Основні види модифікованих крохмалів

Тип модифікації	Основні групи (підгрупи)	Використання
Набухання	Набухаючий крохмаль Розчинні в холодній воді (інстант-крохмаль). Одержані: вальцовим висушування; екструзією.	Набухають в холодній воді без додаткового нагрівання. Використовують в технології різних десертів, желейного мармеладу, здобного тіста, що містить ягоди, які у відсутності стабілізатора осідають на дно до початку випікання.

Деполімеризація	Розщеплені крохмалі: декстрини; крохмалі, гідролізовані кислотами; крохмалі, гідролізовані ферментами; окислені крохмалі.	Декстрини одержують сухим нагрівом нативних крохмалів у присутності кислот. Гідролізовані крохмалі одержують обробкою крохмальних суспензій розчинами кислот або ферментів амілаз. Використовують в кондитерських виробах: пастила і желе, жувальній гумці. Окислені крохмалі утворюються при дії Н2О2, КМnО4, НСIO4, KIO4 . Розбавлені розчини ‑ прозорі. Використовують для стабілізації морозива, при виробництві мармеладу, лукуму, у хлібопеченні.
Стабілізація	Стабілізовані крохмалі (продукти хімічної модифікації) Сі складним ефірним зв’язком: ацетильовані; фосфатні; оксиалкільні.	Підвищена прозорість і стабільність клейстеру при низьких температурах (для ацетильованих крохмалів). Полегшення теплової обробки, Стійкість до заморожування-розморожування (фосфатні). Емульгуюча і стабілізуюча здатності, полегшена теплова обробка.
Повздовжнє зшивання полімерних ланцюгів	Зшиті крохмалі: хлороксидом фосфору; епіхлоргідрином; адипіновою кислотою.	Мають знижену швидкість набухання і клейстеризації. Клейстери є більш в’язкими, стійкі до високих температур, тривалого нагрівання, до низьких значень рН, механічному навантаженню. Використовують дихкрохмальні ефіри фосфорної та адипінової кислот, дикрохмаль гліцерини. Використовують при одержанні екструдивних продуктів, консервуванні методом стерилізації, випіканні, виробництві консервованих супів.

Целюлоза та її похідні (Е460 в двох модифікаціях).

• Е460i – мікрокристалічна целюлоза (частково гідролізована кислотою за аморфними ділянками, поті подрібнена; має укорочені молекули);

• Е460ii – порошкоподібна целюлоза, виділена з рослинної сировини (деревини, хлопка) звільнена від попутних речовин (геміцелюлоз і лігніну), потім подрібнена.

Основні технологічні функції целюлози – емульгатор і текстуратор, добавка, що запобігає злежуванню і грудкуванню.

Модифіковані целюлози та їх технологічні функції:

• Е461 метилцелюлоза – згущувач, стабілізатор, емульгатор;

• Е462 етилцелюлоза ‑ наповнювач, звязуючий агент;

• Е463 гідроксипропілцелюлоза – згущувач, стабілізатор, емульгатор;

• Е464 гідроксипропілметилцелюлоза – згущувач, стабілізатор, емульгатор;

• Е465 метилетилцелюлоза – згущувач, стабілізатор, емульгатор, піноутворювач;

• Е466 карбоксиметилцелюлоза (натрєва сіль) – згущувач, стабілізатор;

• Е467 етилгідроксиетилцелюлоза – емульгатор, стабілізатор, згущувач.

Харчові добавки целюлозної природи є нешкідливими, так як не підлягають деструкції в кишково-шлунковому тракті і виділяються без змін. Добовий вміст їжі всіх похідних целюлози може складати 0 – 25 мг на кг маси тіла людини. Їх дозування в харчових продуктах визначається конкретними технологічними задачами.

Пектины (Е440) – група ВМС гетерогліканів, які входять до складу клітинних стінок та міжклітинних утворень вищих рослин, і через бічні ланцюги сполучені з геміцелюлозами (галактаном), а потім волокнами целюлози. В такій зв’язаній формі (протопектини) вони нерозчинні у воді.

В промисловості пектини получають кислотним або ферментативним гідролізом пектиновмісних речовин. Використовують розчини мінеральних кислот при рН 2 і температурі близько 85⁰С протягом 2-2,5 ч. Потім з розчину після очищення і концентрування видаляють пектин осадженням з етанолу. Осаджений пектин висушують, подрібнюють і стандартизують добавлянням глюкози (декстрози) і солі одновалентного катіона і харчової кислоти (молочної, винної, лимонної), які уповільнюють процес гелеутворення.

Види пектинів:

• Високоетерифіковані пектини (СЭ більше 50%) – яблучний, цитрусовий. Утворюють високо еластичні гелі.

• Низькоетерифіковані пектини (СЭ менше 50%) – буряковий, соняшниковий (з корзинок). Використовують при виготовленні сухих киселів, діабетичних кондитерських виробів. Утворюють різні за консистенцією гелі від високов’язких (не відновлюють початкову форму після деформації) до високо еластичних.

