Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Функциональные свойства целлюлоз, гемицеллюлоз и пектиновых веществ
Целлюлоза – моноглюкан, состоящий из линейных цепей p-D-(l, 4)-глюкопиранозных единиц. Исключительная линейность целлюлозы дает возможность молекулам ассоциировать, что имеет место в деревьях и других растениях. Целлюлоза имеет аморфные и кристаллические области, и именно аморфные зоны подвергаются воздействию растворителей и химических реагентов. При производстве пищевых продуктов находит применение микрокристаллическая целлюлоза, для получения которой используют кислотный гидролиз целлюлозы. В этом случае аморфные области гидролизованы кислотой, остаются только небольшие кислотоустойчивые области. Этот продукт используется как наполнитель и реологический компонент в низкокалорийных пищевых продуктах. Наиболее широко используется натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы (Na-КМЦ). Ее получают обработкой целлюлозы щелочью и хлоруксусной кислотой. Путем алкилирования могут быть получены другие производные целлюлозы с хорошими набухающими свойствами и повышенной растворимостью. Метилцеллюлозу получают действием метилхлорида на целлюлозу в щелочной среде. Роль модифицированных целлюлоз заключается в том, что они вносятся как загуститель в начинках, пудингах, мягких сырах, фруктовых желе; удерживают влагу в пекарских изделиях, мороженом, мороженных десертах и ингибируют рост кристаллов; замедляют рост кристаллов при хранении кондитерских изделий, глазури, сиропов; способствуют стабилизации эмульсий в соусах и салатных приправах; в низкокалорийных напитках, насыщенных С02, сохраняют диоксида углерода. Гемицеллюлозы – ксилан, представляют собой полимер, состоящий в основном из p-D-(1, 4)-ксилопиранозильных единиц, включающий p-L-арабинофуранозильные боковые цепи от третьей позиции нескольких D-ксилозных колец. Другие типичные их составляющие – это метиловые эфиры D-глюкуроновой кислоты, D- и L-галактоза, ацетильные эфирные группы. Роль гемицеллюлоз заключается в том, что они улучшают качество замеса, уменьшают энергию перемешивания, участвуют в формировании структуры теста, в частности формировании клейковины, что в итоге оказывает благоприятное действие для получения хорошего объема хлеба; тормозят черствение хлеба, так как способны связывать воду; повышают сокращения кишечника. Пектиновые вещества. В растительной клетке пектин выполняет функцию структурирующего агента в центральном слое клеточной стенки. Кроме того, благодаря своей сильной способности к набуханию и своему коллоидному характеру пектин регулирует водный обмен растений. Название «пектин» происходит от греческого слова «пектос», что означает «желированный», «застывший». Роль пектиновых веществ определяется в их применении благодаря прекрасным желирующим свойствам при производстве кондитерских изделий, фруктовых желе, джемов. Кроме того, пектин обладает детоксицирующими свойствами, т. к. способен связывать токсичные элементы и радионуклиды и выводить их из человеческого организма. Это делает пектин и пектинсодержащие продукты ценной добавкой при производстве пищевых продуктов лечебно-профилактического назначения.
