Карамелизация сухой сахарозы

При нагревании сухой сахарозы по мере отщепления от ее молекулы воды образуются окрашенные соединения карамелан С₁₂Н₁₈О₂ светло-соломенного цвета, карамелен С₃₆Н₅₀О₂₅ – ярко-коричневого цвета и карамелин С₂₄Н₃₀О₁₅ – темно-коричневого цвета, а в дальнейшем образуются гуминовые вещества. Продукты карамелизации сухой сахарозы

характеризуются различной растворимостью в воде: карамелен растворяется в холодной и горячей воде, карамелин - только в кипящей, гуминовые вещества в воде не растворяются (только в щелочах).

Деление продуктов карамелизации на карамелан, карамелен и карамелин условное, т.к. все это смесь вещества с различной степенью полимеризации, которые можно получить практически одновременно.

Состав сахарозы и продуктов ее карамелизации выражают формулой Сm(Н₂О)n.

Под действием температуры отношение m:n меняется. У сахарозы m:n = 1,09. При отношении m:n = 1,3 появляются слегка окрашенные продукты, при m:n = 30 – интенсивно окрашенные.

В кулинарной практике с карамелизацией сахаров сталкиваются при запекании свеклы и яблок, уваривании концентрированных сахарных сиропов. Классический пример – приготовление жженки.

Продукты карамелизации влияют не только на изменение цвета готового продукта, но и способствуют формированию его аромата и вкуса, т.к. в процессе карамелизации образуются летучие вещества (кислоты, альдегиды) и вещества с различной степенью горечи, сладости и кислоты.

Вопрос 8 Состав и строение крахмального зерна. Гидролиз крахмала. Факторы, влияющие на физико-химические и органолептические показатели качества клейстеров.

Строение крахмального зерна. Крахмальное зерно — это биологическое образование с хорошо организованными формой и структурой. В центральной части его имеется ядро, на­зываемое зародышем, или точкой роста, вокруг которого видны ряды концентрических слоев — колец роста. Полисахариды, составляющие крахмал, подразделяются на две фракции — амилозу и амилопектин.

Рис. 7.3. Схема строения крахмального зерна

В амилозную фракцию входят молекулы с линейной структу­рой; различаются молекулы по длине. Амилопектиновая фракция включает полисахариды с моле­кулярной массой порядка 5•10⁸, структура которых мало изучена. Полисахариды в. крахмальном зерне связаны между собой главным образом водородными связями. Молекулы полисахари­дов расположены в зерне радиально. Кристаличность крахмала связана с разветвлениями амилопектина, но при этом точки ветвления амилопектина и амилозы неупорядочены, что является причиной образования аморфных ламелл. В нативных крахмальных зернах полиглюкозидные цепи ами­лозы и амилопектина образуют двойные спирали с 6... 10 глюкозными ос­татками на каждом витке спирали. Эти двойные спирали являются основой кристалической структуры крахмала. Оболочка крахмального зерна отличается от крахмала, расположенного в более глубоких слоях, лишь физико-химическими св-ми, она более плотная, содержит меньше воды.

Ферментативный гидролиз. Ферментативная де­струкция крахмала наблюдается при изготовлении дрожжевого теста и выпечке изделий из него, варке картофеля и др.

Амилолитические ферменты содержатся в муке, дрожжах, специальных препаратах, добавляемых в тесто для интенсифика­ции процесса брожения. В муке присутствуют в основном два ви­да амилолитических ферментов — α- и β-амилаза.

α-Амилаза (α-1,4-глюкан-4-глюкангидролаза) воздействует на α-1,4 связи беспорядочно и вызывает частичную деполимери­зацию крахмала с образованием низкомолекулярных полисаха­ридов, а продолжительный гидролиз приводит к образованию мальтозы и глюкозы.

β-Амилаза (α-1,4-глюкан-мальтогидролаза) гидролизует ами­лозу и боковые цепи амилопектина по месту α-1,4 связей до маль­тозы. Поскольку этот фермент не обладает способностью разру­шать связи в точках ветвления амилопектина (α-1,6), то конечным продуктом являются высокомолекулярные остаточные декстрины.

Схематично действие β-Амилазы на крахмал можно представить в следующем виде:

К рахмал ^{β-амилаза} 54-58% мальтозы + 42-46% декстрина

Схематично действие α-Амилаза на крахмал можно представить в следующем виде:

К рахмал ^{α-амилаза} декстрины(много) + мальтоза(мало) + глюкоза(мало)

Факторы, влияющие на физико-химические и органолептические показатели качества клейстеров.

- концентрация крахмала в них. От концентрации крахмала зависит консистенция клейстеров. Например клейстеры в киселях, супах-пюре обладают относитель­но жидкой консистенцией из-за невысокой концентрации в них крахмала (2...5 %). Более плотную консистенцию имеют клейсте­ры в густых киселях (до 8 % крахмала).

- присутствие сахаров и солей. Сахароза в концент­рациях до 20 % увеличивает вязкость клейстеров, натрия хлорид даже в очень незначительных концентрациях — уменьшает.

- уменьшение вязкости клейстеров наблюдается также при снижении рН. Причем, в интервале рН от 4 до 7, характерном для многих кулинарных изделий, вязкость клейстеров снижается не­значительно. Однако при более низких значениях рН (около 2,5) она резко падает.

- на вязкость клейстеров оказывают влияние поверхностно-активные вещества, в частности глицериды, которые снижают вязкость клейстеров, но являются их стабилизаторами. Причем моноглицериды проявляют эту способность в большей степени, чем диглицериды. Моноглицериды снижают липкость макарон­ных изделий, предупреждают образование студня в супах, соусах, задерживают черствение хлеба.

- белки оказывают стабилизирующее влияние на крахмальные клейстеры. Например, соусы с мукой более стабильны при хране­нии, замораживании и оттаивании, чем клейстеры на крахмале, вы­деленном из муки.

- температура. При высоких температурах (более 80) происходит деструкция крахмала в результате чего снижается способность крахмала к клейстеризации, и снижается вязкость полученного клейстера.

- охлаждение. При охлаждении происходит ретроградация крахмальных клейстеров (пр-сс кристаллизации крахмальных цепей в геле, прочность геля возрастает) в результате чего ухудшаются органолептические показатели крахмалосодержащей продукции.