Презентація до лекцій 1-2

1. Класифікація, отримання та
використання модифікованого
крохмалю у харчових продуктах
проф. О.В. Грабовська
Київ - 2015
Національний університет харчових технологій

2. На відміну від природного рослинного крохмалю,
який вважається харчовим продуктом, модифікований
крохмаль (Е 1400−1451) відноситься до
харчових добавок.
Ця група харчових добавок об’єднує продукти
фракціонування, деструкції та різних модифікацій

3. Амілоза
АмілозаАмілоза
АмілопектинАмілопектин

4. Схематична будова крохмального зерна

5. 1. – кукурудзяний крохмаль
2. - воскової кукурудзи
3. - картопляний
4. - пшеничний
5. - сорго
6. - цукрової кукурудзи
7. - амаранту
8. - високоамілозної
кукурудзи
9. - рису

6.  Крохмаль, властивості якого змінені в
результаті спеціального оброблення,
називається модифікованим.
 Модифікований крохмаль одержують
внаслідок фізичної, хімічної, біохімічної
або комбінованої обробки природного
крохмалю для зміни його властивостей.

7. Реакційноздатними центрами в полімерних
молекулах крохмалю є:
 гідроксильні групи глюкозних структурних
одиниць, активність яких стосовно хімічних
реагентів змінюється в ряду:
 СН2ОН (С6 ) > ОН при С2 > ОН при С3;
 α-глікозидні зв'язки, які з'єднують глюкозні
структурні одиниці в полімерні ланцюги;
 кінцеві залишки D-глюкопіраноз, які виявляють
відновлюючу здатність.

8. За характером змін, що відбулись внаслідок
модифікації крохмаль розділяють на дві групи:
 крохмаль, при оброблені якого основною зміною
є розщеплення полісахаридних ланцюгів
(розщеплений крохмаль),
та крохмаль, властивості якого змінені, в
основному внаслідок приєднання хімічних
радикалів або внаслідок сумісної полімеризації з
іншими високомолекулярними сполуками
(заміщений крохмаль).

9. Для одержання модифікованого харчового крохмалю у
світовій практиці дозволено наступні п'ять видів хімічної
обробки, а також їх різні комбінації:
• естерифікація оцтовим і янтарним ангідридами,
сумішшю ангідридів оцтової й адипінової кислот,
ангідридом октенілянтарної кислоти, фосфорилілхлоридом,
триметафосфатом і триполіфосфатом натрію, а також
однозаміщеним ортофосфатом натрію з утворенням
складноефірних похідних;
• етерифікація оксидом пропилену з утворенням простих
ефірів:
• кислотна модифікація хлористоводневою і сірчаною
кислотами з утворенням гідролізованих продуктів;
• відбілювання пероксидом водню, надоцтовою
кислотою, перманганатом калію або гіпохлоритом натрію;
• окиснення гіпохлоритом натрію.

10.  Хімічна модифікація нативного крохмалю
з утворенням простих і складних
ефірних зв'язків по вільним
гідроксильним групам D-
глюкопіранозних залишків дозволяє
одержувати два різних типи
модифікованих крохмалів: стабілізовані і
зшиті.

11. Модифікований крохмаль
Розщеплені крохмалі Набухаючі
крохмалі
Стабілізовані
крохмалі
Зшиті
крохмалі
Гідро-
лізова
ні
Окис-
нені
Декст-
рини
Опро-
мінені
Валь
цевого
вису-
шува-
ння
Екст-
рузій
ні
Складні
ефіри
Прості
ефіри
Кисло
тами,
фер-
мен
тами
H2O2,
KMnO4
HCLO3
KBrO3
Фосфатні,
Ацетатні,
октеніл
янтарної
к-ти
Гідрок
сипро
пильов
ані
Хлор-
окисом
фосфору,
епіхлор-
гідріном,
адипіно-
вою
к-тою

12. Вид модифікації Основні характеристики
Набухаючі Розчинність і диспергування без теплової обробки,
набухання в холодній воді
Естерифікація
(ацетилювання)
Підвищена прозорість і стабільність клейстеру при низьких
температурах, полегшена теплова обробка
Естерифікація
(фосфорилювання)
Підвищена прозорість і стабільність клейстеру, стійкість до
заморожування - відтаювання
Етерифікація
октенилянтарним
ангідридом
Емульгуюча і стабілізуюча здатність
Утворення
поперечнозшитих
фосфатних ефірів
Підвищення в’язкості і густини. Стійкість до нагрівання,
механічного впливу і кислого середовища. Збереження
стабільності, уповільнення клейстеризації.
Гідроксипропилювання Підвищена прозорість і стабільність клейстеру. Стійкість
до заморожування-відтаювання. Полегшена теплова
обробка.
Зміни, які відбуваються у властивостях
крохмалю в результаті хімічної модифікації

