Крахмал и изменение крахмала при тепловой обработке

Размещено на http://www.allbest.ru/

Лекция

Крахмал и изменение крахмала при тепловой обработке

1. Строение крахмального зерна и свойства крахмальных сахаридов

Крахмал складывается в растительных клетках в виде крахмальных зерен. Крахмальное зерно - сложное биологическое образование, состоящее в основном из двух углеводных компонентов: амилозы и амилопектина (полимеров глюкозы). Молекулы амилозы состоят из остатков глюкозы, связанных в линейные цепочки, а амилопектин - из таких же остатков, но связанных в разветвленные цепи. В молекуле амилозы число остатков глюкозы колеблется от 60 до 1000, а в молекуле амилопектина - более 1000. Кроме этих полисахаридов, в состав крахмальных зерен входит фосфорная, кремниевая кислоты и другие вещества.

2. Гидролиз и декстринизация крахмала

При кулинарной обработке могут происходить следующие изменения крахмала: гидролиз (ферментативный и кислотный), декстринизация и клейстеризация. Ферментативный гидролиз происходит в картофеле при его варке, в тесте при его замесе и выпечке под действием ферментов (амилазы). Этот процесс будет разобран подробнее при изучении технологии дрожжевого теста. В результате гидролиза крахмала образуются сахара. При варке картофеля сахара переходят в отвар.

Кислотный гидролиз крахмала частично происходит при варке соусов, киселей из кислых ягод. При длительной варке соуса в декстрины и сахар превращается до 25% крахмала, содержащегося в муке. Это существенно влияет на вкус, усвояемость консистенцию соуса. Декстринизация крахмала происходит при нагревании его до температуры 1100 и выше. Она имеет место при жаренье картофеля, панированных изделий, выпекании мучных изделий, пассеровании муки, поджаривании крупы, запекании макаронных изделий и т. п. Образующиеся окрашенные пиродекстрины придают поверхностной корочке или всему продукту (муке, крупе) характерную окраску. При этом увеличивается количество водорастворимых веществ и изменяется вкус продукта.

3. Набухание и клейстеризация крахмала

Разрушение структуры крахмальных зерен и набухание их называется клейстеризацией, в результате которой образуются крахмальные студни. В зависимости от получающихся студней крахмалы делятся на картофельный - когда студни прозрачные, пшеничный или кукурузный - когда студни мутные. Процесс клейстеризации можно разделить на две стадии.

В первой стадии крахмальные зерна еще не теряют своей структуры, а во второй - превращаются в пузырьки. Оболочка этих пузырьков состоит из амилопектина; внутри находится раствор амилозы. Благодаря поглощению воды растворы крахмала делаются вязкими. Первая стадия клейстеризации происходит при нагревании крахмала с малым количеством воды (до 100% от его веса) до 100? или нагревании его с большим количеством воды до температуры клейстеризации. Эта стадия достигается при выпечке мучных изделий.

Вторая стадия клейстеризации происходит при нагревании крахмала с большим количеством воды до температуры выше температуры клейстеризации. Для различных видов крахмала эти температуры неодинаковы: для картофельного _ 62-68?, пшеничного - 53-57°Ж, кукурузного - 64-70?. При достижении второй стадии клейстеризации зерна поглощают значительное количество воды - 200-400%, Неодинаковое поглощение воды крахмалом в значительной степени обусловливает разные выходы рассыпчатых каш, приготовленных из различных круп.

Клейстеризация крахмала сопровождается значительным повышением количества растворимых веществ, главным образом за счет низкомолекулярных фракций амилозы. Водорастворимых веществ тем больше, чем больше воды поглощено крахмалом. По сравнению с крупой количество водорастворимых веществ в кашах возрастает в 2-10 раз. Особенно велико их содержание в рисовой и манной кашах, что в значительной степени обусловливает хорошую усвояемость этих каш, при длительном нагревании малых доз крахмала с большим количеством воды крахмальные зерна набухают, увеличиваются в объеме во много раз и образовавшиеся пузырьки разрушаются. При этом вязкость крахмального студня резко падает. Этим объясняется разжижение киселей с малым количеством крахмала при длительном кипячении. Разрушению структуры крахмальных зерен способствуют кислоты, особенно лимонная.

