Модифицированные крахмалы.

Доклад

На тему: «МОДИФИЦИРОВАННЫЕ КРАХМАЛЫ»

Выполнили: студенты 345 группы

Захарова Н.

Тихонова А.

Принял: Иванченко О. Б.

Санкт-Петербург, 2012 год

Модифицированные крахмалы.

Крахмал – необходимый элемент питания человека, отвечающий за поставку энергии для функционирования организма. Это высокомолекулярный полисахарид, молекулы которого построены из остатков глюкозы. Получают его из картофеля, кукурузы, риса. Содержится во всех злаковых культурах. Зерна крахмала состоят из двух видов полимеров – амилозы и амилопектина. Они различаются строением (амилоза имеет преимущественно линейную структуру, а амилопектин – разветвленную) и физико-химическими свойствами. По мере того, как растение синтезирует молекулы крахмала, оно откладывает их последовательными слоями, образовывая прочно упакованную гранулу (зерно). Соседние молекулы амилозы и открытые ветви амилопектина связываются посредством водородных связей параллельно друг другу, где только возможно, образуя радиально ориентированные кристаллические пучки - «мицеллы». Мицеллы сохраняют гранулу в целости, позволяя проводить набухание в горячей воде без полного разрушения и растворения молекул крахмала.

Молекулы крахмала являются реакционно-способными соединениями, активно взаимодействуют с ионами металлов, веществами окислительного действия, поверхностно-активными веществами, поэтому природные свойства крахмалов могут быть изменены в результате физического, химического, биологического и комбинированного воздействия.

Использование немодифицированных крахмалов в пищевой промышленности ограничено. Немодифицированные гранулы легко впитывают вагу, быстро набухают, разрушаются и теряют вязкость.

Крахмалы модифицируют для того, чтобы усилить или ослабить их природные качества в соответствии с поставленными технологическими требованиями к качеству продукта: с целью увеличения вязкости, улучшения связывания влаги, повышения стабильности, улучшения вкуса и придания блеска, для обеспечения желирования, диспергирования, с целью замутнения.

В соответствии с ГОСТ Р 51953-2002 «Крахмал и крахмалопродукты», модифицированными крахмалами (МДК) называют крахмалы, свойства которых направленно изменены в результате физической, химической, биохимической или комбинированной обработки. Из этого определения видно, что для производства МДК не применяются методы генной инженерии. Модификация крахмала е касается структуры его ДНК. Крахмал приобретает необходимые свойства с помощью физических, химических, биохимических и комбинированных преобразований.

Для производства модифицированного и обычного крахмала могут быть использованы генетически модифицированные кукуруза или картофель. Однако сам крахмал и его модификации могут содержать только следы, отдельные фрагменты измененной ДНК. В самом крахмале, даже полученном из генетически модифицированного сырья, не остается значимых частиц генетически модифицированных организмов (ГМО). В Российском и Международном законодательстве не предусмотрена специальная маркировка, свидетельствующая о наличии или отсутствии ГМО, для крахмалов и МДК

МДК, разрешенные в Российской федерации к применению при производстве пищевых продуктов (выдержка из СанПиН 2.3.2.560-96):

· E1400 – декстрины, крахмал обработанный термически, белый и желтый

· E1401 - крахмал, обработанный кислотой

· E1402 - крахмал, обработанный щелочью

· E1403 - отбеленный крахмал

· Е 1404 – окисленный крахмал

· E1405 - крахмал, обработанный ферментными препаратами

· E1410 – монокрахмалфосфат

· E1411 – дикрахмалглицерин сшитый

· Е 1412 – дикрахмалфосфат, этерифицированный тринатрийфосфатом; этерифицированный хлорокисью фосфора

