Исследование реакции между крахмалом и водой: процессы и результаты нагревания.

Крахмал является одним из самых распространенных углеводов в нашем рационе питания. Он является обратимым полимером и состоит из амилозы и амилопектина. Амилоза обладает свойством образовывать вяжущие гели, которые являются основным фактором, определяющим структуру и текстуру крахмальных продуктов, таких как кукурузный крахмал, картофельное пюре, каша и другие блюда.

При нагревании крахмала с водой происходит изменение его физико-химических свойств. В результате нагревания крахмал разбухает, а крахмальные зерна превращаются в горячую кашу или клейстер. Набухание крахмала обусловлено усвоением воды и изменением его гранулярной структуры. Первая стадия набухания крахмала характеризуется повышением вязкости его растворов и происходит при длительном и интенсивном нагревании.

Далее, вторая стадия набухания происходит быстрее и сопровождается образованием вермишели — нитевидных структур. Процесс набухания крахмала в основном зависит от количества воды, температуры нагревания и типа крахмала, и может считаться завершенным при достижении максимальной вязкости раствора.

Лекция№10 Крахмал и изменение крахмала при тепловой обработке

Изменение структуры крахмала при тепловой обработке

В процессе нагревания крахмального зерна в воде происходит его набухание. При этом крахмал различных видов изменяется по-разному. Амилоза, считается, что изменяется быстрее и полностью, чем амилопектин. Амилоза составляет около 20% от общего содержания крахмала и имеет свойство образовывать с клейстером йодом различные комплексы, которые окрашиваются в синий цвет. Поэтому при добавлении йода в кашу или другие блюда из крахмала можно определить, насколько крахмал был изменен при тепловой обработке.

Амилопектин же составляет примерно 80% крахмала и обладает растворимыми в воде свойствами. В процессе нагревания амилопектин подвергается гидролизу и образуются различные остатки, которые влияют на образование клейстера. При этом практически все свойства крахмала восстанавливаются при замораживании и последующем нагревании.

Изменение крахмала при тепловой обработке

При нагревании крахмальных продуктов, таких как каша, выпечка или другие блюда, происходит изменение их структуры. Это связано с гидролизом крахмала под воздействием высокой температуры и водородных связей. В результате образуются более растворимые в воде формы крахмала, что придает продукту более сочный вкус и изменяет его текстуру.

Кроме того, тепловая обработка крахмала способствует образованию различных продуктов гидролиза, которые могут влиять на вкус и текстуру изделий. Например, при выпечке хлеба крахмал гидролизуется до декстрина, что придает хлебу более хрустящую корку.

Таким образом, при тепловой обработке крахмал изменяется, процесс набухания и гидролиза крахмала влияет на его структуру, свойства и вкусовые характеристики в различных продуктах.

Свойства крахмальных полисахаридов – Клейстеризация крахмала

В ходе клейстеризации крахмального полисахарида амилоэксптоза, частицы амилозы образуют своеобразные сгустки-клейстеры, которые наполняют внутреннюю часть так называемой крахмальной студни. Этот процесс происходит вследствие набухания и гидролиза крахмалсодержащего продукта в воде. При нагревании или кипячении крахмального полисахарида вода, окружающая клейстер, проникает в его внутреннюю часть, что приводит к полному набуханию и образованию геля внутри клейстера. Затем, при дальнейшем охлаждении, этот гель складывается в спиральные структуры и формирует гелеобразную среду, что значительно влияет на текстуру и вкус блюд и изделий.

Свойства клейстеризации крахмала

Клейстеризация крахмала имеет несколько свойств и характеристик:

1. Набухание и гидролиз крахмала в воде является результатом воздействия температуры и времени. Температура влияет на скорость клейстеризации, а также на степень образования клейстеров. Чем выше температура, тем быстрее происходит клейстеризация, но при очень высоких температурах может происходить ретроградация крахмала. Время также влияет на клейстеризацию: чем дольше продукт находится под воздействием температуры, тем больше клейстеров образуется.
2. Клейстеризация крахмала определяет текучесть и вязкость продукта. При нагревании крахмала с водой образующиеся клейстеры создают гелеобразную среду, что делает продукт более текучим и вязким. Это свойство клейстеризации важно при приготовлении соусов, кремов и других пищевых продуктов, где необходима определенная консистенция.

