Размещено на http://www.allbest.ru/

Крахмал: его свойства и значение в продуктах питания

Выполнила: Ерофеева Вероника

ученица 10 б класса

Научный руководитель:

Бухалина Н.Л.,

учитель биологии

Нижний Новгород 2015



1. Свойства крахмала

1.1 Физические и химические свойства

Безвкусный аморфный порошок белого цвета, нерастворимый в холодной воде. Под микроскопом видно, что это зернистый порошок; при сжатии порошка крахмала в руке он издаёт характерный скрип, вызванный трением частиц. Энергетическая ценность 100 г крахмала (в ккал/кДж): картофельного -- 299/1251; кукурузного -- 329/1377. Крахмал хорошо усваивается организмом.

Основные виды крахмала: картофельный -- получают из клубней картофеля, образует вязкий прозрачный клейстер; кукурузный -- молочно-белый непрозрачный клейстер, имеет невысокую вязкость, с запахом и привкусом, характерными для зерна кукурузы; пшеничный -- обладает невысокой вязкостью, клейстер более прозрачный по сравнению с кукурузным.

Амилопектиновый крахмал получают из восковидной кукурузы. Клейстер из такого крахмала обладает хорошей вязкостью и влаго-удерживающей способностью. С раствором йода амилопектиновый крахмал дает характерное красно-коричневое окрашивание.

Высокоамилозный крахмал получают из высокоамилозных сортов кукурузы. Такой крахмал применяется в виде прозрачных пленок и съедобной пищевой оболочки в пищевой промышленности.

Кроме традиционных видов сырья (Картофеля, кукурузы, пшеницы) для производства крахмала в некоторых регионах используют и такие виды крахмалосодержащего сырья, как ячмень, рожь, рис (рисовая дробленка), горох.

В горячей воде набухает (растворяется), образуя коллоидный раствор -- клейстер. В воде, при добавлении кислот (разбавленная H2SO4 и др.) как катализатора, постепенно гидролизуется с уменьшением молекулярной массы, с образованием т. н. «растворимого крахмала», декстринов, вплоть до глюкозы.

Молекулы крахмала неоднородны по размерам. Крахмал представляет собой смесь линейных и разветвлённых макромолекул.

При действии ферментов или нагревании с кислотами подвергается гидролизу. Уравнение:

1.2 Свойства крахмала

Крахмал - растительный полисахарид со сложным строением. Он состоит из амилозы и амилопектина; их соотношение различно в различных крахмалах (амилозы 13 - 30%; амилопектина 70 - 85%).

Амилоза и амилопектин (их свойства приведены в таблице 1) в растениях формируются в виде крахмальных зерен, структура которых до конца не выяснена.

Таблица 1. Свойства амилозы и амилопектина

Свойства	Амилоза	Амилопектин
Молекулярная масса	50 тыс. - 2 млн.	От 1 до нескольких млн
Способность к ретроградции	Высокая	Низкая
Продукты действия в-амилазы	Мальтоза	Мальтоза; в-предельный декстрин
Продукты действия глюкоамилазы	D-глюкоза	D-глюкоза
Форма молекулы	Линейная	Разветвленная

Крахмал является важным компонентом пищевых продуктов, исполняя роль загустителя и связывающего агента. В одних случаях он присутствует в сырье, которое перерабатывается в пищевые продукты (например, хлебобулочные изделия). В других его добавляют для придания продукту тех или иных свойств - он используется широко при производстве пудингов, концентратов супов, киселей, соусов, салатных приправ, начинок, майонеза; один из компонентов крахмала - амилоза используется для пищевых оболочек и покрытий.

К основным физико-химическим свойствам крахмала, имеющим большое значение для пищевых продуктов относятся способность крахмала к клейстеризации, вязкость клейстеризованных растворов и их способность давать студни. Неповрежденные крахмальные зерна нерастворимы в воде, но могут обратимо впитывать влагу и легко набухают. Увеличение диаметра зерен при набухании зависит от вида крахмала. Например, для обычного кукурузного крахмала - 9,1%, для восковидного - 22,7%.

Клейстеризация крахмала проявляется при его нагревании в воде, и эта его способность к клейстерообразованию обусловлена наличием в нем амилопектина. В первой фазе нагревания вода медленно и обратимо поглощается зернами крахмала, причем происходит их ограниченное набухание. Вторая фаза характеризуется тем, что зерна быстро набухают, во много раз увеличиваясь, поглощая большое количество влаги и быстро теряя двойное лучепреломление, т. е. свою кристаллическую структуру. При этом вязкость крахмальной суспензии быстро возрастает, и небольшое количество крахмала растворяется в воде. В третьей фазе набухания, протекающей при повышенных температурах, зерна становятся почти бесформенными мешочками, из которых вымылась наиболее растворимая часть крахмала. Как правило, большие крахмальные зерна клейстеризуются при более низкой температуре, чем мелкие. Температуру, соответствующую разрушению внутренней структуры крахмальных зерен, называют температурой клейстеризации. Она зависит от источника получения крахмала (табл. 2).

