ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЙ И МОРФОЛОГИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ МОДИФИЦИРОВАННОГО КАРТОФЕЛЬНОГО КРАХМАЛА ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

АННОТАЦИЯ

В данной статье исследуется физико-химическая и морфологическая характеристика модифицированного картофельного крахмала который в дальнейшем может использоваться в обезжиренных кисломолочных продуктов, таких как пудинги или обезжиренные молочные коктейли. Исследования различных фракций картофельных крахмалов разных сортов выявили общую закономерность содержания амилозы: наибольшая концентрация амилозы обнаружена во фракции с высокомолекулярными гранулами, меньшая – во фракции со средне-молекулярными гранулами, а наименьшая один с низкомолекулярными гранулами

ABSTRACT

This article investigates the physicochemical and morphological characterization of modified potato starch which can be further used in low fat fermented milk products such as puddings or low fat milkshakes. Studies of various fractions of potato starches of different varieties revealed a general pattern of amylose content: the highest concentration of amylose was found in the fraction with high molecular weight granules, the lowest concentration was found in the fraction with medium molecular weight granules, and the smallest one with low molecular weight granules

Ключевые слова: Крахмал, картофель, модифицированный, продукт, текстура, гранула, преимущества, форма, размеры, добавки.

Keywords: Starch, potato, modified, product, texture, granule, benefits, shape, size, additives.

В современной пищевой промышленности широко используются некоторые функциональные пищевые добавки, в том числе модифицированные крахмалы, обладающие высокой влагоудерживающей способностью и обеспечивающие конечный продукт желаемой текстурой и консистенцией. Каждая пищевая добавка имеет свои преимущества и недостатки, знание которых позволяет добиться наилучших результатов при использовании таких добавок в конкретных условиях обработки.

Картофельный, кукурузный, пшеничный, рисовый, тапиоковый и некоторые другие крахмалы используются для получения модифицированных крахмалов. Во время обработки крахмалы обрабатывают физическими, химическими или ферментативными методами [ 1 , 2 ].

Различия в свойствах крахмалов проявляются в соответствии с источником и генотипом. Свойства крахмалов в основном зависят от их физико-химических характеристик, среднего размера гранул, процента распределения групп гранул разного размера, соотношения амилоза/амилопектин и содержания в них минеральных веществ [3 ] . Форма и размеры крахмальных зерен являются характеристиками их ботанического происхождения. Форма гранул может варьировать от абсолютно сферической и округлой до овальной [ 4 , 5 ].

По изменениям, происходящим в нативных крахмалах, можно выделить пять основных модификаций: прежелатинизация, деполимеризация, окисление, стабилизация (без сшивания полимерных цепей) и образование сшитых крахмалов [1 ] .

Картофельный крахмал является одним из наиболее распространенных полисахаридов, используемых в качестве загустителей и стабилизаторов в пищевых системах. Картофельный крахмал исторически наиболее широко использовался в производстве колбасных изделий, в основном из-за его низкой температуры желатинизации. Учитывая, что пастеризация колбас происходит при относительно низкой температуре (70–72°С), всегда существует риск того, что гранулы любого другого крахмала не смогут в таких условиях клейстеризоваться и эффективно связывать воду [ 6 ] . Для картофельного крахмала разница в гранулированной структуре крахмала от одного сорта к другому значительно выше. Установлено, что в картофеле размеры гранул крахмала находятся в широком диапазоне, от нескольких микрон в диаметре для мелких гранул до 110  мкм для крупных [ 7 ].

Исследования различных фракций картофельных крахмалов разных сортов выявили общую закономерность содержания амилозы: наибольшая концентрация амилозы обнаружена во фракции с высокомолекулярными гранулами, меньшая – во фракции со среднемолекулярными гранулами, а наименьшая один с низкомолекулярными гранулами [ 7 ]. Аналогичная тенденция была обнаружена при анализе желатинизирующей способности фракций и индексов вязкости.

Хорошо известно, что гелеобразующая способность высоко- и низкомолекулярных гранул крахмала, полученных из разных сортов картофеля, имеет разные температурные профили желатинизации. Фракция мелких гранул крахмала имеет более высокое содержание фосфора, чем более крупные гранулы. Физические и химические свойства, такие как светопропускание, содержание амилозы, способность к набуханию и водосорбционная способность, сильно коррелируют со средним размером гранул крахмала, экстрагированного из разных сортов картофеля.

Наряду со способностью к гелеобразованию и набуханию для крахмалов, используемых в пищевой промышленности, также важна способность удерживать воду в течение всего процесса пастеризации и желаемого срока хранения. Это вообще нереальная задача для нативного картофельного крахмала. Однако ее можно решить с помощью модифицированных крахмалов. Модифицированные крахмалы с различной температурой желатинизации могут быть использованы как в низкотемпературных процессах, таких как пастеризация колбасных изделий, так и в процессах стерилизации, таких как стерилизация мясных консервов.  Ферментативная модификация становится одним из наиболее популярных методов, позволяющих получать безвредный крахмал с заданными свойствами

Таким образом, совокупность функциональных, технологических, термических и структурных характеристик крахмалов, полученных в результате модификации, свидетельствует об их пригодности для использования в качестве материалов для компонентов пищевых систем, требующих коррекции их текстурных особенностей. Такие крахмалы перспективны для приемов коррекции структурно-механических свойств обезжиренных кисломолочных продуктов, таких как пудинги или обезжиренные молочные коктейли. Следовательно, использование низкоочищенных бактериальных амилолитических препаратов может быть экономичным и эффективным методом получения крахмалов с модифицированными свойствами без каких-либо небиологических компонентов или воздействия высоких температур или давлений.

Список литературы:

1. П. Роджер, Р. Белло-Перес и П. Коллона, «Вклад амилозы и амилопектина в поведение светорассеяния крахмалов в водном растворе», Полимер , т. 1, с. 40, нет. 25, стр. 6897–6909, 1999.
2. Радоста С., Хаберер М., Форверг В. Молекулярные характеристики амилозы и крахмала в диметилсульфоксиде // Биомакромолекулы . 2, нет. 3, стр. 970–978, 2001.
3. JN Bemiller, «Модификация крахмала: проблемы и перспективы», Starch-Stärke , vol. 49, нет. 4, стр. 127–131, 1997.
4. О. Б. Вурцбург, «Модифицированные крахмалы», в « Пищевых полисахаридах и их применении» , AM Стивен, изд., стр. 83–85, Марсель Деккер, Нью-Йорк, США, 1995.
5. MH Madsen и DH Christensen, «Изменение вязкостных свойств картофельного крахмала во время роста», Starch/Starke , vol. 48, нет. 7–8, стр. 245–249, 1996.
6. Булеон А., Колонна П., Планшо В., Болл С. Крахмальные гранулы: структура и биосинтез // Международный журнал биологических макромолекул . 23, нет. 2, стр. 85–112, 1998.
7. Адель Вафина, Виктория Проскурина, Вячеслав Воробьев, Владимир Григорьевич Евтугин, Галина Егкова, Елена Никитина, "Физико-химическая и морфологическая характеристика картофельного крахмала, модифицированного бактериальными амилазами для применения в пищевой промышленности" Журнал химии, вып . 2018 г.