Запись в лабораторном журнале

Зарисовка исследуемых образцов крахмала

Заключение

Контрольные вопросы

1. Какие виды крахмала вы знаете?

2. По каким показателям проводят органолептическую оценку товарного крахмала?

3. По каким физико-химическим показателям определяют качество картофельного и кукурузного крахмала?

4. Каким методом определяют зольность крахмала и каково значение это­го показателя?

5. Какие вещества обусловливают кислотность крахмала и каким методом ее определяют?

6. Какие показатели качества характеризуют сорт крахмала?

7. Какова сущность метода определения сернистой кислоты в кукурузном крахмале?

1.5 ПРОДУКТЫ ПЕРЕРАБОТКИ КРАХМАЛА

Патока (декстринмальтоза, мальтодекстрин) — продукт неполного кислотного (разбавленными кислотами) или ферментативного гидролиза крахмала. Как правило, используется картофельный и кукурузный (маисовый) крахмал. Используется в кондитерском и консервном производствах.

Полуфабрикат при производстве сахара и крахмала на сахарных и крахмало-паточных заводах, полужидкая масса, по консистенции похожая на молодой жидкий мёд. Она намного слаще обычного сахара.

Химический состав патоки: декстрин — от 0% до 70%, глюкоза — от 0% до 50%, мальтоза — от 19% до 85%.

Низкоосахаренная патока представляет собой продукт неполного гидролиза крахмала, с содержанием глюкозного эквивалента 26 - 35%. Низкоосахаренные крахмальные гидролизаты характеризуются высокой вязкостью, связующим и антикристаллизационным действием, являются стабилизаторами пены и эмульсий. Такие патоки применяют при производстве аэрированных кондитерских изделий, леденцов, где низкая сладость, мягкий вкус и негигроскопичность очень важны.

Наиболее распространенным и широко применяемым видом является карамельная патока. Содержание глюкозы и мальтозы находится в пределах 15-20%. Такая патока используется, в основном, при производстве карамели в кондитерской промышленности в качестве антикристаллизатора, повышая вязкость сахаро-паточного сиропа.

Весьма важными в пищевой промышленности в настоящее время становятся мальтозные патоки. Патока, содержащая мальтозу, как основной компонент, характеризуется высокой термостабильностью, низкой гигроскопичностью и вязкостью, высокой сладостью, не кристаллизуется при хранении. Высокая энергетическая ценность, сладкий вкус и быстрая усвояемость мальтозы определили исключительную роль мальтозных продуктов в пищевом рационе человека. Мальтозная патока является наиболее эффективным антикристаллизатором, т.к. мальтоза обладает сильным тормозящим действием на скорость кристаллизации сахарозы среди низкомолекулярных углеводов.

Высокоосахаренные патоки обладают чистым сладким вкусом, ввиду специфичности своего углеводного состава. Общее содержание редуцирующих веществ составляет 55-65%, соотношение глюкозы и мальтозы находится на уровне 30-40%. Такие патоки теряют антикристаллизационные свойства и характеризуются повышенной сладостью, сбраживаемостью, гигроскопичностью.

Традиционно в кондитерском производстве используется патока кислотного гидролиза с содержанием редуцирующих веществ- 42%. В связи с внедрением современных технологий, направленных на улучшение качества готовой продукции, наметилась тенденция использования в карамельном производстве мальтозных паток. Это представляет более широкие возможности, поскольку мальтозная патока, обладая меньшей вязкостью, придает карамельной массе лучшие текучие свойства. Низкий уровень содержания глюкозы в мальтозных патоках (до 10%) уменьшает потемнение высокотемпературной карамели, что особенно важно для производства прозрачных изделий. Следует отметить, что мальтозные патоки имеют ту же сладость, что и обычная карамельная патока (42 ДЕ), но она менее гигроскопична из-за меньшего содержания глюкозы. Уменьшение содержания глюкозы в патоке делает карамель более стойкой к намоканию. Исследованиями установлено, что гигроскопичность карамели, приготовленной на мальтозной патоке, примерно на 50% ниже гигроскопичности карамели, приготовленной на обычной патоке.