13. Тип
модифікації
Основні групи Основні підгрупи
Набухання Набухаючий
крохмаль
Розчинний в холодній воді
(інстант-крохмаль)
Отриманий вальцевим
висушуванням Отриманий
екструзією
Набухаючий в холодній воді
Деполімериза
ція
Розщеплений
крохмаль
Декстрин
Гідролізований кислотами
Гідролізований ферментами
Окиснений
Стабілізація Стабілізований
крохмаль
Зі складноефірним зв'язком:
ацетильований
фосфатний
З простим ефірним зв'язком:
оксиалкільний
Поперечне
зшивання
полімерних
ланцюгів
Зшитий крохмальКрохмаль, зшитий хлороксидом
фосфору
Крохмаль, зшитий
епіхлоргідрином
Крохмаль, зшитий адіпіновою
кислотою

14. Набухаючі крохмалі
 у загальному випадку одержують
нагріванням крохмальної суспензії на
вальцевих сушарках за температури
1600
С в умовах, що забезпечують
швидку клейстеризацію і наступне
висушування клейстеру.

15. а – общий вид одновальцовой сушилки на ОАО «Машпищепрод»; б – схема
одновальцовой сушилки: 1 – большой барабан, 2 – маленький барабан, 3 –
нож, 4 – дробилка бильного типа, 5 – шнек, 6 – мерник

16.  Здатність крохмалю
набухати в холодній
воді без додаткового
нагрівання
використовують у
технології різних
десертів, желейного
мармеладу, здобного
тіста, що містить
ягоди, які при
відсутності
стабілізатора осідають
на дно до початку
випікання.

17. Розщеплений крохмаль
 виробляють шляхом обробки
полісахаридів кислотами, окиснювачами
та ін. За такого впливу відбувається
деструкція полісахаридів з утворенням
додаткових карбонільних і нових
карбоксильних груп.
 До розщеплених відносяться декстрини,
гідролізований, окиснений та
опромінений крохмаль.

18. а) нативний картопляний крохмаль б) окиснений Н2О2 з додаванням FeSO4
в) окиснений Н2О2 з додаванням FeSO4 г) кислотномодифікований (НCl)

19. Скануючі електронні мікрофотографії зерен
картопляного окисненого Н2О2 крохмалю

20. Розщепленому крохмалю властива:
 підвищена драглеутворювальна
здатність;
 знижена молекулярна маса їх
полисахаридів дозволяє одержувати
клейстери високої концентрації з
низькою в'язкістю;
 підвищена плівкоутворювальна
здатність.

21. Основні споживачі розщепленого
крохмалю кондитерська і
хлібопекарська промисловість:
 виробництво желейних
кондитерських виробів
(мармеладу, лукуму)
 приготування корпусів
цукерок
 поліпшення якості
хліба
 стабілізація морозива

22. Стабілізований крохмаль
 являє собою продукт хімічної
модифікації монофункціональними
реагентами з утворенням по
гідроксильним групам похідних з
простим або складним ефірним зв’язком
 Найбільш розповсюдженими
представниками цієї підгрупи
модифікованого крохмалю є
ацетильовані і фосфорильовані естери, а
також гідроксипропильовані етери.

23. Введення в молекулу крохмалю
вуглеводневих фрагментів
супроводжується:
 виникненням розділених між собою
гідрофобних ділянок, внаслідок чого такі
молекули стають поверхнево-активними
і набувають здатності стабілізувати
(завдяки полімерній будові) різні
дисперсні системи, зокрема емульсії

24. використання
 у кондитерській, харчоконцентратній
промисловості для загущення начинок цукерок,
стабілізації кремів, у виробництві борошняних
кондитерських виробів,
 приготування варення, джемів, майонезів,
соусів, підлив
 в емульсійних продуктах
 для заміни частини жиру
 у виробництві кетчупів
 для загущення начинок пирогів
 для продуктів, що піддаються заморожуванню-
відтаюванню

25.  Підгрупа етерів крохмалю включає
модифіковані крохмалі, в яких до
мономерів полісахаридних ланцюгів
ефірно приєднані залишки хімічних
речовин - ацетатні, фосфатні, оксіетільні
або оксіпропільні групи тощо
 Сюди ж відносяться «зшиті» крохмалі, в
яких між полісахаридними ланцюгами
введений зшиваючий їх радикал:
дикрохмальфосфати, адіпати, зшиті
епіхлоргідріном та інші.

26. Висновки
 Харчовий модифікований крохмаль — відносно
безпечна добавка, дозування якої
регламентується технологічними вимогами.
Критерії чистоти включають показники, які
обмежують вміст арсену, домішок відповідних
модифікуючих хімічних реагентів, а також
показники, що характеризують максимально
припустимий рівень вмісту введених при
модифікації функціональних груп
(ацетильованих, фосфатних, карбоксильних та
ін.).