Применение клейстеризации крахмала

Клейстеризация крахмала широко используется в пищевой промышленности и кулинарии. Она позволяет придавать продуктам и блюдам желаемую текстуру, вкус и свойства. Например:

• При приготовлении различных соусов и заправок, клейстеризация крахмала позволяет придать им густоту и кремовую текстуру, а также сохранить равномерность смеси.
• При выпечке кластеризованный крахмал часто используется для придания пирожным, тортам и печенью желаемой текстуры и структуры.
• В производстве мороженого и других замороженных продуктов клейстеризация крахмала позволяет улучшить структуру и предотвращает образование кристаллической льда.

Таким образом, свойства клейстеризации крахмала играют важную роль в определении качества и вкуса пищевых продуктов, а также в создании разнообразных блюд и изделий в кулинарии.

Свойства крахмальных полисахаридов

Влияние проведения процесса клейстера на свойства крахмальных полисахаридов неоднозначно. Наиболее значимые свойства крахмала, такие как усвояемость, старение и ретроградация, изменяются в зависимости от соотношения амилозы и амилопектина в крахмале.

Клейстер и его свойства

Клейстер – это система, в которой крахмал и вода образуют внутри частиц крахмала желеобразную структуру. Составляющие его полисахариды, амилоза и амилопектин, играют важную роль в формировании клейстеров.

Количество амилозы в составе крахмала определяет его свойства. Большое количество амилозы способствует образованию более стабильных и прочных клейстеров, а следовательно, увеличивает вязкость системы.

На длительном хранении клейстера стареют и восстанавливают амилозу, что способствует увеличению вязкости. Стадия старения и ретроградации клейстера является критической для определения влияния клейстеризации на свойства крахмала.

Свойства крахмалов

Кукурузный крахмал обладает особыми свойствами. Включение амилопектина в состав крахмала обусловливает его высокую устойчивость к желеобразованию после охлаждения. Также кукурузный крахмал характеризуется большим содержанием амилозы, что влияет на его усвояемость.

Крахмаловые изделия, содержащие различные соотношения амилозы и амилопектина, также имеют разные свойства. Например, картофельные изделия, которые содержат большое количество амилозы, имеют более низкую усвояемость по сравнению с другими крахмаловыми продуктами.

В целом, свойства крахмальных полисахаридов оказывают влияние на усвояемость и текстуру продуктов, а также на их вкусовые и органолептические качества.

Набухание и клейстеризация крахмала

При нагревании крахмала с водой происходит ретроградация, то есть обратимый процесс образования твердых остатков крахмала. Наиболее часто ретроградация наблюдается при гречневой обработке изделий, так как гречка содержит большое количество крахмала. При ретроградации крахмал студнеет, т.е. внутри крахмала образуются студни или полисахаридные структуры, связанные с образованием водородных связей.

Процесс набухания и ретроградации крахмала обусловливает изменение его физико-химических свойств и влажности при обработке различных продуктов. Амилопектина, содержащаяся в крахмале, ретроградирует в большей степени, чем амилоза, что приводит к увеличению вязкости и глубины студни. При этом вода окружает крахмал и образует клейстера – гидролизирующиеся полисахариды.

Набухание и клейстеризация крахмала происходит более интенсивно при большом количестве влаги и быстрее при нагревании. Результатом этого процесса является увеличение вязкости и глубины студней или клейстеров, а также изменение структуры и свойств крахмальных продуктов.