При производстве помадных конфет, изделий с пенообразной структурой (пастилы, зефира) наиболее пригодны высокоосахаренные патоки с содержанием РВ - 60-65%, где глюкоза находится на уровне 35-40%. Патоки, с высоким содержанием глюкозы, обладают повышенной гигроскопичностью, тем самым, помогая удержанию влаги в течение более длительного периода, при этом структура изделий не претерпевает изменений. Высокоосахаренная патока в своем составе содержит в 3 раза меньше крупномолекулярных декстринов, чем обычная карамельная патока, благодаря чему обладает меньшей вязкостью. Меньшая вязкость обеспечивает лучшее увеличение объема взбиваемой массы, придавая ей более нежную структуру. Высокоосахаренная патока также оказывает положительное влияние на вязкость, пластичность и текучесть помадных масс.

Высокоосахаренная патока находит широкое применение при производстве засахаренных фруктов. Фрукты консервируются путем пропитки в углеводном растворе с целью извлечения натурального сока и насыщения углеводами для придания продукту более высокой сладости. Наличие высокомолекулярных сахаридов обеспечивает повышения вязкости и улучшает условия проникновения углеводов через кожуру фруктов в межклеточное пространство.

Таким образом, патока имеет универсальное значение при производстве кондитерских изделий. Такое положение она заняла благодаря легкости обращения, инертности в процессе варки, стабильности при технологических операциях, разнообразию технологических и физиологических свойств, таких как сладость, вязкость, питательная ценность, увлажняющая или влагопоглощающая способность, растворяющий эффект, антикристаллизационные свойства.

Благодаря широкому спектру видов патоки, производитель может выбрать наиболее подходящую по химическому составу применительно к используемой технологии, т.к. состав и назначение патоки в различных областях применения зависят не только от свойств патоки, но и характера ее взаимодействия с другими присутствующими ингредиентами.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5

АНАЛИЗ КРАХМАЛЬНОЙ ПАТОКИ

Цель работы. Приобрести практические навыки определения органолептических и физико-химических показателей качества крахмальной патоки. Освоить методы определения массовой доли влаги, кислотности, количества редуцирующих веществ.

Объекты исследования. Крахмальная патока.

Оборудование, реактивы и материалы. Весы электронные, шкаф сушильный электрический с терморегулятором, бюксы алюминиевые диаметром 50 мм и высотой 25-35 мм, эксикатор, бюретка, 0,1н раствор щелочи, прибор ВЧ, бумажные пакеты, фенолфталеин, линейка, фарфоровые ступка с пестиком, колба мерная, стаканчик, рефрактометр РПЛ-2, дистиллированная вода, фильтры, термометр, электрическая плитка, водяная баня, тигли, муфельная печь.

Общие положения

Крахмальная патока представляет собой вязкую, сладкую, бесцветную или слабо-желтую жидкость, получаемую путем осахаривания (гидролиза) картофельного или кукурузного крахмала. Гидролиз проводят разбавленными минеральными кислотами (соляной или серной) или ферментами (α-, β-амилазой и глюко-амилазой) зернового, грибного или бактериального происхождения. Некоторые виды патоки получают комбинацией кислотного и ферментативного гидролиза.

Основную массу патоки получают путем кислотного гидролиза крахмала при температуре 100—150°С. Процесс начинается с растворения крахмала за счет нарушения его микрокристаллической структуры, ослабления и нарушения связей между отдельными макромолекулами, но без разрыва главных валентностей. При дальнейшем воздействии кислоты разрываются глюкозидные связи, и по месту их разрыва присоединяется молекула воды. В результате разрыва всех глюкозидных связей образуется глюкоза.

Химизм полного кислотного гидролиза выражается уравнением (без учета промежуточных продуктов):

В качестве промежуточных продуктов гидролиза образуются декстрины различной молекулярной массы. Продукт неполного гидролиза крахмала, полученный путем очистки и уваривания крахмального гидролизата до концентрации сухих веществ около 80 %, называется патокой. Она представляет собой смесь растворимых в воде декстринов, мальтозы и глюкозы.

В зависимости от глубины гидролиза крахмала вырабатываются три вида крахмальной патоки: карамельная (К), низкоосахаренная (КН) и глюкозная высокоосахаренная (ГВ). Карамельная патока выпускается двух сортов: высшего (KB) и I (KI).

Все эти виды и сорта патоки различаются по содержанию декстринов и редуцирующих сахаров (условно рассчитываемых на глюкозу). В высшем и I сортах карамельной патоки с общим количеством редуцирующих веществ 38—44% содержится 19— 21% глюкозы, 18—20% мальтозы и 55—60% декстринов.