· E1413 - фосфатированный дикрахмалфосфат сшитый

· Е 1414 – ацетилированный дикрахмалфосфат

· Е 1420 – ацетатный крахмал. Этерифицированный винилацетатом

· Е 1422 – ацетилированный дикрахмаладипат

· E1423 - ацетилированный дикрахмалглицерин

· E1440 - оксипропилированный крахмал

· E1442 – оксипропилированный дикрахмалфосфат сшитый

· E1443 - оксипропилированный дикрахмалглицерин

· E1450 - эфир крахмала и натриевой соли октенилянтарной кислоты

· E1451 - ацетилированный окисленный крахмал

Основные превращения, которым подвергаются крахмалы, заключаются в нижеследующем:

· расщепление (деполимеризация) полисахаридных компонентов крахмала;

· изменения первоначальной структуры зерен крахмалов и приобретение после дегидратации новой структуры;

· взаимодействие гидроксильных групп крахмала с различными химическими веществами с образованием эфирных связей и присоединением их остатков;

· полимеризация сахаридов из крахмала и других мономеров (сополимеризация) с образованием новых соединений.

По характеру изменений, происшедших в процессе модификации, крахмалы подразделяются на две группы:

· крахмалы, при обработке которых основным изменением является расщепление полисахаридных цепей (расщепленные крахмалы);

· крахмалы, свойства которых изменены, в основном, в результате присоединения химических радикалов или в результате совместной полимеризации с другими высокомолекулярными соединениями (замещенные крахмалы).

В зависимости от метода получения МДК делятся на:

1. расщепленные крахмалы:

· гидролизованные (кислотами, ферментами),

· окисленные,

· декстрины,

· облученные;

2. эфиры крахмала:

· сложные эфиры (фосфатные, ацетатные, оксиалкильные),

· простые эфиры (карбоксиметилкрахмал);

3. «сшитые» крахмалы (хлорокисью фосфора, эпихлоргидрином, бфункциональными соединениями);

4. набухающие крахмалы:

· полученные вальцевой сушкой,

· полученные экструзией.

Основные типы модификации и виды модифицированных крахмалов:

Набухающие крахмалы.

Набухающие крахмалы, получают путем быстрого высушивания тонкого слоя концентрированной крахмальной суспензии на вальцовых сушилках при температуре выше температуры клейстеризации, с последующим измельчением пленки. Представляют собой мелкодисперсный порошок. Обработанные таким образом крахмалы способны набухать при смешивании с холодной водой. образуя клейстеры, пасты, гели. Лучший из них – картофельный набухающий крахмал.

В ходе экструзии под действием значительных скоростей сдвига, высоких скоростей и давления, происходит переход механической энергии в тепловую, что приводит к различным по глубине изменениям в качественных показателях перерабатываемого сырья, например денатурация белка, клейстеризация и желатинизация крахмала, а также другие биохимические изменения.

Набухающие крахмалы предназначены для приготовления пищевых продуктов. Не требующих варки, а также в кондитерской и хлебопекарной промышленности при составлении сухих кексов, в качестве загустителей фруктовых начинок для пирогов, при приготовление холодных пудингов. Однако студни из таких крахмалов не обладают достаточной стойкостью при хранении. Их следует применять в сочетании с другими студнеобразователями – желатином, пектином и т. п. В чистом виде набухающие крахмалы предназначены для продуктов быстрого приготовления.

Расщепленные крахмалы.

В эту подгруппу входят МДК, имеющие вследствие физических или химических воздействий более короткие (по сравнению с нативными крахмалами) молекулярные цепи.

Декстрины. Получают сухим нагреванием нативных крахмалов в присутствии кислотных катализаторов или без них. В зависимости от условий тепловой обработки образуются белые или желтые декстрины.

Гидролизованные крахмалы. Получают обработкой крахмальных суспензий растворами кислот или гидролитических ферментов — амилаз.

Окисленные крахмалы. Это крахмалы, в которых часть первичных спиртовых групп окислена в карбоксильные. Получают воздействием следующих окислителей: перманганаты, перекиси, гипохлориты и др. Их используют в качестве загустителя при производстве кетчупов, соусов и др. У них более низкая температура клейстеризации, чем у нативных и кислотно-модифицированных крахмалов.

Облученные крахмалы. Получают обработкой крахмала излучением источников высоких энергий (α-, β-, γ-облученные).