• Комбіновані пектини з змішаної сировини з різним ступенем етерифікації.

Розчинність пектинів у воді підвищується зі збільшенням ступеня етерифікації їх молекул і зменшенням молекулярної маси. Пектова кислота (не містить етерифікованих карбоксильних груп) у воді не розчиняється.

Пектини (розчинні харчові волокна) ‑ фізіологічно цінні харчові добавки (функціональні інгредієнти). Специфічна фізіологічна пектинів пов’язана зі здатністю знижувати рівень холестерину в крові, нормалізувати діяльність шлунково-кишкового тракту, зв’язувати і виводити з організму окремі токсини і важкі метали. Рекомендована норма вживання пектинових речовин в раціоні людини складає 5-6 г.

Галактоманани: камедь ріжкового дерева, гуарова камедь

Галактоманани ‑ гетерогліканы, що містяться в насінні стручкових рослин, і виконують функцію запобігання зневодненню насіння. Комерційні препарати рослинних галактомананів називають камеді. Технологія одержання комерційних препаратів галактомананів основана на водній екстракції полісахаридів з подрібненої рослинної сировини з наступним відокремленням і очищенням екстракту. Екстракт потім обробляють спиртом для видалення цільового продукту, який відфільтровують, высушують і подрібнюють.

Розчинність галактомананів у воді різна, пов’язана з особливостями їх будови. Так, гуарові камеді практично повністю розчиняються у холодній воді ( мають високий ступінь заміщення первинних гідроксильних груп в залишках D-манози (гуаран)), а камеді ріжкового дерева розчиняються тільки в гарячій воді (мають обмежений ступінь заміщення). Процес розчинення є тривалим і прискорюється інтенсивним перемішуванням і нагріванням (причому температура не повинна перевищувати 80⁰С для запобігання потенціально можливої деструкції полімерних молекул).

В’язкість розчинів галактомананів залежить від їх концентрації.

Комерційні препарати харчових добавок, що належать до групи харчових добавок полісахаридів морських рослин, включають полісахариди, які одержують з червоних і бурих морських водоростей. В харчовій промисловості широко використовують альгінати, карагінани і агароїди.

Агар (агар-агар) Е406 – суміш полісахаридів агарози і агаропектину. Основна фракція агарози – лінійний полісахарид, побудований із залишків галактопіранози і лактопіранози , що чергуються. Агаропектин – суміш полісахаридів складної будови, що містить глюкуронову кислоту та ефірнозв’язану сульфатну кислоту.

Агар – агар одержують з червоних морських водоростей, які ростуть у Білому морі, Тихому і Атлантичному океанах. Залежно від виду водоростей склад виділених полісахаридів може змінюватися.

Агар погано розчиняється в холодній воді, але набухає в ній. В гарячій воді він утворює колоїдний розчин, який при охолодженні утворює міцний гель, що має скловидний злом. У агару цей процес відбувається за рахунок утворення подвійних спіралей та їх асоціації незалежно від вмісту катіонів, цукру або кислоти. Гелеутворююча здатність агару в 10 разів вища, ніж у желатину. При нагріванні у присутності кислоти здатність до Гелеутворення знижується. Гелі стабільні при рН вище 4,5 і термоо боротні.

Желатин – білковий продукт, є сумішшю лінійних поліпептидів з різною молекулярною масою (50000-70000) та їх агрегатів з молекулярною масою до 300000, не має смаку і запаху. Амінокислотний склад желатину включає до 18 амінокислот.

Желатин одержують з колагену, який міститься в костях, хрящах і сухожиллях тварин. Технологічно процес оснований на кислотній або лужній екстракції, в процесі якої нерозчинний колаген перетворюється в розчинний желатин. Потім його виділяють, очищують, висушують і стандартизують.

Желатин розчиняється у воді, молоці, розчинів солей і цукру при температурі вище 40⁰С. Розчини желатину мають низьку в’язкість, яка залежить від рН і мінімальна в ізоелектричній точці (ІЗТ рН 4,8 (для карбоксильної форми), 9,4 (для амідированої форми)). При охолодженні водного розчину желатину відбувається збільшення в’язкості з переходом в стан гелю (золь-гель-перехід). Умовами утворення гелю є достатньо висока концентрація желатину і відповідно низька температура, яка повинна бути нижче точки твердіння.

При охолодженні сегменти, багаті амінокислотами різних поліпептидних ланцюгів, набувають спіральної конфігурації. Водневі зв’язки за участю або без участі молекул води стабілізують утворену структуру. Ці зв’язки розподілені по всій довжині ланцюга, що пояснює унікальні властивості желатинових гелів. Для желатину характерно утворення термічно зворотних гелів. Гелеутворення желатину не залежить від рН і не потребує наявності інших реагентів (цукрів, солей або двохвалентних катіонів).

13