ПИСЬМЕННАЯ КОНСУЛЬТАЦИЯ Изменения крахмала ПЛАН 1 Значение

ПИСЬМЕННАЯ КОНСУЛЬТАЦИЯ Изменения крахмала

ПЛАН 1. Значение полисахаридов (крахмала) в питании……… 2. Строение крахмального зерна………………. . 3. Изменения крахмала при кулинарной обработке продуктов 3. 1. 3. 2. 3. 3. 3. 4. Набухание и клейстеризация крахмала…………… Ретроградация оклестеризованного крахмала…. Гидролиз крахмала…………………… Декстринизация крахмала………………. . Литература……………………………

Значение полисахаридов (крахмала) в питании Согласно классификации углеводов к полисахаридам относятся: декстрины, крахмалы; гликоген. Крахмал – основной полисахарид, используемый в питании (до 80% от всех углеводов). Крахмал усваивается организмом человека медленнее, чем простые углеводы. Это происходит за счёт того, что фракции, составляющие крахмальное зерно, в желудочно-кишечном тракте человека под влиянием ферментов гидролизуются через ряд промежуточных продуктов (декстрины) до мальтозы. Мальтоза непосредственно используется организмом. Углеводы, в т. ч. и крахмал, используются организмом человека преимущественно как источник энергии для мышечной работы. Чем интенсивнее физическая нагрузка, тем больше потребуется углеводов. При малоподвижном образе жизни потребность в углеводах уменьшается. Полное отсутствие углеводов при отсутствии элементов физического труда недопустимо. Это обусловлено тем, что углеводы необходимы организму как структурная составная часть клеток, а также для обеспечения нормальной работы мышц, сердца и печени.

Значение полисахаридов (крахмала) в питании Больше всего крахмала содержится в хлебопродуктах (10 -73%), бобовых (40 -45%), картофеле (15%). Содержание крахмала в овощах и фруктах изменяется в пределах от 0 до 0, 9%.

Строение крахмального зерна Крахмал находится в клетках растительных продуктов в виде крахмальных зёрен разной величины и формы. Они представляют собой сложные биологические образования, в состав которых входят полисахариды: амилоза и амилопектин. В состав крахмального зерна входит ряд сопутствующих веществ: - кислоты (фосфорная, кремневая и др. ); - минеральные элементы и т. д. фосфорная кислота связана с обоими крахмальными полисахаридами.

Строение крахмального зерна Амилоза – высокомолекулярное соединение, состоящее из большого числа остатков глюкопиранозы. Остатки глюкопиранозы последовательно соединены в прямую неразветвлённую цепь посредством α-глюкозидных связей между первым и четвёртым атомами углерода.

Строение крахмального зерна Амилоза находится в крахмальных зёрнах в виде частиц различной степени полимеризации: до 2000 глюкозных остатков для относительно низкополимерной амилозы и свыше 6000 остатков для высокополимерной. Низкополимерная амилоза (лёгкая амилоза) растворяется в холодной воде, а более тяжёлая – в горячей. Растворы амилозы малоустойчивы: при хранении их амилоза быстро выделяется в осадок. Это явление получило название ретроградация амилозы. Растворы амилозы различных видов крахмала обладают неодинаковой склонностью к ретроградации. Например, амилоза просеянного картофельного крахмала ретроградирует значительно быстрее, чем гречишного и пшеничного.

Строение крахмального зерна Амилопектин – полимер, содержащий от 5000 до 6000 остатков глюкозы. Молекула амилопектина имеет вид сильно разветвлённой цепи, в которой соседние глюкозные остатки соединены так же, как и в молекуле амилозы. Глюкозные остатки в точках ветвления имеют связь между первым и шестым атомами углерода.

Строение крахмального зерна Растворы амилопектина очень устойчивы, тенденция к ретроградации молекул в них отсутствует.

Строение крахмального зерна Амилопектины различных видов крахмала неодинаковы по своим свойствам. Например, амилопектин пшеничного крахмала, растворяясь в воде, образует непрозрачную, молочно-белую, пастообразную систему; картофельного крахмала – прозрачную, слизистую, желеподобную консистенцию. Эти свойства послужили для разделения на группы различных видов крахмала по образованию клейстера с различными свойствами: - группа пшеничного крахмала (пшеница, рис, маис); - группа картофельного крахмала (картофель, каштан).

