клейстери цих крохмалів мають хлорокис фосфору, максимальну в’язкість за п’ятихлористий фосфор температури або тіохлорид фосфору. охолодження 75 С, яка у разі сильно зростає. Для приготування цих видів ефірів крохмалів Температура клейстеризації використовують льодяну клейстерів нижча, а в’язкість оцтову кислоту, оцтовий вища, ніж вихідної сировини. ангідрид та інші реагенти. Зберігають свої властивості за Ацетильовані крохмалі. Під час їх виготовлення низьких значень р. Н, високих відбувається не лише температур, за механічної дії, утворення складного ефіру, заморожування та відтавання, але й деструктивне перемішування. розщеплення крохмалю. Уведення в крохмаль оксиалкільних груп навіть за Оксиетил- і умови низького ступеня оксипропілкрохмалі. заміщення знижує температуру Етерифікації піддають клейстеризації крохмалю, крохмаль за температури, збільшує швидкість набрякання Оксиалкільовані нижчої точки його і диспергування зерен під час крохмалі. клейстеризації, нагрівання, підвищує використовуючи окис прозорість клейстеру, знижує етилену або окис пропілену. його драглеутворюючу Реакцію проводять у здатність і підвищує стійкість лужному середовищі. до ретроградації, до дії кислот, слабких окислювачів. Утворення поперечних Уведення поперечних зв’язків між його приводить до зміцнення полісахаридними тривимірної сітки клейстерів ланцюгами проводять за крохмалю, підвищує їх стійкість Зшиті крохмалі. допомогою хлорокису до механічного впливу, фосфору, епіхлоргідрину, теплової обробки, знижує триметафосфату натрію або Підвищують якість оздоблювальних напівфабрикатів, надають блискучої поверхні випеченим виробам. Використовують під час виготовлення випечених виробів. Для приготування начинок, загущування кремів, поліпшення консистенції випечених виробів. Для виготовлення продукції, де потрібно підвищити стійкість полісахаридних ланцюгів до руйнування в результаті теплового або механічного

Фрагмент структурної формули пектинової кислоти Фрагмент структурної формули пектової кислоти