Деструкция крахмала — Ферментативная деструкция крахмала

Деструкция крахмала

Понятие включает деструкцию полисахаридов при нагревании в составе зерен и вне их, в присутствии воды и в сухом состоянии, а также ферментативное расщепление.

Деструкция – это разрушение крахмального зерна с одновременной деполимеризацией крахмальных полисахаридов (т.е. уменьшение размеров молекул крахмальных полисахаридов).

Деструкция крахмала при сухом нагреве определяется термином декстринизация крахмала, а образующиеся при этом растворимые в холодной воде высокомолекулярные вещества пиродекстринами. Обычно отмечают, что декстринизация крахмала начинается при нагревании его до температуры 120°С, хотя крахмал уже при П5°С приобретает мало заметный кремовый оттенок. Декстринизация крахмала проявляется в появлении и увеличении количества растворимых и летучих продуктов распада, появлении окрас­ки (от кремовой до коричневой), понижении или потере способности к набуханию в воде при нагревании (крахмал растворяется). Последнее позволяет в качестве характеристики степени деструкции крахмала использовать показатель, который называют коэффициент деструкции.

Различные виды крахмала неодинаково устойчивы к действию сухого нагрева. Пиродикстринов, при одних и тех же температурах нагрева, в картофельном крахмале образуется значительно больше, чем в пше­ничном, а в последнем несколько больше, чем в кукурузном. Особенно это проявляется при высоких температурах (180°-190°С).

Характер деструкции полисахаридов крахмала при нагреве проявля­ется, как было отмечено, в снижении молекулярной массы. Среди водорастворимых продуктов пшеничного крахмала, нагретого до 120°С, отмечено наличие низкомолекуляркых фракций амилозы, которые с йодом давали не синюю, а фиолетовую или розовую окраску.

Если нагревать суспензию такого крахмала в воде, то количество низкомолекулярных фракций амилозы возрастало. Т.е. деструкция имеет в данном случае место и при сухом нагреве и при нагреве крахмала с водой.

С увеличением температуры нагрева крахмала до 150° глубина про­цесса деструкции значительно увеличивается. Деполимеризованная амилоза легко вымывается холодной водой, при последующем нагревании суспензии до 70°С она уже не способна с йодом давать окрашенные комплексы. Появляются деполимеризованные фракции амилопектина.

В процессе деполимеризации естественно изменяется и структура крахмальных зерен. У картофельного крахмала, нагретого в сухом состоянии до 160°С, затем в воде, некоторое количество зерен распадается полностью или частично, на концентрические, сильно набухшие слои. Зерна крахмала, нагретые до 180°С распадаются в воде на волнистые слои толщиной I микрон, а нагретого до 200°С – полностью в воде растворяются. Следует отметить, что слоистость отражает характерные особенности структуры зерен.

Крахмал в продуктах подвергается декстринизации при жаренье, выпекании, запекании, в обезвоженной корочке, при пассеровании муки.

Разрушение структуры крахмальных зерен и деполимеризация его полисахаридов снижает вязкость клейстера из декстринизованного крахмала, тем сильнее, чем выше была температура нагревания. При использовании одинакового количества муки для белой и красной мучной пассеровки соусы получаются неодинаковой вязкости. Для получения соусов одинаковой консистенции муки на красную пассеровку нужно взять в 2 раза больше, чем для белой.

Декстринизация не ограничивается понижением степени набухания крахмала и вязкости клейстера. Продукты декстринизации обладают цветом от кремового до темно-коричневого, ароматом (запахом) и вкусом, которые благоприятно или неблагоприятно отражаются на качестве продуктов. Можно отметить нашу заинтересованность в процессе декстринизации крахмала в следующих случаях:

• приготовление мучной пассеровки;
• термообработка круп (гречневая, рис) – декстринизация крахмала уменьшает процесс склеивания зерновок и каша получается более рассыпчатой;
• производство гренок (сухарей);
• производство взорванных круп (кукуруза) – деструкция и в какой то степени декстринизация механическая и термическая, т.к. температура 200°С и давление 1,2 МПа. По сути дела крахмальные кристаллы и аморфные участки плавятся.

С другой стороны повышенная глубина процесса декстринизации при выпечке изделий из теста или запекании продуктов может отрицательно сказаться на их качестве.

Ферментативная деструкция крахмала

Процесс имеет место при брожении и выпечке дрожжевого теста, варке кар­тофеля. Под действием (α- и β-амилаз крахмал гидролизуется, причем клейстеризованный быстрее, чем нативный.

 β-амилаза отделяет одну за другой молекулы мальтозы, начиная с нередуцирующих концевых групп крахмальных полисахаридов. Фермент полностью гидролизует амилозу и около половины амилопектина. Дей­ствие фермента на амилопектин прекращается после того как расщеп­ляются внешние ветви полисахарида до точек ветвления или фосфатных групп. Остаток амилопектина представляет собой высокомолекулярные декстрины, состоящие из нерасщепленных фрагментов. С учетом про­дуктов гидролиза β-амилазу называют сахарогенной амилазой. α-амилаза гидролизует крахмал с образованием дестринов, не дающих окраски с йодом, и незначительного количества мальтозы, с поэтому ее называют декстриногенной. Картофель содержит в активной форме β-амилазу и лишь следы α-амилазы. Последняя появляется в клубнях при их прорастании. С учетом активности ферментов в сыром картофеле, условий его варки (закладывают в холодную или горячую воду), размера клубней в карто­феле может гидролизоваться от 8 до 10% содержащегося в нем крахма­ла.