Факторы, влияющие на температуру клейстеризации

Добавление соли даже в очень небольших количествах повышает температуру клейстеризации и уменьшает набухаемость крахмальных зёрен.

Сахара и спирт также повышают температуру клейстеризации.

Фосфатиды и лецитин - повышают температуру клейстеризации, увеличивают вязкость клейстера.

На вязкость клейстера влияют ПАВ (глицериды), которые снижают её, но одновременно являются стабилизаторами вязкости, особенно моноглицериды - они снижают липкость макаронных изделий, предупреждают образованию студня в супах, соусах, задерживают черствение хлеба.

Белки оказывают стабилизирующее действие на процесс клейстеризации. Так, соусы с мукой более стабильны при хранении, замораживание и оттаивание, чем клейстеры на очищенном крахмале.

В охлаждённом состоянии клейстер высокой концентрации превращается в студень.

Старение - процесс, обратный клейстеризации. Если в процессе клейстеризации увеличивается количество водорастворимых веществ, то в процессе старения - уменьшается за счёт ретроградации амилозы.

Где в кулинарной практике мы встречаемся с этим явлением?

При остывании и долгом хранении в остывшем состоянии кулинарных изделий содержащих оклейстеризованный крахмал. Так, если каши или кисель долго хранятся, то на поверхности появляется вода; при хранении булок, хлеба они черствеют. Вызывают эти процессы старение оклейстеризованного крахмала, что ухудшает качество кулинарных изделий. Явление носит название ретроградации.

Ретроградация - это возвращение оклейстеризованного крахмала в нерастворимую форму путём соединения молекулярных цепей в агрегат. При этом не всегда образуется видимый осадок, т. к. амилоза связывается в основном с цепочками амилопектина, а также связи обратимы. Самоагрегация амилозы приводит к образованию нерастворимых комплексов, имеющих двойное лучепреломление. Это явление можно наблюдать, если оставить крахмальный клейстер (1%) на хранение в холодильнике. При этом часть полисахаридов выпадает в осадок.

Часть цепочек полисахаридов может закручиваться, образуя двойную спираль, но так как они сильно обводнены, то дальнейшая агрегация их затруднена.

Разрыв глюкозидных связей вызывает сильное сжатие агрегатов, и они могут выпадать в осадок.

От чего зависит скорость старения?

От времени- чем продолжительнее сроки хранения, тем сильнее старение. Так, в кашах, отварной вермишели старение обнаруживается уже через два часа после их варки и нарастает по мере хранения.

От природы крахмала - для каш с одинаковой вязкостью (78%) из различных круп через 4 часа после изготовления количество водорастворимых веществ уменьшается (в % к первоначальному)

ã В пшеничной - на 19,4%

ã В рисовой - на 14,0%

ã В гречневой - на 12,2%

ã В манной - на 8,0%

От первоначальной влажности изделий - чем она больше, тем быстрее протекает старение. Так, в пшеничной каше влажностью 66% снижение растворимых веществ происходит на 10,4%, с 78% влажности - на 13,6%.

Ретроградация усиливается после охлаждения и особенно после замораживания. Если крахмальную суспензию подвергнуть несколько раз замораживанию и оттаиванию, то она полностью и необратимо ретроградирует.

Ретроградацию можно частично устранить нагреванием, но с растворами амилозы это сделать гораздо труднее, чем с ретроградированными растворами амилопектина. Поэтому, для предотвращения старения оклейстеризованного крахмала изделия до момента потребления надо хранить в горячем состоянии.

В кулинарной практике с явлением ферментативного расщепления крахмала встречаемся при брожении и выпечке изделия из дрожжевого теста, при варке картофеля.

Для ферментативного расщепления крахмала необходимо создать следующие условия.

1) Присутствие амилолетических ферментов α и β- амилаз;

2) Наличие температуры (хотя бы небольшой).

Ферментативное расщепление ускоряется, если крахмал находится в оклейстеризованном состоянии. При действии амилаз на крахмальный клейстер отмечается следующее:

ã разжижение крахмального клейстера;

ã накопление декстринов;

ã осахаривание (накопление мальтозы).