Таблица 2. Зависимость температуры клейстеризации крахмала от источника получения

Источник	Содержание амилозы, %	Температуры клейстеризации, °С
Кукуруза	28	62 - 70
Картофель	23	58 - 66
Тапиока	-	52 - 64
Пшеница	26	53 - 65
Рис	18	61 - 78
Рожь	-	57 - 70
Ячмень	22	56 - 62
Овес	27	56 - 62
Сорго	25	69 - 75
Горох	35	57 - 70
Фасоль	24	64 - 67
Восковидная кукуруза	1	63 - 72

Вязкость крахмальных клейстеров имеет очень важное практическое значение. При этом вязкость амилопектиновой фракции выше, чем амилозной, вследствие своего ветвистого строения молекулы амилопектина (внутреннее трение, у растворов с такими объемистыми молекулами больше).

Кривые вязкости, полученные на ротационном вискозиметре, показывают, что сначала увеличение температуры ведет к крутому подъему вязкости, что связано с набуханием крахмальных зерен. Затем набухшие крахмальные зерна разрываются и дезинтегрируют, вызывая падение вязкости (рис. 1). Наклон кривых сильно различается для различных краxмалов.

Рис. 1. Изменение вязкости в процессе клейстеризации крахмальной суспензии.

Пищевые кулинарные изделия, получаемые из крахмала (соусы, подливки, кисели и пр.), должны обладать необходимой вязкостью. Чем большую вязкость имеет клейстер, содержащий определенное количество крахмала, тем меньше его надо расходовать для получения продуктов с требуемой вязкостью. Картофельный крахмал дает клейстеры со значительно большей (в среднем) вязкостью, чем кукурузный. Для получения клейстеров с одинаковой вязкостью нужно брать разные количества того или иного крахмала.

Клейстеризация крахмала, вязкость крахмальных растворов, характеристика крахмальных гелей зависят не только от температуры, но и от вида и количества других присутствующих компонентов. С этим необходимо считаться, поскольку в процессе производства пищевых продуктов крахмал находится в присутствии таких веществ, как сахар, белки, жиры, пищевые кислоты и вода.

Высокие содержания сахара уменьшают скорость клейстеризации крахмала, снижают пик вязкости. Дисахариды являются более эффективными с точки зрения замедления клейстеризации и снижения пика вязкости, чем моносахариды. Кроме того, сахара уменьшают силу крахмальных гелей, играя роль пластификатора и вмешиваясь в образование зон связывания.

На клейстеризацию крахмала при производстве пищевых продуктов оказывают влияние и липиды - триглицериды (жиры, масла), моно- и диглицериды. 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. При производстве пекарских изделий эти два фактора (большие концентрации жира и низкая а_w) вносят большой вклад в неклейстеризацию крахмала.

Моноглицериды жирных кислот (С₁₆ - С₁₈) приводят к увеличению температуры клейстеризации, увеличению температуры, соответствующей пику вязкости, уменьшению силы геля. Это связано с тем, что компоненты жирных кислот в моноацилглицеридах могут образовывать соединения включения с амилозой, а, возможно, и с длинными внешними цепями амилопектина.

Кислоты присутствуют во многих продуктах, где используется крахмал в качестве загустителя. При низких рН (салатные приправы, фруктовые начинки) имеет место значительное снижение пика вязкости крахмальных клейстеров и быстрое снижение вязкости при нагревании.

Поскольку при низких 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.

Студнеобразующая способность проявляется при достаточном содержании крахмала в клейстерах, а образование и свойства студней из них зависят, в основном, от амилозной фракции. Известно, что студни образуются в тех случаях, когда молекулы имеют цепочное (линейное) строение.

Образование студней используется, например, при изготовлении киселей, запеканок, конфет, колбас и др.

Свойства крахмальных студней зависят от концентрации крахмала, продолжительности выстойки и других факторов. Прочность студней быстро возрастает при их хранении и выстойке, причем наиболее быстро у концентрированных студней.

Студни из крахмалов разных видов по своим свойствам не одинаковы.

Студни, изменившие первоначальную прочность во время хранения, после вторичного нагревания приобретают ее снова, т. е. явления структурообразования обратимы при нагревании, причем у рисовых и пшеничных крахмалов наблюдается полная обратимость, а у картофельных - ограниченная.

У крахмальных студней, особенно из картофельного крахмала, с течением времени наблюдается синерезис, проявляющийся в том, что в результате уплотнения гелевой структуры выделяется свободная вода на поверхности.

В молекуле крахмала имеется много свободных гидроксильных групп, которые способны вступать в химические реакции со многими соединениями и давать эфиры и различные производные. На этом основано получение различных модифицированных его производных.

Модифицированные, или измененные, крахмалы, обладающие новыми свойствами, находят все большее и разнообразное применение в различных отраслях пищевой промышленности.

Модифицированные крахмалы имеют, как правило, такой же внешний вид, как и обычный (нативный) крахмал. Однако, воздействуя на него различными физическими, химическими и биологическими реагентами, изменяющими направленно такие его свойства, как растворимость, вязкость, прозрачность, стабильность клейстеров и другие физико-химические параметры, получают крахмалы с удивительными свойствами. Крахмалы, свойства которых изменены в результате специальной обработки, называют модифицированными крахмалами.

