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.