α-амилаза вызывает частичную деполимеризацию крахмала с образованием низкомолекулярных полисахаридов, а продолжительный гидролиз приводит к образованию мальтозы и глюкозы, поэтому она называется декстриногенной. Повышена активность α – амилазы обычно в муке из дефектного зерна (проросшего), это приводит к получению изделий низкого качества, снижению способности муки к набуханию, понижению вязкости. В крахмале, а также в картофеле нормального хранения α - амилаза отсутствует или имеется в виде следов и не оказывает существенного влияния на изменение их качества.

β-амилаза 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, то конечным продуктом являются высокомолекулярные остаточные декстрины. Этот фермент называют сахарогенным. Накопление мальтозы в тесте в результате действия β-амилазы интенсифицирует процесс брожения, так как этот сахар является субстратом для жизнедеятельности дрожжей.

Процессы β-амилазной ферментативной даградации протекают при замесе теста и в первоначальной стадии его выпечки, при варке крахмалосодержащих продуктов до момента, пока не наступит инактивация ферментов. Для β-амилазы это температура до 65^оС. Скорость инактивации зависит от величины выпекаемых изделий.

Степень деструкции крахмала под действием β-амилазы увеличивается с повышением температуры теста и продолжительности замеса. Кроме того, она зависит о крупности помола муки и степени повреждения крахмальных зерен. Чем больше поврежденных крахмальных зерен в муке, тем быстрее протекает ферментативная деструкция. Обычно в муке содержится не более 5 -8% поврежденных зерен.

Во время выпечки по мере повышения температуры расщепление крахмала усиливается вследствие активации фермента β-амилазы, оптимум действия которой лежит в интервале 49…54⁰С и благодаря тому, что оклейстеризованный крахмал легче гидролизуется ферментами.

При повышенной активности α-амилазы образуются продукты деструкции, ухудшающие качество изделий из теста – мякиш получается липким, изделия кажутся непропеченными. Это объясняется тем, что скорость инактивации α-амилазы (80^оС) выше, чем β-амилазы, и ее действие продолжается при выпечке, в результате накапливается значительное количество низкомолекулярных водорастворимых полисахсаридов, снижается способность крахмала связывать воду.

Получение мальтозы из крахмала происходит через промежуточные продукты, так называемые декстрины. Декстрины представляют собой вещества коллоидной природы, менее сложные по составу, чем крахмал, но более сложные, чем мальтоза.

Амилопектин расщепляется только до точек ветвления, образуя в основном высокомолекулярные декстрины, из него образуется до 54% мальтозы.

Какие же факторы влияют на интенсивность ферментативного гидролиза крахмала?

1) Температура воды. Чем она выше, до известных пределов, тем сильнее осахаривание крахмала.

2) Продолжительность замеса теста. Чем дольше и интенсивнее, тем выше степень гидролиза.

3) Крупнота помола муки. Чем мельче помол, тем больше удельная поверхность и облегчается степень воздействия фермента на крахмал.

4) Количество повреждённых зёрен крахмала при помоле. Чем больше, тем сильнее ферментативный процесс.

5) Добавление амилолитических ферментов при замесе теста для интенсификации процесса. В ферментные препаратах содержится грибная α-амилаза, которая инактивируется при более низких температурах, чем зерновая и полученные низкомолекулярные полисахариды быстрее гидролизуются β-амилазой, вследствие чего процесс брожения интенсифицируется.

6) Степень клейстеризации крахмала. Повышение степени клейстеризации усиливает гидролиз в процессе выпечки.

Изменение крахмала при нагреве его без воды при температурах больше 120⁰С вызывает его значительные изменения с образованием новых веществ - декстринов, имеющих различную окраску от жёлтого до коричневого цвета. При этом происходит расщепление крахмальных полисахаридов и образуются растворимые в холодной воде высокомолекулярные вещества - пиродекстрины, одновременно выделяется СО₂, СО, пары Н₂О. Слабоокрашенные продукты появляются уже при температуре 115-120⁰С, а при дальнейшем нагревании окрашивание усиливается и переходит в светлокоричневое.