Основными превращениями, которые претерпевают крахмалы в

1. Расщепление (деполимеризация) полисахаридных компонентов крахмала с сохранением или без сохранения зернистой структуры.

2. Увеличение количества существующих или появление новых функциональных групп, перестройка структуры полисахаридных цепей в результате трансгликолизирования.

3. Потеря зернами крахмала первоначальной структуры и приобретение ими после дегидратации новой структуры.

4. Взаимодействие гидроксильных групп крахмала с различными химическими веществами с образованием эфирных связей и присоединением их остатков.

5. Одновременная полимеризация блоков частичного гидролиза крахмала и других мономеров (сополимеризация) с образованием новых соединений.

Модифицированные крахмалы могут быть получены путем одного из указанных превращений или в результате двух и более превращений, протекающих одновременно или последовательно.

Набухающие крахмалы получают полной или частичной клейстеризацией нативного или модифицированного крахмала в воде при нагревании с последующим высушиванием клейстера и измельчением. Они способны набухать в холодной воде, полностью или частично переходить в растворимое состояние. Набухающие крахмалы вводят в сухие смеси мороженного, пудингов, кремов и других изделий быстрого приготовления.

Крахмал, модифицированный кислотой, получают при нагревании слабо подкисленной водной суспензии крахмальных зерен до температуры 45 - 50 °С. В зернах ослабляются межмолекулярные связи и происходит частичное расщепление гликозидных связей. Молекулы амилопектина становятся менее разветвленными, вследствие чего крахмал дает более прозрачные студни. Этот крахмал практически нерастворим в холодной воде, но хорошо растворим в кипящей воде. Для этого крахмала, по сравнению с исходным, характерна более низкая вязкость горячих клейстеров, уменьшение силы геля, увеличение температуры клейстеризации. Крахмал, модифицированный кислотой, широко применяют в пищевой промышленности: кукурузный и пшеничный - для приготовления конфет, рахат-лукума и других кондитерских изделий; картофельный - для пудинговых смесей.

Этерифицированные крахмалы. Известно, что крахмал может быть подвергнут этерификации. В пищевой промышленности чаще применяют крахмалофосфаты - эфиры крахмала и солей фосфорной кислоты. Их используют в качестве загустителей, стабилизаторов, эмульгаторов, не имеющих запаха и вкуса

Монофосфаты получают при нагревании крахмала с водорастворимыми фосфатами, солями орто-, пиро- или метафосфорной кислоты в течение 1 - 6 ч при повышенной температуре (обычно 50 - 60 °С). По сравнению с обычным крахмалом этот крахмал имеет более низкую температуру клейстеризации, набухает в холодной воде (СЗ = 0,07 и выше), имеет пониженную способность к ретроградации. Характеристика фосфатных зерновых крахмалов в принципе подобна картофельному крахмалу, который тоже содержит фосфатные группы. Монофосфатный крахмал применяют в замороженных продуктах в качестве загустителя, благодаря его исключительной стабильности при замораживании-оттаивании. Предварительно клейстеризованныи фосфатный крахмал диспергируется в холодной воде, благодаря чему может успешно использоваться в инстант-десертных порошкообразных продуктах и в мороженом.

В отличие от монофосфатного крахмала, в дифосфатном крахмале фосфат этерифицируется с двумя гидроксильными группами, часто из двух соседних крахмальных цепей. Таким образом, образуется химический мост между близлежащими цепями, и эти крахмалы относят к поперечно-сшитым крахмалам. Наличие ковалентной связи между двумя крахмальными цепями предохраняет крахмальные зерна от набухания, дает большую стабильность при нагревании и возможном гидролизе.

Поперечно-сшитые крахмалы могут быть получены реакцией крахмала (R-ОН) с би- и полифункциональными агентами, такими как триметафосфат натрия, оксихлорид фосфора, смешанные ангидриды уксусной и дикарбоновой (например, адипиновой) кислот.

Наиболее значительное изменение в свойствах поперечно-сшитого крахмала - высокая стабильность при повышенных температурах, низких значениях рН, механических воздействиях, снижение способности к ретроградации, стабильность при замораживании - оттаивании; при хранении клейстеров поперечно-сшитых крахмалов не наблюдается синерезис. Благодаря этим свойствам поперечно-сшитые крахмалы применяют в детском питании, салатных приправах, фруктовых начинках, в кремах.

Ацетаты крахмала низкой степени замещения получают путем обработки зерен крахмала уксусной кислотой или, предпочтительнее, ацетангидридом в присутствии катализатора (как правило при рН 7-11; t = 25 °С; СЗ = 0,5). Растворы ацетатов крахмала очень стабильны, поскольку наличие ацетил-групп препятствует ассоциации двух амилозных молекул и длинных боковых цепей амилопектина. Ацетаты крахмала по сравнению с обычным кукурузным крахмалом имеют пониженную температуру клейстеризации, пониженную способность к ретроградации, образуют прозрачные и стабильные клейстеры. Благодаря этим качествам ацетаты крахмала применяют в замороженных продуктах, пекарских изделиях, инстант-порошках и т.д.

