CC BY
278
УДК 664.25
О крахмале
из восковидной кукурузы
Е.К. Коптелова, канд. техн. наук, Н.Д. Лукин, д-р техн. наук ВНИИ крахмалопродуктов Ю.И. Третьяков
Светлоградский крахмалопаточный комбинат
Кукуруза восковидная в сравнении с другими видами менее известна. Как сырье для получения крахмала ее стали выращивать с середины прошлого века вначале в Америке, а затем и в Европе.
В России восковидная кукуруза появилась в 50-е годы прошлого столетия благодаря большой селекционной работе академика М.И. Хаджи-нова в Краснодарском НИИ сельского хозяйства.
Во ВНИИ крахмалопродуктов под руководством д-ра техн. наук, профессора А.И. Жушмана проведены
Крахмал восковидной кукурузы состоит почти полностью из амилопектина, что и определяет особенности его структуры и физико-химических свойств.
технологическая оценка восковид-ной кукурузы и исследование основных свойств крахмала из нее. Установлено, что переработку восковид-ной кукурузы на крахмал обеспечи-
Основные свойства фракций крахмала
Ключевые слова: крахмал; восковидная кукуруза; фракции.
Свойство или признак
Амилоза
Амилопектин
Окрашивание
йодного
комплекса
Стабильность растворов
Связывание йода, %
Отношение растворов к высшим спиртам
Отношение к целлюлозе
Действие Р-амилазы
Пленкообразующая способность
Синее Красно-коричне-
вое или фиолетовое
Легко ретро- Стабильный градирует
18-20 0,0-1,3
Выпадает в осадок
Остается в растворе
Адсорби- Не адсорбируется руется
Расщепляется Расщепляется при-
полностью мерно на 50 %
Образует Образует хрупкие
эластичные пленки пленки
вает принятая в РФ технология переработки зерна [1].
Интерес к восковидной кукурузе обоснован тем, что содержащийся в ней крахмал обладает уникальными свойствами.
Как известно, крахмал состоит из двух различных по структуре компонентов: линейной амилозы и ветвистого амилопектина, соотношение которых значительно влияет на его важнейшие свойства. В нативных крахмалах содержится амилопекти-на 75-85 %, 25-15 % амилозы. Амилоза и амилопектин формируют структурный комплекс зерен крахмала, состоящий из кристаллической и аморфной частей. Основные свойства фракций крахмала приведены в таблице.
Из таблицы видно, насколько существенны различия в свойствах этих полисахаридов.
Амилоза в воде хорошо растворяется при нагревании, легко связывает йод, окрашиваясь в синий цвет, при охлаждении ретроградирует, адсорбируется волокнами целлюлозы, Р-амилазой расщепляется полностью. Амилопектин при нагревании в воде образует устойчивые студнеобразные системы, которые не же-лируют, раствором йода окрашивается в красно-коричневый цвет, йод почти не связывает, а Р-амилазой расщепляется лишь на 50 %, целлюлозой не адсорбируется.
Обычный кукурузный крахмал содержит 25 % амилозы, а при нагревании с водой образует низковязкие, непрозрачные клейстеры, склонные к гелеобразованию, неустойчивые при хранении и при механическом воздействии, а заморажи-
вание приводит к значительному изменению его структуры.
Картофельный крахмал при нагревании с водой образует клейстеры высокой вязкости, но также неустойчивые при хранении, механическом воздействии и замораживании.
Крахмал восковидной кукурузы состоит почти полностью из амило-пектина, что и определяет особенности его структуры и физико-химических свойств. Этот амилопектино-вый крахмал наравне с обычным кукурузным включен в ГОСТ Р 519852002. В отличие от обычного кукурузного крахмала амилопектиновый при нагревании с водой образует высоковязкие клейстеры, устойчивые при хранении в условиях низких и высоких температур, при снижении рН и при замораживании-оттаивании.
Амилопектиновый крахмал (АПК) имеет более низкую температуру начала клейстеризации, клейстер из него прозрачный, устойчивый при завышенной кислотности и механических воздействиях.
Вискозиметрические исследования на амилографе Брабендера показали, что температура клейстеризации, отмечаемая как начало подъема кривой вязкости, для картофельного, амилопектинового и кукурузного крахмалов, составила соответственно 62, 68 и 77 °С [1].
Во ВНИИ крахмалопродуктов совместно со смежными институтами и предприятиями проведен большой объем работы по выявлению основных направлений применения амилопектинового крахмала. Испытания показали, что данный крахмал обладает повышенной влагоудерживаю-щей способностью и может быть использован, наряду с картофельным крахмалом или вместо него, как стабилизатор в следующих отраслях промышленности:
в мясной - в производстве вареных колбас, сосисок и др.;
в пищеконцентратной - в составе сухих концентратов фруктово-ягод-ных киселей, супов, соусов, в производстве чипсов;
в кондитерской - для улучшения качества бисквитных полуфабрикатов, масляных и заварных кремов, печенья;
в производстве макаронных изделий;
в фармацевтике для формования специальных видов таблеток.
