Изменения углеводов при переработке и хранении

Опубликовано 15 Мар 2012. Автор:

При переработке и хранении пищевого сырья и продуктов углеводы претерпевают сложные и разнообразные превращения, зависящие от состава углеводного комплекса,  температуры и рН среды, влажности, наличия ферментов,  присутствия в продуктах других компонентов, взаимодействующих с углеводами  (белков, липидов, органических кислот и других).

Простые и сложные углеводы содержатся в основном  в  продуктах растительного происхождения. Единственный полисахарид гликоген имеется в продуктах животного происхождения.

Основными процессами,  протекающими  в углеводах при различных видах технологической обработки и хранения пищевых продуктов  являются следующие:

— кислотный и ферментативный гидролиз ди- и полисахаридов;

— брожение моно- и дисахаридов;

меланоидинообразование;

карамелизация.

Процесс брожения моносахаридов подробно изложен в учебной  литературе.

Гидролиз  ди-  и  полисахаридов  —  наиболее  распространенный процесс, протекающий в пищевых продуктах при тепловой и холодильной обработке, а также при хранении картофеля, плодов и овощей в охлажденном и замороженном состоянии.

Гидролиз ди- и полисахаридов. При нагревании дисахариды (сахароза,  мальтоза,  лактоза)  под  действием кислот или в присутствии ферментов распадаются на моносахариды.  Сахароза в водных растворах под  влиянием  кислот присоединяет молекулу воды и гидролизуется на равное количество глюкозы и фруктозы, вращающих плоскость поляризации влево, а не вправо, как сахароза.

Такое преобразование называется инверсией,  а эквимолекулярная смесь  глюкозы и фруктозы — инвертным сахаром,  который имеет более сладкий вкус, чем сахароза.

Полисахариды также  при  нагревании под действием кислот или в присутствии ферментов подвергаются гидролизу с образованием  низкомолекулярных соединений, принимающих участие в обменных процессах.

Из высокомолекулярных  полисахаридов  существенным  изменениям подвергаются крахмал и пектиновые вещества.

      Крахмал.(С6Н10О5)n состоит из амилозы и амилопектина, содержит много молекул  D-глюкозы, соединенных  между  собой α-глюкозидными связями. В  крахмале различных плодов и овощей относительное содержание амилозы и амилопектина колеблется в широких пределах.  В растительной ткани  крахмал  откладывается  в запас в виде зерен.  Эти зерна содержат  96 — 97% амилозы и амилопектина, белка —  около 1%, жирных кислот — до 0,6% и минеральных  веществ до 0.7%. Минеральные вещества в крахмале представлены фосфорной кислотой. В картофельном крахмале ее содержится  около 0,18%  или в 3 — 4 раза больше, чем в крахмале зерновых культур. От количества  фосфора  зависит  степень вязкости крахмала. Крахмальные зерна разных растений заметно различаются  по  размеру  и строению (в картофеле они крупнее, в рисе – мельче). С размером  крахмальных зерен  связаны консистенция картофельного клубня и рассыпчатость после варки.

Так, при гидролизе крахмала конечными продуктами распада являются мальтоза и D-глюкоза,  затем  гидролиз  крахмала  определяется особенностями строения крахмала,  в частности:  α-амилоза состоит из

длинных неразветвленных цепей,  в которых все  D-глюкозные  единицы соединены  α(1—>4)-связями. В воде амилоза не дает истинного раствора, но образует гидратированные мицеллы. Амилопектин также образует коллоидные или  мицеллярные растворы,  его цепи сильно разветвлены: молекулы глюкозы в ветви соединены гликозидными связями  α(1—>4)-типа, но связи в точках ветвления относятся к  α(1—>6)-типу.  Основные компоненты крахмала  могут быть гидролизованы ферментативным  путем двумя способами. Амилоза может быть гидролизована ферментом 7  0  α-амилазой ( α(1—>4)-глюкан-4-глюканогидролаза) с разрывом   α(1—>4)-связи амилозных цепей и с образованием  глюкозы  и  мальтозы. Кроме  того, амилоза может быть гидролизована ферментом  β-амилазой ( α(1—>4)-глюкан-мальтогидролаза) до декстринов и мальтозы.  Декстрины — это полисахариды с  промежуточной длиной цепи,  образующиеся в результате действия амилаз.

Амилопектин также гидролизуется  α- и  β-амилазами до остаточного декстрина — конечного продукта гидролиза,  представляющего собой крупную, сильно разветвленную «сердцевину» полисахарида. Это связано с тем,  что  α- и  β-амилазы не способны расщеплять  α(1—>6)-связи, имеющиеся в точках ветвления амилопектина.

α(1—>6)-связи, находящиеся в точках  ветвления,  гидролизуются особыми ферментами:   α(1—>6)-глюкозидами.  При  совместном действии  α-амилазы и  α(1—>6)-глюкозидазы амилопектин  может  быть  полностью расщеплен до мальтозы и глюкозы.  Конечные продукты гидролиза мальтоза и глюкоза могут образовываться при нагревании  крахмалсодержащих продуктов в кислой среде.

При варке пищевых продуктов происходит насыщение  растительных клеток водой:  амилоза  растворяется в горячей воде при температуре 60-80 0С, амилопектин  образует при этих же условиях набухшую студенистую массу — клейстер. Поглощение  воды клейстеризующимся крахмалом достигает 100-200%. В кислой  среде  крахмал  гидролизуется  до конечных продуктов  неферментативным путем,  на чем основан один из методов определения содержания крахмала в пищевых продуктах.

Оставить отзыв