Окисленные крахмалы вырабатывают с применением перманганата, гипохлорита, перекисей, йодной кислоты. Окислители вызывают гидролитическое расщепление гликозидных связей, окисление спиртовых групп в карбонильные и карбоксильные. Крахмал окисляют в водных суспензиях и полусухой. Окисленные крахмалы, по сравнению с исходным, способны давать менее вязкие, но более прозрачные и стабильные клейстеры. Их применяют в качестве заменителей агара, агароида при производстве желейных кондитерских изделий, для стабилизации мороженого и др. Диальдегидный крахмал, полученный под действием йодной кислоты (со степенью окисления до 2%), используют в хлебопечении, он оказывает укрепляющее действие на клейковину муки.

1.3 Качественные реакции

Взаимодействует с иодом (окрашивание в синий цвет), образуется соединение включения. Эту реакцию открыли в 1814 году Жан-Жак Колен (Jean-Jacques Colin) и Анри-Франсуа Готье де Клобри (Henri-Franзoiа Gaultier de Claubry).

Крахмал, в отличие от глюкозы, не даёт реакции серебряного зеркала;

Подобно сахарозе, не восстанавливает гидроксид меди (II);

Биосинтез

Часть глюкозы, образующейся в зелёных растениях при фотосинтезе, превращается в крахмал:

6CO2 + 6H2O > C6H12O6 + 6O2

nC6H12O6(глюкоза) > (C6H10O5)n + nH2O

В общем виде это можно записать как 6nCO2 + 5nH2O > (C6H10O5)n+ 6nO2.

Крахмал в качестве резервного питания накапливается в клубнях, плодах, семенах растений. Так, в наиболее часто используемых для производства крахмала растениях, клубнях картофеля содержится до 24 % крахмала, в зёрнах пшеницы -- до 64 %, риса -- 75 %, кукурузы -- 70 %.

1.4 Модификация крахмала

В промышленности превращение крахмала в глюкозу (процесс осахаривания) происходит путём его кипячения на протяжении нескольких часов с разбавленной серной кислотой (каталитическое влияние серной кислоты на осахаривание крахмала было обнаружено в 1811 г. К. С. Кирхгофом). Чтобы из полученного раствора удалить серную кислоту, в него добавляют мел, получая из серной кислоты нерастворимый сульфат кальция. Последний отфильтровывают и вещество выпаривают. Получается густая сладкая масса -- крахмальная патока, которая содержит, кроме глюкозы, значительное количество остальных продуктов гидролиза крахмала.

Патока используется для приготовления кондитерских изделий и для разнообразных технических целей.

Если нужно получить чистую глюкозу, то кипячение крахмала ведут дольше, чем достигается более полное превращение его в глюкозу. Полученный после нейтрализации и фильтрования раствор сгущают, пока из него не начнут выпадать кристаллы глюкозы. Также в настоящее время гидролиз крахмала производят ферментативно, с использованием альфа-амилазы для получения декстринов различной длины, и глюкоамилазы ? для дальнейшего их гидролиза с получением глюкозы.

При нагревании сухого крахмала до 200--250 °C происходит частичное его разложение и получается смесь менее сложных, чем крахмал, полисахаридов (декстрин и другие).

Физическое изменение позволяет получать крахмал с высокой способностью удерживать влагу, что, в свою очередь, придаёт конечному продукту желаемую консистенцию. Модифицированный крахмал не имеет никакого отношения к генетически модифицированным организмам, так как является веществом, а не организмом, и никаких генов не имеет.

1.5 Пищевое значение

В желудочном тракте человека и животного крахмал поддаётся гидролизу и превращается в глюкозу, которая усваивается организмом. Промежуточными продуктами гидролиза крахмала являются декстрины.

Крахмал как пищевая добавка используется для загущения многих пищевых продуктов, приготовления киселей, заправок и соусов.

Крахмал является наиболее распространённым углеводом в рационе человека и содержится во многих основных продуктах питания. Главными источниками крахмала в мире являются Зерновые культуры: рис, пшеница, кукуруза; различные корнеплоды, в том числе картофель, а также маниок.[3] Большинство других крахмалистых продуктов произрастают только в местах с определённым климатом, например: рожь, ячмень, гречиха, овёс, пшено, жёлуди, бананы, каштаны, сорго, батат, плоды хлебного дерева, ямс, таро, чилим, маранта, арракача, канна, колоказия, кандык японский, пуэрария дольчатая, маланга, кислица клубненосная, такка перистонадрезанная, саго, и многие виды бобовых, таких как чечевица, бобы садовые, маш, горох лущильный, нут.

Широкоизвестными блюдами, содержащими крахмал, можно назвать: хлеб, блины, лапшу, макароны, каши, кисели и различные лепёшки, в том числе тортильи.

Для пищеварительных ферментов расщепление кристаллического крахмала (класс РК3) представляет некоторую сложность. Сырой крахмал плохо растворим в воде.



2. Технология производства крахмала и крахмалопродуктов

2.1 Технология производства картофельного крахмала

Как было сказано выше, крахмал можно изготовить, используя различное растительное сырье. При этом технология производства немного различна. В своей работе я подробно опишу технологию производства крахмала на примере картофельного.