Применение определенного вида патоки для тех или иных це­лей обусловлено ее химическим составом и свойствами основных компонентов. Декстрины, обладая высокой вязкостью, выполняют роль антикристаллизатора сахарозы (чем выше вязкость рас­творов, тем ниже скорость кристаллизации). Это свойство декстринов используется при производстве карамели, которая пред­ставляет сахаро-паточный раствор, уваренный до влажности не более 3%. Редуцирующие, сахара патоки также тормозят кристаллизацию сахарозы в карамельной массе за счет повышения содержания сухих веществ и снижения растворимости сахарозы, но свойство антикристаллизатора у них выражено значительно слабее, чем у декстринов. Кроме того, глюкоза и мальтоза (особенно после прогревания) становятся гигроскопичными. Следовательно, повышение содержания редуцирующих Сахаров в патоке приводит к уменьшению ее антикристаллизационных свойств за счет снижения количества декстринов и обусловливает получение карамели с высокой гигроскопичностью. При хранении карамель поглощает влагу из окружающего воздуха, становится литкой, мутной и теряет свои качества.

В нашей стране вырабатывают карамельную низкоосахаренную патоку (КН) с массовой долей редуцирующих веществ 30—34 % (19,5—21,5% мальтозы и 11—12,5% глюкозы) и 66—69,5% декстринов, являющуюся лучшим антикристаллизатором и позволяющую получать малогигроскопичную карамель.

Для использования в качестве сахаристого продукта, содержащего в основном мальтозу и глюкозу, получают высокоосахаренную патоку (ГВ), в состав которой входит обычно 45—60% редуцирующих веществ, в том числе до 40—50% глюкозы. Эта патока обладает более сладким вкусом, меньшей вязкостью и большей гигроскопичностью, чем карамельная патока. Вязкость высокоосахаренной патоки втрое ниже вязкости карамельной патоки, так как содержание декстринов в ней составляет всего 5— 8%.

Благодаря этим качествам высокоосахаренная глюкозная патока находит широкое применение в изготовлении варенья, джемов, фруктовых сиропов, повидла, желе, при консервировании плодов и ягод, предотвращая их засахаривание при хранении. Использование этой патоки в хлебопечении и при выработке мучных кондитерских изделий способствует удлинению срока их хранения за счет повышения влагоудерживающей способности и замедления процесса черствения. Применение патоки ГВ в производстве помадных конфет улучшает их вкусовые достоинства и повышает стойкость против высыхания.

Приготовление основного раствора патоки

Патока представляет собой очень вязкий продукт, непосредственный анализ которого по некоторым показателям качества практически невозможен. Поэтому для определения массовой доли редуцирующих сахаров, кислотности и других показателей качества патоки готовят 20%-ный раствор и называют его основным раствором патоки.

Техника определения — в предварительно взвешенном стаканчике отвешивают 50 г патоки с погрешностью ±0,01 г. Навеску смывают горячей дистиллированной водой в мерную колбу вместимостью 250 см³. После охлаждения до 20°С колбу долива­ют водой до метки и тщательно перемешивают.

Определение массовой доли сухих веществ

ГОСТом предусмотрено определение этого показателя рефрактометром типа РПЛ-3 (рефрактометр пищевой лабораторный) и рефрактометром типа РПЛ-2 (рефрактометр прецизионный лабораторный).

Определение на рефрактометре РПЛ-3. На нем можно определить показатель рефракции в концентрированных растворах с относительно высоким коэффициентом преломления (до 1,540), поэтому сухие вещества определяют без предварительного разведения патоки водой.

Техника определения—1—2 капли патоки наносят на призму рефрактометра и отсчитывают по шкале содержание сухих веществ. В связи с тем, что шкала сухих веществ рефрактометра проградуирована по растворам сахарозы, а в состав сухих веществ патоки входят глюкоза, мальтоза и различные декстрины, растворы которых имеют несколько отличные от соответствующих растворов сахарозы показатели преломления, для получения правильных данных о массовой доле сухих веществ патоки необходимо внести корректив. Полученный на рефрактометре результат следует умножить на коэффициент пересчета. Этот коэффициент непостоянен и зависит от соотношения сахаров и декстринов в патоке, которое характеризуется массовой долей редуцирующих веществ в ней.