Лекция 5. Превращения углеводов пищевого сырья при производстве хлебобулочных, макаронных и кондитерских изделий. Роль данных реакций в формировании органолептических свойств готовой продукции 1. Реакции гидролиза в пищевом производстве 2. Реакции дегидратации и термической деградации углеводов 3. Реакции образования коричневых продуктов 4. Процессы брожения и окисления углеводов при производстве продуктов питания 5. Пищевая ценность углеводов Реакции гидролиза в пищевом производстве Гидролиз крахмала а) Под действием кислот – вначале ослабевают и рвутся ассоциативные связи между макромолекулами амилозы и амилопектина. Это сопровождается нарушением структуры крахмальных зерен и образованием гомогенной массы. Далее происходит разрыв α -Д (1-4) и α -Д (1-6) связей с присоединением по месту разрыва молекулы воды. Конечным продуктом гидролиза является глюкоза. На промежуточных стадиях образуются декстрины, тетра-, трисахариды, мальтоза. б) Ферментативный гидролиз крахмала под действием амилолитических ферментов – α - и β -амилазы, глюкоамилазы и др. Ферментативный гидролиз крахмала имеет место во многих пищевых технологиях, так как обеспечивает качество продуктов: - в хлебопечении – процесс приготовления теста и выпечка хлеба; - при производстве пива – получение пивного сусла, сушка солода; - при производстве кваса – получение квасных хлебцев; - при производстве спирта – подготовка сырья для брожения. Схему гидролиза крахмала α -амилазой (эндофермент, так как действует на крахмальную молекулу из нутрии, разбивая на бороздки и фрагменты) можно представить так: α -амилаза крахмал-------------- α -декстрины + мальтоза + глюкоза (много) (мало) (мало) Рис. 2 – Схема гидролиза крахмала α -амилазой β -Амилаза (α -1, 4-глюканмальтогидролаза) является экзоамилазой, проявляющей сродство к предпоследней α - (1, 4)-связи с нередуцирующего конца линейного участка амилозы или амилопектина (т.е. отрывает дисахарид – мальтозу от конца). В отличие от α -амилазы, β -амилаза практически не гидролизует нативный крахмал.
Рис. 3. – Схема гидролиза крахмала ферментом ß –амилаза
Глюкоамилаза (α -(1, 4)-глюканглюкогидролаза – экзофермент, катализирует отщепление остатков глюкозы от нередуцирующего конца. Может действовать на 1-4 и 1-6 связи. Гидролиз сахарозы. Сахароза как сырье используется во многих пищевых производствах, поэтому надо учитывать ее способность к гидролизу. Гидролиз имеет место при нагревании в присутствии небольшого количества пищевых кислот. Образующиеся восстанавливающие сахара (глюкоза, фруктоза) могут участвовать в различных реакциях: дегидратация, карамелизация, меланоидинообразования и др. Часто эти процессы нежелательны. Ферментативный гидролиз под действием β -фруктофуранозидазы (сахараза, инвертаза) играет положительную роль в ряде пищевых технологий. В результате реакции гидролиза образуются глюкоза и фруктоза. В кондитерском производстве добавление фермента предупреждает очерствение конфет, в хлебопечении – способствует улучшению аромата. Инвертные сиропы (смеси глюкозы и фруктозы в соотношении 1: 1), получают действием β -фруктофуранозидазы на сахарозу, используют при производстве безалкогольных напитков. Гидролиз пектина осуществляют пектолитические ферменты. Растворимый пектин переходит из нерастворимого пектина в растворимое состояние при действии фермента протопектиназа или в присутствии разбавленных кислот. При этом пектин отщепляется от гемицеллюлозы или других связывающих компонентов. Растворимый пектин способен в кислой среде и в присутствии сахара образовывать желе и гели; Пектовые кислоты образуются из растворимого пектина при действии фермента пектаза (пектинэстераза) или в присутствии разбавленных щелочей, при этом пектовая кислота теряет способность образовывать желе и гели. В результате действия фермента пектаза от растворимого пектина отщепляется метиловый спирт. Гидролиз гемицеллюлоз осуществляют цитолитические ферменты, которые включают эндо-ß - глюканазу, арабинозидазу и ксиланазу. Гемицеллюлозы не способны растворяться в воде, значительно затрудняют гидролиз крахмала.При действии фермента эндо-ß - глюканаза отщепляется остаток глюкозы, при действии фермента арабинозидаза отщепляется остаток арабинозы, а при действии фермента ксилоназа отщепляется остаток ксилозы. При частичном гидролизе гемицеллюлозы образуютсягуммивещества или амиланы, которые имеют меньшую молекулярную массу, растворяются в воде, образуя вязкие растворы. От степени гидролиза гемицеллюлоз зависит скорость гидролиза крахмала при осахаривании солода в производстве пива, длительность фильтрации затора. |
Последнее изменение этой страницы: 2019-10-04; Просмотров: 401; Нарушение авторского права страницы