При хранении крахмальных студней наблюдается их старение (синерезис). При этом происходит перегруппировка частиц, образующих внутреннюю структуру студня, их уплотнение, в результате чего отделяется часть воды (например, при хранении киселей). Кроме того, происходит уменьшение количества растворимых веществ за счет перехода низкомолекулярных фракций амилозы в высокомолекулярные. Это наблюдается при хранении каши и макаронных изделий и вызывает снижение их качества. При повторном нагревании блюда из круп и макаронных изделий восстанавливают свои свойства, но не в одинаковой степени: в гречневой каше и вермишели водорастворимые вещества восстанавливаются довольно полно даже после 24-часового хранения, в пшенной - на 50 %, в рисовой - на 20 %. При хранении изделий в горячем состоянии старение крахмальных студней.

4. Гидролиз дисахаридов

Дисахариды гидролизуется под действием как кислот, так и ферментов

Кислотный гидролиз имеет место в таких технологических процессах, как варка плодов и ягод в растворах сахара различной концентрации (приготовление компотов, киселей, фруктово-ягодных начинок), запекание яблок, уваривание сахара с какой-либо пищевой кислотой (приготовление помадок).

Степень инверсии сахарозы зависит от вида кислоты, ее концентрации, продолжительности нагрева. В плодах и ягодах содержатся главным образом лимонная и яблочная кислоты. Первая количественно преобладает в ягодах, вторая - в семечковых и косточковых плодах. Цитрусовые содержат одну лимонную кислоту. Для приготовления кондитерской помадки используется обычно лимонная кислота, а при ее отсутствии - уксусная. Инверсионная способность различных органических кислот при одних и тех же условиях неодинакова. Она зависит от силы кислоты, т.е. константы ее диссоциации; скорость же реакции гидролиза сахарозы пропорциональна концентрации водородных ионов в среде.

Инверсионная способность лимонной, яблочной и уксусной кислот меньше, чем щавелевой соответственно в 11,15 и 50 раз. Степень инверсии сахарозы в различных кулинарных изделиях зависит от продолжительности теплового воздействия, вида и концентрации кислоты. При запекании яблок в жарочном шкафу без добавления сахара инвертируется около половины содержащейся в них сахарозы. Из овощей с более или менее значительным содержанием сахарозы тепловой обработке подвергаются морковь и свекла. Кислотность их значительно меньше, чем у плодов и ягод, рН =6,3-6,7. В свободном состоянии в них имеется только одна яблочная кислота. Благодаря малой кислотности клеточного сока при варке корнеплодов, продолжающейся сравнительно долго (свекла варится до 80 мин.), инверсии сахарозы не наблюдается. Ферментативному гидролизу подвергаются сахароза и мальтоза при брожении и в начальный период выпечки дрожжевого теста. Сахароза под воздействием фермента сахаразы расщепляется на глюкозу и фруктозу, а мальтоза под действием фермента мальтазы -- до двух молекул глюкозы.

5. Брожение

крахмал гидролиз брожение тесто

Глубокому распаду при брожении дрожжевого теста подвергаются моносахариды (глюкоза и фруктоза), содержащиеся в муке и образующиеся в тесте в результате гидролиза сахарозы и мальтозы. В дрожжевом тесте основную роль играет спиртовое брожение. Под действием ферментов дрожжей сахара превращаются в спирт и углекислый газ, последний разрыхляет тесто. Кроме углекислый газа и этилового алкоголя, при спиртовом брожении в незначительных количествах образуются побочные продукты: янтарная кислота, сивушные масла, уксусный альдегид, глицерин и др. Дисахариды (сахароза и мальтоза) непосредственно не подвергаются брожению. Они сбраживаются лишь после предварительного гидролиза на составляющие их моносахариды. Глубокий распад гексоз происходит также в процессе молочнокислого брожения, сопутствующего спиртовому. Молочнокислое брожение вызывается попадающими в тесто с мукой гомо- и гетероферментативными молочнокислыми бактериями. Первые из них сбраживают гексозы с образованием молочной кислоты, а вторые кроме молочной кислоты, образуют значительные количества уксусной кислоты, этилового спирта и других продуктов.

Размещено на Allbest.ru