От грязи и посторонних включений картофель отмывают на картофелемойке, потом подают на измельчение. Чем сильнее он будет измельчен, тем полнее будет выход крахмала из клеток, но при этом важно не повредить сами зерна крахмала. Сначала картофель двукратно измельчают на скоростных картофелетерках. Принцип их действия заключается в истирании клубней между рабочими поверхностями, образованными закрепленными на вращающемся барабане пилками с мелкими зубьями. На терках первого измельчения пилки выступают над поверхностью барабана на 1,5…1,7 мм, на терках второго измельчения - не более 1 мм. При втором измельчении дополнительно извлекают 3…5 % крахмала. Качество измельчения также зависит от состояния картофеля (свежий картофель измельчается лучше, чем мороженый или вялый).

После измельчения клубней, обеспечивающего раскрытия большей части клеток, получают смесь, состоящую из крахмала, почти полностью разрушенных клеточных оболочек, некоторого количества неразрушенных клеток и картофельного сока. Эту смесь называют картофельной кашкой. Крахмал, оставшийся в неразорванных клетках, теряется с побочным продуктом производства - картофельной мезгой. Этот крахмал принято называть связанным, а выделенный из клубней картофеля - свободным. Степень измельчения картофеля оценивают коэффициентом измельчения, который характеризует полноту разрушения клеток и количество извлечения крахмала. Его определяют отношением свободного крахмала в кашке к общему содержанию крахмала в картофеле. При нормальной работе он не должен быть меньше 90 %. Для повышения качества крахмала, его белизны и предупреждения развития микроорганизмов в картофельную кашку добавляют диоксид серы или сернистую кислоту.

В состав азотистых веществ сока входит тирозин, который под действием фермента тирозиназы окисляется с образованием окрашенных соединений, которые могут сорбироваться зернами крахмала и снижать белизну готовой продукции. Поэтому сок отделяют от кашки сразу же после измельчения. Для выделения песка из крахмальной суспензии и отделения мезги с картофельным соком используют гидроциклоны. Принцип их действия основан на возникающей при вращении центробежной силе. В результате обработки получают суспензию крахмала концентрацией 37…40 %. Ее называют сырым картофельным крахмалом.

Для высушивания крахмала наиболее часто используют непрерывно действующие пневматические сушилки разной конструкции. В основу их работы положен принцип сушки разрыхленного крахмала в движущемся потоке горячего воздуха. Выход готового крахмала зависит от содержания его в перерабатываемом картофеле и от потерь крахмала с побочными продуктами и сточными водами. В связи с этим содержание крахмала в картофеле, поступающем на переработку, нормировано стандартом и должно составлять не менее 13…15 %, в зависимости от зоны возделывания.

При производстве крахмала предусмотрен его выпуск в двух формах: сухой и сырой картофельный крахмал. Количество сырого картофельного крахмала определяют в соответствии с ОСТ 10-103-88. Различают сырой крахмал марки А и марки В с влажностью 38 и 50 % соответственно. В зависимости от качества (цвета, наличия вкраплении, постороннего запаха) сырой крахмал подразделяют на три сорта - первый второй и третий. Сырой крахмал - скоропортящийся продукт и длительному хранению не подлежит, для консервации можно использовать диоксид серы 0,05 %-ной концентрации.

Сухой крахмал фасуют в мешки и мелкую упаковку. Картофельный крахмал упаковывают в двойные тканевые или бумажные мешки, а также мешки с полиэтиленовыми вкладышами массой не более 50 кг. По качеству крахмал, в соответствии с требованиями ГОСТ 7699-78 «Крахмал картофельный» подразделяют на следующие сорта: «Экстра», высший, первый и второй. Влажность крахмала должна быть 17…20 %, содержание золы 0,3…1,0 %, кислотность 6…20? в зависимости от сорта. Содержание сернистого ангидрида не более 0,005 %. Важный показатель, характеризующий чистоту и белизну крахмала, - количество крапин на 1 квадратный дм при рассмотрении невооруженным глазом. Для «Экстра» - 80, для высшего - 280, для первого - 700, для второго не нормируется. Крахмал второго сорта предназначен только для технических целей и промышленной переработки. Гарантийный срок хранения крахмала 2 года со дня выработки при относительной влажности воздуха не более 75 %.

2.2 Модифицированные крахмалы

Набухающий крахмал получают высушиванием клейстера на специальных сушилках с последующим измельчением пленки в порошок, частицы которого набухают при смачивании водой и увеличиваются в объеме. Набухающий крахмал используют в пищевой промышленности (продукты быстрого приготовления, стабилизаторы и загустители).

Окисленный крахмал получают путем окисления крахмала различными окислителями. В зависимости от способа окисления продукция имеет различную вязкость и желирующую способность. Ее применяют в бумажной промышленности для повышения прочности бумаги в качестве дубильного вещества, а при низкой степени окисления (до 2 %) в пищевой промышленности.

Желирующий крахмал - один из видов окисленного крахмала; получают обработкой крахмальной суспензии перманганатом калия в кислой среде. Применяют в качестве желирующего средства взамен агара и агароида.

У крахмала глюкозидные остатки содержат ряд реакционных групп у разных углеродных атомов. Способность этих групп вступать в реакции замещения используют для производства замещенных крахмалов. Монокрахмалфосфаты образуют стабильные клейстеры, отличающиеся повышенной прозрачностью, устойчивостью к замораживанию и оттаиванию. Дикрахмалфосфаты образуют клейстеры, устойчивые к нагреванию и механическому воздействию. Их используют при производстве майонезов, кондитерских изделий, салатных приправ, мясных изделий и др.