Строение крахмального зерна Крахмальное зерно – сложное биологическое образование, формирующееся в процессе роста. Крахмальное зерно имеет слоистое строение. Слои состоят из частиц крахмальных полисахаридов. Полисахариды в крахмальном зерне связаны между собой водородными связями (-Н-Н-) и расположены радиально, образуя зачатки кристаллической структуры. Благодаря этому зёрна крахмала обладают оптической анизотропностью, которая обнаруживается в появлении характерного креста при свете. Образующие зерно слои неоднородны. Больше всего амилозы концентрируется в центральной части зерна. Устойчивые к нагреванию слои чередуются с менее устойчивыми; более плотные слои – с менее плотными. Наружный слой зерна более плотный, чем внутренние, и образует оболочку зерна. Крахмальное зерно пронизано тончайшими порами, создающими внутри его большую поверхность, способную взаимодействовать с внешней средой.

Изменения крахмала при кулинарной обработке продуктов

Набухание и клейстеризация крахмала Набухание – одно из важнейших свойств крахмала, которое влияет на консистенцию, форму, объём и выход готовых изделий. При нагревании крахмальных суспензий с водой до t 0 С = 50 -55 С крахмальные зёрна медленно поглощают воду (до 50% своей массы) и ограниченно набухают. Начальный этап набухания зерна сопровождается разрыхлением структуры полисахаридных цепей, которое происходит за счёт: - проникновения диссоциированных молекул горячей воды между плотно упакованными крахмальными полисахаридами; - уменьшения прочности водородных связей при повышении температуры. Это приводит не только к увеличению крахмального зерна, но и к разрушению его кристаллической структуры. При набухании повышение вязкости суспензии не наблюдается, хотя часть полисахаридов растворяется и остаётся в полости крахмального зерна, а часть их диффундирует в окружающую среду.

Набухание и клейстеризация крахмала Клейстеризация – разрушение структуры крахмальных зёрен в присутствии воды, сопровождаемое набуханием. При нагревании от 55ºС до 80ºС крахмальные зёрна интенсивно поглощают большое количество воды, увеличиваются в объёме в несколько раз, теряют кристаллическое строение и анизотропность. Крахмальная суспензия превращается в клейстер. Процесс клейстеризации крахмальных зёрен идёт в несколько стадий: 1. При 55 -70ºС вода, поступающая внутрь крахмальных зёрен, растворяет некоторое количество полисахаридов. Наибольшее количество их (в основном амилоза) переходит из крахмальных зёрен в окружающую среду. Крахмальные зёрна заметно увеличиваются в объёме, сохраняя форму и слоистое строение. Оптическая анизотропность исчезает. Суспензия превращается в клейстер, имеющий значительную вязкость. Данный

Набухание и клейстеризация крахмала Данный клейстер представляет собой раствор крахмальных полисахаридов небольшой концентрации, в котором распределены набухшие крахмальные зёрна с нарушенной внутренней структурой. Иными словами, взвесь зёрен в воде превращается в малоконцентрированный золь амилозы, в котором распределены набухшие зёрна. Температуру, при которой анизотропность большинства зёрен крахмала разрушена, называют температурой клейстеризации. Температура клейстеризации различных клейстеризации видов крахмала неодинакова: - картофельного - 55 -65ºС; - пшеничного - 60 -80ºС; - кукурузного - 60 -71ºС; - рисового - 70 -80ºС.

Набухание и клейстеризация крахмала 2. При нагревании выше 70ºС происходит более сильное разрушение нативной структуры крахмальных зёрен. Слоистое строение их исчезает. Зёрна увеличиваются в объёме в несколько десятков раз и превращаются в пузырьки, наполненные растворённой амилозой и сильно набухшим и в некоторой степени растворившимся амилопектином. Раствор амилозы частично остаётся в зерне и частично диффундирует в окружающую среду. В результате клейстер, сохраняя свойства золя, делается более вязким. Нагревание клейстера до температуры выше 80ºС приводит к распаду крахмальных зёрен и диспергированию полисахаридов. Процесс этот идёт тем интенсивнее, чем выше температура, и сопровождается понижением вязкости клейстера. Примером этого в кулинарной практике является разжижение киселя в результате чрезмерного нагрева.