Одна из причин клейстеризации крахмала – это его тепловая обработка. Кроме того, ретроградация происходит при длительном хранении крахмальных продуктов, особенно при низких температурах. Таким образом, понимание процесса набухания и клейстеризации крахмала важно для поддержания качества пищевых продуктов на протяжении их хранения и обработки.

Факторы оказывающие влияние на процесс клейстеризации крахмалов

Одним из ключевых факторов, оказывающих влияние на процесс клейстеризации крахмалов, является температура. При нагревании крахмалом с водой происходит изменение структуры крахмального гранула. Амилопектины, составляющие крахмал, набухают в воде, образуя вермишели. При этом ретроградация амилопектина (то есть обратимое образование амилопектинных клейстеров) происходит за счет охлаждения полученного гелеобразного состояния. Эти амилопектинные клейстеры обладают значительной степенью ретроградации, что приводит к образованию структуры гелеобразных изделий, таких как картофельное пюре, каша и т.д.

Кроме того, влажность играет также важную роль в процессе клейстеризации крахмала. При низкой влажности набухание гелеобразной крахмальной структуры ограничено, а при высокой влажности оно становится более интенсивным. Оптимальная влажность является ключевым фактором для достижения желаемой гелеобразной структуры крахмальных продуктов.

Кислотный pH

Еще одним фактором, оказывающим влияние на клейстеризацию крахмалов, является кислотность или pH среды. Кислотные условия стимулируют набухание и ретроградацию амилопектинов, что приводит к образованию более густых и упругих гель-структур.

Соотношение амилозы и амилопектина

Соотношение амилозы и амилопектина в крахмале также оказывает влияние на клейстеризацию. Амилоза, являющаяся линейной молекулой, образует более жесткие и устойчивые гелеобразные структуры. В то время как амилопектин, состоящий из ветвей, способствует образованию более мягких и легко деформируемых гель-структур.

Ретроградация крахмальных полисахаридов или старение крахмального клейстера

В процессе нагревания крахмал в воде гидратируется, то есть впитывает воду, и образует клейстеры. Клейстеры состоят из полимерного материала, амилопектина, и водной фазы, и амилозы в меньшем количестве. Образование клейстеров происходит благодаря взаимодействию молекул воды с гидрофобными гидроксильными группами амилопектина.

Степень растворимости и вязкость крахмального клейстера зависят от соотношения амилозы и амилопектина, а также природы крахмала и условий нагревания. При нагревании крахмала с водой вязкость раствора возрастает, что считается показателем образования клейстеров и ретроградации крахмальных полисахаридов.

Старение крахмального клейстера происходит на нескольких стадиях. На первой стадии происходит гелеобразование, при котором клейстер переходит в гелевую фазу из свободно перемещающихся частиц. На следующих стадиях происходит уплотнение геля и образование трехмерной сети.

Изменение вязкости крахмального клейстера влияет на свойства продуктов, содержащих крахмал, таких как выпечка, пудинги и другие изделия. Более старый и ретроградированный крахмальный клейстер имеет более высокую вязкость и может способствовать улучшению текстуры и усвояемости продукта. Однако слишком сильное старение клейстера может привести к повышенной жесткости и плохой текстуре.

Температура, влажность и время влияют на процесс старения крахмального клейстера. При повышенной температуре старение происходит быстрее, а при повышенной влажности процесс может быть ускорен. При низкой влажности и малом количестве воды старение замедляется.

Таким образом, ретроградация крахмальных полисахаридов является важным процессом в системе крахмал-вода при нагревании. От нее зависит вязкость и свойства крахмалсодержащих изделий, а также их усвояемость при выпечке и других процессах.

Видео:

КАК ВЫБРАТЬСЯ ИЗ НЕНЬЮТОНОВСКОЙ ЖИДКОСТИ?

КАК ВЫБРАТЬСЯ ИЗ НЕНЬЮТОНОВСКОЙ ЖИДКОСТИ? автор: It’s Mamix 27 952 307 переглядів 4 роки тому 13 хвилин і 51 секунда