Ацетилинированный крахмал (ацетат крахмала) обладает способностью образовывать стабильные прозрачные клейстеры, при высыхании которых образуются прочные пленки. В пищевой промышленности их используют в качестве загустителей.



3. Товароведение и крахмалопродукты

3.1 Товароведение крахмала

В настоящее время для отбора проб и лабораторного анализа качества крахмала действует ГОСТ 7698-93 «Крахмал, правила приемки и методы анализа». В своей работе я опишу те виды и методы анализа, которые без труда можно провести в простейшей лаборатории.

На каждом мешке должны быть бирки, вшитые в горловину мешка, или бумажные этикетки. На маркировке должна быть указана следующая информация: организация к которой принадлежит изготовитель, наименование изготовителя, адрес, наименование продукции, сорт, масса нетто, брутто, количество упакованных единиц (для расфасованного), номер стандарта, серия и номер партии. Последнее должно соответствовать сопроводительным документам. Затем производят отбор средней пробы. Для партии в 16 тонн примерно из 5 различных мешков берут 1 килограмм. Из этого количества методом квартования выделяют среднюю пробу. Крахмал как говорилось выше можно изготовить из различных злаков, а также картофеля и вид крахмальных зерен у них различный, поэтому не составляет труда отличить один вид крахмала от другого. В пробирке приготавливают суспензию крахмала и дистиллированной воды, каплю смеси помещают на предметное стекло и рассматривают под микроскопом. Зерна картофельного крахмала имеют овально-круглую форму, а на их поверхности расположены концентрические полоски. Зерна кукурузного крахмала многогранные, раза в четыре мельче картофельных и с трещиной посередине. Для пшеничного крахмала характерны зерна круглой или эллиптической формы средних размеров. Рисовый крахмал состоит из мелких зерен, имеющих многогранную форму и собранных в цепочки, грозди и другие структуры. При наличии в крахмале одного вида, зерен другого он оценивается как нестандартный.

После определения принадлежности проводят органолептическую оценку крахмала. крахмал амилопектиновый высокоамилозный

Цвет. Небольшое количество крахмала насыпают на доску и разравнивают поверхность, рассматривают при дневном свете. Цвет должен быть белым. У картофельного крахмала сорта «Экстра» и высшего сорта должен быть кристаллический блеск. У второго сорта допускается сероватый оттенок, а у кукурузного - допускается желтоватый оттенок.

Запах. Небольшое количество крахмала берут на ладонь, согревают дыханием и нюхают. Для усиления запаха крахмал помещают в стакан, обливают водой (температурой 50 гр. С), через 30 секунд воду сливают и определяют запах. Изначально крахмал имеет слабый запах, обусловленный присутствием летучих веществ (в основном эфирных масел). Посторонние запахи в крахмале могут появиться либо в результате порчи крахмала (молочнокислом, масляно-кислом брожении), либо в результате адсорбции крахмалом посторонних пахучих веществ. Всякий посторонний запах в крахмале считается недопустимым.

Хруст. Хруст свидетельствует о наличии в крахмале песка. Определение хруста производится в клейстере, приготовленном из исследуемого крахмала. Крахмал (10г) размешивается в холодной воде (40мл) в крахмальное молоко. В стакане параллельно нагревают 150мл воды до кипения. В кипящую воду при непрерывном помешивании вливают крахмальное молоко. Полученный клейстер доводят до кипения, охлаждают и пробуют на вкус, отмечая наличие хруста при разжевывании.

За органолептической оценкой следует определение количества крапин. Крапины - это темные включения, обусловленные наличием в крахмале очень мелких частиц картофельной мезги, оболочек кукурузного зерна и т.д. Чем ниже сорт крахмала, тем больше в нем крапин. Для определения количества крапин 50г крахмала высыпать на доску, разровнять, на поверхность положить стеклянную пластинку, вырезанную из обычного стекла размером 10х10 см с разбивкой на клетки, площадью 1 см2 каждая. Пробу крахмала слегка придавливают стеклом и считают крапины на площади в 1 см2. После этого крахмал перемешивают и повторяют подсчет крапин. Подсчет производят не менее 5 раз.

Количество крапин (А) штук на I дм2 вычисляют по формуле:

A = (N 100) / (5 I)

где N - общая сумма крапин после 5 измерений,

I - площадь очерченного прямоугольника, см2.

Влажность крахмала определяют высушиванием его в бюксах при 130?С в течение 45 минут (метод высушивания до постоянной массы). Взвешивают предварительно высушенный и охлажденный пустой бюкс с крышкой, отвешивают в него 5г крахмала и помещают в сушильный шкаф в открытом виде при температуре около 130?С. Как только температура в шкафу достигнет 130С, замечают время и сушат 45 минут. Охлаждают бюкс в закрытом виде в эксикаторе 10-15 минут и взвешивают.

Влажность определяют по формуле:

ВЛ = ((а - в) 100) / m

где а - масса бюксы с навеской до высушивания,

в - масса бюксы с навеской после высушивания,

m - навеска крахмала (5г).

