4. Роль реакции гидролиза и меланоидинообразования в производстве и качестве продуктов питания

Гидролиз – это реакция разложения сложных химических веществ под действием кислот или щелочей с присоединением молекул воды.

Гидролиз сахарозы проходит при нагревании с кислотами с образованием инвертого сахара. Образование инвертного сиропа: С₁₂Н₂₂О₁₁ + Н₂О = С₆Н₁₂О₆ + С₆Н₁₂О₆, который обладает свойствами антикристализатора и гигроскопичностью. Анткристализационные свойства инвертного сиропа позволяют широко использовать его при производстве карамели.

Инвертный сироп получают, используя в качестве катализатора сильную кислоту HCl, вводя ее в виде 10% раствора в количестве 0,02…0,03% при температуре 90˚С в 80% раствор сахара. Гидролиз длиться 20…30 минут. По окончании инверсии кислоту нейтрализую содой до слабокислой реакции при температуре 65˚С, чтобы предотвратить потемнение раствора. Чаще применяют органические кислоты: лимонную, молочную, винную. В этом случае нейтрализацию не проводят инвертный сахар, образуется с момента введения кислоты до получения карамели.

В сахарном производстве гидролиз сахарозы имеет отрицательное значение, так как увеличивает потери сахарозы за счет разложения (инверсии), поэтому проводят нейтрализацию известью.

Гигроскопичность инвертного сиропа широко используется при хранение кондитерских изделий. Она ограничивает применение инвертного сиропа при производстве карамели, так как при хранение карамель «намокает».

Гидролиз крахмала применяю при получении патоки и других продуктов. Гидролиз каталитический; в качестве катализатора применяют минеральные кислоты, обычно HCl.

Меланоидинообразование – это сложный окислительно-восстановительный процесс, включающий ценный ряд реакции: низкомолекулярные продукты распада белков, содержащие свободные аминокислоты, т.е. свободную группу NH₂. Они могут вступать в реакцию с соединениями, содержащими карбонильную группу, например с альдегидами. При этом из аминокислот образуются соответствующий альдегид, аммиак и CO₂, а из сахара – фурфурол и оксиметилфурфурол. Образующийся альдегид обладает определенным запахом, обуславливающим аромат многих пищевых продуктов. фурфурол и оксиметилфурфурол взаимодействут с амикнослотами, образуя темно окрашенные соединения – мелоноидины, что является основной причиной потемнения пищевых продуктов в процессе их изготовления, сушки и хранения. Особенно интенсивно реакция протекает при высоких температурах, например выпечка хлеба, сушка ферментирование соды, тепловая обработка вин, приготовление ирисных и помадных масс, самосогревание зерна при хранение.

5. Роль реакции дегидратации и сульфитации в производстве и качестве продуктов питания

Дегидратация. Под воздействием высоких температур сахара претерпевают ряд химических превращений, характер которых зависит от следующих факторов: условия нагревания, рН, концентрация сахаров.

Моносахариды при нагревании в кислой лил нейтральной среде дегидратируют, т.е. разлагаются с образованием одной или двух молекул воды и ангидридов глюкозы. Эти соединения могут соединяться друг с другом или с неизмененной молекулой глюкозы с образованием продуктов конденсации.

Сахароза→Моносахароза→Ангидридысахаров→Оксиметилфурфурол

Моносахароза и ангидриды сахаров→Продукты конденсации (реверсии)

Оксиметилфурфурол→Красящие и гуминовые вещества + муравьиная кислота

При длительном тепловом воздействии от моносахаридов отщепляются три молекулы воды и образуется оксиметилфурфурол, который при дальнейшем нагревании образует окрашенные соединения, а также муравьиную и левулиновую кислоты. Эти процессы наблюдаются при нагревании патоки инвертного сиропа. Ангидриды и продукты инверсии способны задерживать кристаллизацию сахаров из карамельной массы, но не оказывают влияние на гигроскопичность и цветность готового продукта.

Оксиметилфурфурол и красящие вещества повышают цветность и гигроскопичность готового продукта, что отрицательно сказывается на технологии, поэтому эти продукты стараются не допускать.

С ульфитация. Чтобы предотвратить мелоноидинообразование в тех случаях, когда оно не желательно плоды сульфитируют, т.е. обрабатывают H₂S0₃ или диоксидом серы, что обесцвечивает растительные красящие пигменты. Сульфитацию проводят в сахарном производстве при очистке диффузионного сока, при этом образуется сернистая кислота: SO₂+H₂O→ H₂S0₃, которая частично переходит в серную и выделяется атомарный водород H₂S0₃ + H₂O→ H₂S0₄ +2Н↑, который является сильным восстановителем . Органические красящие вещества содержат не предельные хромофорные группы. При действии сернистой кислоты по месту разрыва двойных связей присоединяется водород, в результате чего окрашенные соединения превращаются в бесцветные лейкосоединения. Сульфитации подвергают яблоки и абрикосы перед сушкой во избежание потемнения. Также ее использую как один из способов консервации, кроме того они блокируют ферменты, которые расщепляют витамины.