Модифицированный амилопекти-новый крахмал. Легкая изменяемость свойств амилопектинового крахмала в результате химического, физического, термического и других
RAW MATERIALS AND ADDITIVES
воздействии позволяет изготавливать модифицированные (измененные) крахмалы (modificid waxy starch). Обширную группу этих крахмалов можно классифицировать по виду основных изменений в структуре и свойствах. Схема классификации модифицированных АПК приведена на рисунке.
Расщепленный амилопектиновый крахмал. Расщепленные амилопек-тиновые крахмалы получают путем гидролиза глюкозидных связей макромолекул в присутствии сильных кислот или солей сильных кислот и слабых оснований или другими способами. В результате снижается его молекулярная масса и вязкость крахмальных клейстеров. Иногда для расщепления крахмалов используют ферменты.
Во ВНИИ крахмалопродуктов совместно с Краснодарским НИИ сельского хозяйства, ГНЦ НИОПИК и Институтом кровезаменителей и медицинских препаратов разработана технология получения гидролизо-ванного оксиэтилированного амило-пектинового крахмала. В результате создана технология кровезаменителя «Волекам», который представляет собой раствор оксиэтилированного гидролизованного амилопектиново-го крахмала в изотоническом растворе хлорида натрия. Препарат является противошоковым кровезаменителем гемодинамического действия, предназначен в качестве плаз-мозамещающего средства при травмах, ожогах, острой потере крови при операциях и в других случаях. Этот крахмал может быть использован как плазмозаменитель в искусственной («голубой») крови [1].
Эфиры амилопектинового крахмала. С начала XXI столетия в Российской Федерации значительно вырос импорт крахмала из стран Европы, Америки и Юго-Восточной Азии. В общем объеме этой продукции большое место занимают модифицированные эфиры крахмала, которые вырабатываются путем замещения в нем гидроксильных групп органическими и неорганическими соединениями. В последние годы на российский рынок чаще всего поступают фосфатированные (Е 1412, Е 1414), ацетилированные (Е 1420), ок-сиэтилированные и оксипропилиро-ванные (Е 1440) и другие эфиры АПК, которые используются в пищевой промышленности в качестве загустителей и стабилизаторов различных продуктов.
В последние годы на российский рынок по импорту поступают многие
Восковидная кукуруза waxy maize
г
Амилопектр (wax [новый крахмал у starch)
Модифицированный амилопектиновый крахмал
Расщепленный
Ферментированный
Гидролизо-ванный
окисленныи
Эфиры
Сшитые
Простые карбокси-метиловый
Сложные фосфатный ацетатный
Набухающий
Вальцовой сушки
Экструзионный
Схема классификации
модифицированных
крахмалов
из восковидной
кукурузы
виды крахмалов для пищевых целей в качестве загустителя и стабилизатора различных продуктов. Основная часть импортируемых крахмалов - это модифицированные крахмалы восковидной кукурузы (waxy starch modificid) - набухающие эфи-ры: ацетатные (Е 1420), фосфатные (Е 1414, Е 1412), оксипропилирован-ные (Е 1440).
Эти крахмалы производят и поставляют в Россию многие предприятия известных компаний США, Англии, Германии, Голландии, Дании, Бельгии, Франции. Эфиры крахмалов нашли применение как загустители и стабилизаторы в производстве майонезов, кетчупов, подлив, соусов, различных молочных продуктов. Эти крахмалы клейстеризу-ются при нагревании в воде при более низкой температуре, чем исходный крахмал, они образуют прозрачные клейстеры, не склонные к желированию, устойчивые при хранении, при механическом воздействии, а также при повышении кислотности.
С целью повышения прочности готовых изделий эфиры крахмала подвергают «сшивке» с использованием триметафосфата натрия, хлорокиси
фосфора и др. Получаемые при такой обработке крахмалы называют «дикрахмалфосфаты», «дикрахмал-ацетаты» и т. д.
Сшитые эфиры амилопектинового крахмала применяются при изготовлении быстрозамороженных мясных, молочных, фруктовых и ягодных блюд, соусов и подлив.
Исследования процессов образования эфиров АПК, их структуры и основных физико-химический свойств в настоящее время проводятся в разных странах [2, 3, 4].
Набухающий амилопектиновый крахмал. Для стабилизации продуктов пищевой промышленности большой интерес представляет амилопектиновый набухающий, или «холодно-растворимый» крахмал, получаемый влаготермической обработкой на вальцовой сушилке или на экструзионной установке.
На нагретой поверхности вальцовой сушилки крахмал клейстеризует-ся и высушивается в тонкой пленке; после ее измельчения получают хлопьевидный порошок, который при размешивании с холодной водой набухает, а затем частично или полностью растворяется.
Сравнение набухающих крахмалов различного происхождения показывает, что образцы зерновых крахмалов растворяются частично, после размешивания образуют осадок, а картофельный и амилопектиновый набухающие крахмалы распределяются по объему равномерно, образуя прозрачные устойчивые системы.