Кислотность характеризует чистоту и степень свежести крахмала, является показателем сорта. Для определения кислотности навеску в 20 г крахмала переносят в коническую колбу, приливают туда 100 мл дистиллированной воды, прибавляют 5-8 капель раствора фенолфталеина и титруют 0,1Н раствором KOH до ярко-розовой окраски, не исчезающей в течение 1 минуты. Так как крахмал способен адсорбировать фенолфталеин, то перед концом титрования еще раз прибавляют 5-6 капель раствора фенолфталеина.

Кислотность вычисляют по формуле:

А = (V · 100 · 100 · K)/(m · (100 - ВЛ))

где V - количество мл 0,1Н раствора KOH, пошедшее на титрование,

K - коэффициент нормальности щелечи,

M - навеска исследуемого крахмала,

ВЛ - влажность крахмала в %.

Заключение о сорте крахмала делают по следующему принципу. Если любой из показателей, выявленных во время анализа соответствует более низкому сорту то этот сорт и устанавливается. Например если по всем показателям кроме количества крапин крахмал можно отнести к сорту «Экстра», а количество крапин соответствует первому сорту, то дается заключение что этот крахмал первого сорта.

Кроме вышеперечисленных требований к крахмалу еще предъявляются и требования по безопасности. В соответствии с СанПин 2.3.2.560-96 «Крахмал, патока и продукты их переработки» п. 6.9.8 они следующие:

3.2 Возможные методы фальсификации крахмала

Любой пищевой и не только продукт может стать объектом фальсификации. Не исключение и крахмал. Причина любой фальсификации в стремлении продавца (производителя, оптового продавца) получить большую прибыль не совсем честным способом, а именно обманом покупателей.

Наиболее древний и широко используемый метод - количественная фальсификация. Он может включать в себя такие способы как неправильная установка весов, неправильная установка на 0, неправильное расположение товара на весах, в общем, все методы обмана покупателей связанные с использованием измерительных приборов. Сюда же можно отнести такой способ как хранение крахмала в помещениях с повышенной влажностью для того, чтобы он впитал влагу и стал тяжелее.

Качественная фальсификация состоит из таких методов как пересортица (продажа одного сорта товара под видом другого), частичная замена одного вида товара другим видом или вообще непищевым продуктом, а также продажа некачественного или просроченного товара. Примером пересортицы может послужить продажа картофельного крахмала первого сорта под видом сорта «Экстра» и т.п. Этот вид фальсификации опасен тем, что некачественный (например, с превышенным содержанием патогенных микроорганизмов) или просроченный товар может причинить вред здоровью покупателя, а в исключительных случаях и послужить причиной смерти. Насколько я знаю, по нашей области пока не было случаев отравления или смертельных случаев связанных с употреблением в пищу некачественного крахмала, но опасность все равно существует. Те же тяжелые металлы имеют свойство накапливаться в организме и медленно угнетать его жизненные функции.

Существует также стоимостная фальсификация - продажа одних товаров по ценам других и тому подобные действия. Фальсификацией так же считается и неправильная информация о товаре или частичное (полное) ее отсутствие. Поддельными могут быть и сертификаты качества, соответствия и т.д.

Любая фальсификация уголовно наказуема.



Практическая часть

Цель: поиск крахмала в продуктах питания и изучение его свойств.

Задачи:

· изучить один из способов обнаружения крахмала в продуктах питания и растениях,

· узнать о сфере применения крахмала

Если подробнее изучим крахмал, познакомимся с его свойствами, то эти знания помогут нам оценить пользу и вред продуктов, которые мы потребляем в пищу и, возможно, внести изменения в свой рацион питания.

План:

1) определить наличие крахмала в овощах и фруктах: картофель, лук, банан и имбирь;

2) опытным путём с помощью раствора йода проверить крахмал в продуктах питания.

Из словарных статей нам стало известно, что крахмал получали из картофеля и пшеницы. Известно, что пшеничный крахмал получали в Древней Греции и Риме. В странах Европы крахмал из картофеля стали получать в 17 веке.

А в нашей лаборатории два вида картофеля - белый и красный. Очистили клубни, взвеси, взяли по 300 граммов каждого сорта. Натёрли картофель на тёрке, залили водой, дали отстояться и профильтровали через марлю. Картофельную гущу разбалтываем с водой и пропускаем через сито. Вода вымывает крупицы крахмала из картофеля. Когда крахмал осел на дно, воду слили. Весы показали разницу - 2 грамма в пользу белого картофеля.

Но оказывается, наибольшее содержание крахмала в зёрнах злаков: пшеницы, ржи, кукурузы, риса - до 80% крахмала, в клубнях картофеля только до 25%.

Изучим некоторые свойства крахмала.

1. При смешивании крахмала с водой, крахмал не растворяется, на дне ёмкости появляется осадок. В горячей воде набухает, становится вязким, получается клейстер.

2. Вкус, свойственный крахмалу, не сильно выражен.

3. Проверили реакцию йода с крахмалом. В ёмкости, где был раствор воды с крахмалом и пищевой содой, добавили йод. В результате взаимодействия йода с крахмалом, жидкость окрасилась в синий цвет.