Набухание и клейстеризация крахмала На вязкость клейстера влияет: - концентрация крахмала; При содержании крахмала от 2% до 5% клейстер получается жидким (жидкие кисели, соусы, супы-пюре). В данном случае речь идёт о крахмальных золях Клейстер приобретает характер геля, когда крахмальные пузырьки тесно соприкасаются между собой вследствие почти полного поглощения ими воды. Полисахариды, перешедшие в раствор, скрепляют поверхность прилегающих одно к другому зёрен. Зёрна оказываются связанными молекулярными нитями, что сообщает гелю определённую прочность. Прочность эта значительно возрастает при охлаждении. Густые кисели, с содержанием крахмала 6 -8%, представляют кисели собой достаточно прочные гели.

Набухание и клейстеризация крахмала Ещё более прочные гели получаются в процессе варке круп, бобовых, картофеля и макаронных изделий. В кулинарных изделиях из этих продуктов гели состоят из крахмальных пузырьков, наполненных студнеобразным или более или менее жидким содержимым. Малообводнённые крахмальные гели образуются при выпечке изделий из различных видов теста. Тесто содержит сравнительно небольшое количество влаги. При выпечке тестовые полуфабрикаты прогреваются по всему объёму до 1000 С, и крахмал в них достигает только первой стадии клейстеризации, а набухшие зёрна сохраняют слоистое строение. - сахароза – повышает вязкость системы; - соль – снижает вязкость системы.

Ретроградация оклестеризованного крахмала При охлаждении крахмалосодержащих продуктов происходит ретроградация крахмальных полисахаридов. Ретроградации, т. е. выпадению в осадок, подвергается в основном растворимая амилоза. Амилоза переходит из растворимого состояния в нерастворимое благодаря агрегации молекул, обусловленной появлением вновь образующихся водородных связей, что влечёт за собой выпадение осадка амилозы. Процесс может происходить и без видимого выпадения осадка. При этом происходит старение крахмальных студней (синерезис), и изделия из теста быстро черствеют. Объясняется это тем, что физически связанная полисахаридами вода вытесняется из студня, а изделия приобретают жёсткую консистенцию.

Ретроградация оклестеризованного крахмала ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА СТЕПЕНЬ И СКОРОСТЬ РЕТРОГРАДАЦИИ ПОЛИСАХАРИДОВ ВЛАЖНОСТЬ ГОТОВЫХ ИЗДЕЛИЙ ПОНИЖЕННАЯ ТЕМПЕРАТУРА ПОВЫШЕННАЯ ТЕМПЕРАТУРА

Ретроградация оклестеризованного крахмала Ретроградация полисахаридов вызывает уменьшение водорастворимых веществ в готовых изделиях. А повышенная влажность блюда (изделия) ведёт к интенсивному снижению в нём водорастворимых веществ и, следовательно, увеличению скорости ретроградации полисахаридов. При понижении температуры (замораживание) изделий ретроградация полисахаридов также увеличивается. А неоднократное замораживание и оттаивание изделий приводят к полной и необратимой ретроградации полисахаридов. Это значительно снижает качество кулинарных изделий. Повышение температуры тормозит процесс ретроградации полисахаридов. Поэтому для сохранения качества готовых блюд и гарниров из круп и макаронных изделий их хранят на мармитах при tºС = 70 -80ºС в течение 4 ч.

Гидролиз крахмала – это процесс, при котором крахмальные полисахариды распадаются до молекул составляющих их сахаров. Под действием ферментов и кислот при нагревании крахмал присоединяет воду и гидролизуется. ГИДРОЛИЗ КРАХМАЛА ФЕРМЕНТАТИВНЫЙ КИСЛОТНЫЙ

Гидролиз крахмала Ферменты, расщепляющие крахмал, носят название амилаз: α-амилаза вызывает частичный распад цепей крахмальных полисахаридов с образованием низкомолекулярных соединений – декстринов, а при продолжительном гидролизе образуются мальтоза и глюкоза; β-амилаза расщепляет крахмал до мальтозы. Ферментативный гидролиз крахмала встречается при изготовлении дрожжевого теста и выпечке изделий из него, при варке картофеля и т. д. В пшеничной муке обычно содержится β-амилаза. Образующаяся под её влиянием мальтоза является питательной средой для дрожжей, что влечёт за собой интенсификацию процесса брожения.