Переработка восковидной кукурузы на крахмал осуществлена на Светлоградском крахмалопаточном комбинате в Ставропольском крае.
Поэтому набухающие («холодно-растворимые») крахмалы используют в качестве связующего и загустителя сухих продуктов быстрого приготовления, различных концентратов, супов, соусов, начинок конфет, пирожков, кондитерских кремов и др.
Амилопектиновый крахмал в Российской Федерации. В последние годы в Российской Федерации возрождается интерес к амилопектино-вому крахмалу и модификациям на его основе.
Переработка восковидной кукурузы на крахмал осуществлена на Светлоградском крахмалопаточ-ном комбинате в Ставропольском крае. Здесь на местном сырье пущен в эксплуатацию новый цех модифицированных крахмалов с использованием прогрессивной технологии, импортного оборудования и мембранной очистки сточных вод.
Получены партии нативного ами-лопектинового крахмала и его производных, в частности, ацетатный, фосфатный эфиры для пищевых целей, а также набухающие холодно-растворимые крахмалы. Исследование образцов этих крахмалов во ВНИИ крахмалопродуктов показало, что по своим физико-химическим и технологическим свойствам они не уступают зарубежным аналогам. Эти крахмалы могут быть использованы
как хорошие загустители и стабилизаторы в пищеконцентратной, консервной, кондитерской, молочной и мясной отраслях пищевой промышленности, а набухающий крахмал можно применять и для технических целей.
ЛИТЕРАТУРА
1. Жушман, А.И. Модифицированные крахмалы/А.И. Жушман. - М.: Пищепромиздат, 2007. - 236 с.
2. Rodriguez-Marin, M.L. Physicochemical and structural characteristics of cross-linked banana starch using three cross-linking reagents/M.L. Rodriguez-Marin [et al.]//Starke. - 2010. - № 10.
3. Nayouf, M. Effect of thermo mechanical properties off cross linked waxy corn starch/M. Nayouf, C. Loisel, J.L. Dounlier//Food Eng. - 2003.- V. 59. - P. 209-219.
4. Патент США: US № 2002|0090446 A1. Pub.11.07.2002. Stabilized or stabilized, grosslinked waxy Potato starch.
УДК 664.1.002.38; 664.002.34; 664.14.143
Карамельная масса
на основе сиропа сахарного сорго
Л.А.Сапронова, д-р техн. наук, профессор, Г.А.Ермолаева, д-р техн. наук, профессор,
Л.Н. Шабурова, канд. техн. наук, доцент
Московский государственный университет пищевых производств
Сахарное сорго служит сырьем для производства сиропа, патоки, спирта, лимонной кислоты и ряда других продуктов. Сахарное сорго богато по составу, содержит сахарозу, фруктозу, глюкозу, Са, Р, Мд, К, Na, Си, Zn, Со, Мп, Fe, S, протеин, все незаменимые аминокислоты, витамины В ,
Ключевые слова: сахарное сорго; сироп; карамельная масса; рецептура; оценка показателей.
Таблица 1
Рецептура карамели с добавлением сиропа сахарного сорго
Образец Содержание компонентов рецептуры, г
сахар вода патока сорговый сироп
Контроль 50 12,5 25 -
I 50 12,5 21,875 3,125
II 50 12,5 18,75 6,25
III 50 12,5 15,625 9,375
IV 50 12,5 12,5 12,5
V 50 12,5 6,25 18,75
Key words: sweef sorghum; syrup; caramel mass; recipe; properfies evaluation.
В2, РР, Е и С. Сахарозо-глюкозо-фруктозный сироп, содержащийся в стеблях сорго, может быть рекомендован для диетического питания, для усиленного питания больных и спортсменам.
Сорговый сироп может быть использован при производстве безалкогольных напитков в качестве источника сахара и натурального красителя. При производстве хлебобулочных изделий заменить до 100 %
рецептурных сахаров. При выработке кондитерских изделий замена сахара на сорговый сироп может составить: для мармелада - 10 %, для фруктово-желейных конфет - 6 %, для начинки карамели - 15 % [1, 2]. Возможно также приготовление глю-козо-фруктозных сиропов из зернового сорго [3].
Представляло интерес изучить свойства сиропа сахарного сорго и возможность использования его для производства карамельной массы. Сироп сахарного сорго - вязкая са-харсодержащая жидкость зеленовато-коричневого цвета, имеющая сладкий, слегка кисловатый вкус со слегка травянистым характерным привкусом. В ходе исследований было установлено, что исходный сироп сахарного сорго (контроль) имеет следующие показатели: массовая доля СВ=69 %, РВ=29,1 %, динамическая вязкость п = 1844,76 мПа^с (при температуре 30 оС), цветность Ц =1946,8 ед. ICUMSA, рН 4,86.
Сорговый сироп, как и крахмальная патока, содержит большое количество сахаров и обладает высокой вязкостью, поэтому были приготовлены образцы карамельной массы с частичной заменой крахмальной патоки сиропом сахарного сорго (табл. 1).
Для определения органолептичес-ких свойств была разработана пяти-