Продолжаем исследования. Повар школьной столовой рассказала, что крахмал используется для приготовления киселей, соусов, добавляется к тесту при замешивании лапши, выпечке пирожных, изготовлении колбас, конфет.

Учитель биологии объяснила, что крахмал - сложный углевод, организму нужно много трудиться для расщепления этого вещества. Поэтому сторонники здорового питания предпочитают углеводы, который легко усваивается организмом, например, мёд.

Где же прячется крахмал? В каких продуктах он есть? Предупреждают ли производители, что в составе того или иного продукта есть крахмал? Для опытов нужно использовать овощи, фрукты и некоторые продукты питания.

Первым прошёл испытания картофель: сырой. Йодные пятна на срезе клубня стали синими - так реакция с йодом обнаруживает крахмал в продукте.

Когда картофель отварили, белый картофель разварился, а красный остался целым. Значит содержание крахмала влияет на качество продукта.

Мы знаем, что крахмал есть во всех злаках. Закономерно, что хлебный мякиш окрасился в тёмно-фиолетовый цвет, как и тесто, и манная крупа.

Проверяем овощи и фрукты на содержание крахмала. Опытам с йодом подвергли ломтики лука, имбиря, лимона, банана и ранеток.

Крахмал содержится во многих овощах и фруктах, есть растения, овощи, которые не содержат крахмал.

Исследуем другие продукты питания. В сахаре, соли крахмала нет. Проверили молочные продукты сметану, кефир, творог. В натуральных молочных продуктах крахмала быть не должно. Но некоторые производители, для того чтобы сделать продукт более густым, добавляют крахмал или муку. Результат порадовал - крахмал в молочных продуктах, произведённых нашим молокозаводом, не обнаружен.

В нашей лаборатории продукт, который считается лёгким, полезным, йогурт.

В составе йогурта «Fruttis» крахмал не указан, и производители йогурта «Danone» тоже держат в тайне крахмал, заменяя его словом «загуститель». При нанесении йода на эти йогурты мы наблюдали изменение цвета пятна, что доказывает наличие крахмала.

На упаковке йогурта «Нежный» мы с трудом обнаружили слово «крахмал», и опыт подтвердил его наличие. В списке составляющих «Растишки», находим крахмал! Но пятно не стало синим. Значит крахмала в этом йогурте мало, и реакция не произошла.

Производители «Фругурта» указали, что в качестве загустителя применили пектин - натуральный фруктовый сироп. Действительно, пятно йода осталось коричневым.

Теперь вы тоже сможете выбрать йогурт наиболее полезный для здоровья. А чтобы получить ответы на вопросы, не обязательно ждать, когда мы начнём изучать химию. Можно просто устроить лабораторию на кухне!

В результате мы установили, что многие продукты содержат крахмал.

Не нужно отказываться от киселей. А красивые накрахмаленные салфетки и скатерти? Крахмал применяют при изготовлении бумаги и картона. Так же крахмал идёт на производство спичек, кра-сок. Даже Рембрандт добавлял в краски пшеничный крахмал, делавший краски более вязкими, густыми и прозрачными. Крахмал используют в медицине для мазей, таблеток, порошков.

Проведя исследования, мы выяснили, что отказываться от крахмалосодержащих продуктов не стоит. Дело не в крахмале, а в нашем отношении к своему здоровью. Больше двигайтесь, занимайтесь спортом, ешьте свежие фрукты и овощи, поменьше булочек и полуфабрикатов. И тогда никакой крахмал не навредит вашему здоровью.



Заключение

Крахмал - незаменимый. Товароведение не просто изучает потребительские свойства товара. Одна из важнейших задач товароведения - оградить потребителя от некачественных товаров и недобросовестных продавцов. Особенно актуальной эта задача стала в настоящее время, когда каждый день на рынке появляются новые производители товаров. Открыть дорогу тем из них, кто производит товары наилучшего качества, и закрыть ее тем, кто пытается «схалтурить» и нажиться на обмане. Это в равной степени относится и к торговым организациям и отдельным продавцам.

Простейшие основы товароведения продовольственных товаров позволяют даже по их внешнему виду приблизительно определить качество и избежать обмана на рынках и в магазинах городов.

Товароведение это один из тех предметов, основы которого, на мой взгляд, должен знать каждый. Лучше когда человек выбирает товар, руководствуясь теоретическими знаниями о нем полученными в учебном заведении, чем когда он выбирает товар, наученный собственным горьким опытом. Я думаю, стоит подумать о введении этого предмета во всех высших и средне-специальных учебных заведениях в качестве общеобразовательного. Это нужно каждому человеку.

Одна из особенностей товароведения это связь с другими науками, такими как стандартизация, химия, физика. Совместная работа ученых по разработке новых стандартов (прежние безнадежно устарели, или далеки от мировых), методов исследований, методов защиты товаров от подделки и т.д. позволит более оперативно проводить такие мероприятия как сертификация, идентификация, и простая проверка качества товаров. Это сведет к минимуму возможность подделки товаров и обмана покупателей, сделает всю рыночную систему более гибкой и эффективной и позволит России беспрепятственно и успешно влиться в мировую рыночную систему.

Размещено на Allbest.ru

...