Гидролиз крахмала Степень гидролиза крахмала под действием β-амилазы увеличивается: - с повышением температуры теста при замесе; в начальный период выпечки; зависит от крупности помола муки; зависит от степени повреждения крахмальных зёрен. Чем больше повреждённых зёрен, т. е. тоньше помол муки, тем быстрее протекает гидролиз. Это объясняется тем, что в муке мелкого помола поверхность крахмальных частиц, на которую действует фермент, больше, чем в муке крупного помола. Поэтому гидролиз крахмала происходит интенсивнее. Увеличение в муке количества повреждённых крахмальных зёрен положительно влияет на качество выпеченных изделий. Дело в том, что за счёт повреждения крахмальных зёрен при дополнительном измельчении муки увеличивается выделение углекислого газа в тесте.

Гидролиз крахмала При выпечке изделий из теста процесс гидролиза ускоряется. Нарастание скорости гидролиза крахмала объясняется тем, что оклейстеризованный крахмал легче гидролизуется ферментами. Активизация β-амилазы и интенсификация процесса гидролиза происходит на начальной стадии выпечки. При повышении температуры внутри изделия до 65ºС и выше ведёт к инактивации βамилазы и процесс прекращается. В муке из проросшего зерна преобладает α-амилаза. Повышенное содержание α-амилазы в изделиях из такой муки ведёт к снижению качества готовых изделий: - образующиеся под её воздействием декстрины придают изделиям неприятный вкус; - мякиш получается липким, и изделия кажутся непропечёнными. Это объясняется тем, что температура инактивации α-амилазы выше, чем β-амилазы. Действие α-амилазы продолжается до достижения температуры в центре изделия 80ºС. в результате накапливается большое количество низкомолекулярных водорастворимых полисахаридов и снижается способность крахмала связывать влагу.

Гидролиз крахмала виде: В общем виде схему гидролиза крахмала можно представить в Кислотный гидролиз крахмала происходит при нагревании его в присутствии кислот и воды, и имеет место при: - варке красных соусов; - варке и длительном хранении в горячем состоянии киселей.

Декстринизация крахмала – это разрушение структуры крахмального зерна при сухом нагреве выше 120ºС с образованием растворимых в холодной воде высокомолекулярных веществ, называемых пиродекстринами, а также летучих веществ (СО 2, СО и пары воды). Декстрины имеют окраску от светло-жёлтой до тёмнокоричневой. Изменение окраски начинается с tºС = 115 -120ºС (светложёлтая). Чем выше температура нагрева и длительнее нагревание, тем большая часть крахмала декстринизуется и, как следствие, интенсивнее изменяется цвет (в результате накопления большого количества декстринов). Разрушение крахмальных зёрен при сухом нагреве снижает вязкость клейстера из декстринизованного крахмала тем сильнее, чем выше была температура нагревания. Этим объясняется более густая консистенция белых соусов, чем красных соусов. Для приготовления белых соусов используют белую мучную пассеровку, которую получают путём прогревания муки до 120ºС. а для красных соусов муку прогревают до 150ºС.

Декстринизация крахмала происходит также при: * обжаривании гречневой крупы; * подсушивании риса, вермишели, лапши перед варкой; В результате протекающей декстринизации крахмала на данных этапах технологического процесса подготовки круп, снижается способность крахмала к набуханию и клейстеризации. Это оказывает положительное влияние на формирование консистенции рассыпчатых каш из этих круп - каша получается более рассыпчатой. * при запекании изделий; * при выпечке изделий из теста. При запекании и выпечке в корочке, образующейся на поверхности кулинарных изделий, идёт накопление небольшого количества декстринов, которые обусловливают образование румяной окраски.

Литература 1. 2. 3. 4. 5. Ковалёв Н. И. , Куткина М. Н. и др. Технология приготовления пищи. Учебник для средних специальных и высших учебных заведений. – М. : Издательский дом «Деловая литература» , 1999 г. – 480 с. ; В. С. Баранов, А. И. Мглинец, Л. М. Алёшина и др. Технология производства продукции общественного питания. Учебник для студентов, обуч. по специальности 1011 «Технология и организация общественного питания» . – М. : Экономика, 1986 г. – 400 с. ; Д. И. Лобанов. Технология производства продукции общественного питания. Издание четвёртое, дополненное и переработанное. - М. : Экономика, 1967 г. – 383 с. ; Скурихин И. М. , Нечаев А. П. Всё о пище с точки зрения химика: Справ. издание – М. : Высшая школа, 1991 г. – 288 с. ; Степаненко Б. Н. Курс органической химии. Изд. 4 -е, переработанное и дополненное. Учебник для ВУЗов. - М. : «Высшая школа» , 1972 г. – 600 с. с ил.