3.1.  Крохмаль та крохмалепродукти

                                              

3.1.1. Крохмаль  є одним з основних джерел енергії для людини.  У великих кількостях він накопичується в  зерні злакових, бульбах і корінні багатьох рослин. За хімічним складом і будовою крохмаль –  полісахарид, мономером якого є глюкоза. Його енергетична цінність становить  близько 300 ккал/100г.

В раціоні харчування людини крохмаль відіграє важливу роль – приблизно половина сухих речовин, що вживає людина за добу припадає саме на нього. Крохмаль є важливішою складовою частиною хліба, макаронних виробів,  крупів, кондитерських виробів, деяких овочів.

Крохмаль отримують переважно з картоплі і кукурудзи та використовують як у натуральному вигляді, так і у вигляді продуктів переробки.

Крохмаль є дуже гігроскопічним, добре поглинає  запахи з оточуючого середовища, що необхідно враховувати при його транспортуванні та зберіганні. Він здатний набрякати у воді, а при нагріванні з нею утворювати клейстер і навіть драглі. Крохмаль накопичується клітинами  рослин у вигляді крохмальних зерен. Для кожного виду крохмалю характерні  певні  форма та розмір зерен і властивості клейстеру : в’язкість, прозорість, стійкість до зберігання, впливу температур, механічної дії. На цих ознаках  ґрунтується ідентифікація крохмалів.

 

Види крохмалю.  У світі профільні підприємства виробляють наступні  види крохмалю.

Картопляний крохмаль має найкрупніші зерна (15-100мкм), овальної форми з концентричними борозенками, виробляється з бульб картоплі, здатний набрякати у воді, а при нагріванні з нею утворювати в’язкий прозорий клейстер. Крохмальний клейстер є нестабільний при перемішуванні, термічній дії і зберіганні. Картопляний крохмаль використовують у крохмале-патоковому виробництві, під час виготовлення деяких видів варених ковбасних виробів, кондитерських виробів, в кулінарії.

Для отримання картопляного крохмалю бульби картоплі ретельно миють і подрібнюють на терткових машинах. Отриману масу (суміш мезги, клітинного соку і крохмальних зерен) промивають на ситових апаратах. Зерна крохмалю разом з водою проходять крізь сито і утворюють крохмальне  молоко,  мезга осідає на ситах  (її використовують  на  корм худобі).  Далі  з крохмального  молока отримують крохмаль двома способами – відстоюванням у чанах або центрифугуванням. Виділений крохаль промивають, відбілюють, висушують за температури 35-50°С, охолоджують, просіюють і упаковують.

Кукурудзяний крохмаль (маїсовий). Зерна крохмалю борошнистої кукурудзи мають округлу форму, а кременистої – багатокутну. Основну частку становлять зерна від середнього (15 мкм) до великого розміру (25 мкм) й обме­жену – дрібні (5 мкм). На поверхні крохмального зерна помітне кругле «вічко»,  від якого розходяться тріщинки.

Кукурудзяний крохмаль утворює непрозорий молочно-білий клейстер невисокої в’язкості зі специфічним запахом і присмаком зерен кукурудзи. На відміну від картопляного, кукурудзяний клейстер стабільний до  перемішування, дії тепла та зберігання. Тому кукурудзяний крохмаль викори­стовують у консервному виробництві, для виготовлення харчових концентратів, соусів тощо. Кукурудзяний крохмаль передбачений рецептура­ми на булочні і борошняні кондитерські вироби для послаблення дії клейковини і надання більшої ніжності цій групі продуктів. Пересушений кукурудзяний крохмаль використовують для формування методом відливання корпусів багатьох видів цукерок.

Технологічна схема виробництва кукурудзяного крохмалю включає такі операції: замочування зерна, грубе мокре подрібнен­ня, виділення зародку, тонке мокре розмелювання кашки, відділен­ня вільного крохмалю від мезги і рафінування крохмальної суспен­зії, розділення крохмалю і білка, промивання на вакуум-фільтрах і сушіння крохмалю.

Очищений крохмаль направляють для виготовлення сухого крохмалю, крохмальної патоки, глюкози, декстринів та модифікова­них крохмалів.

Пшеничний крохмаль – зерна пшеничного крохмалю мають округлу або еліптичну фор­му, переважно великого (25-35 мкм) і дрібного (2-10 мкм) розмі­рів. У центрі великих зерен слабо помітне «вічко». Цей крохмаль утворює клейстери низької в'язкості, більш прозорі порівняно з клейстерами кукурудзяного крохмалю. При високих концентра­ціях після охолодження клейстери утворюють еластичні драглі.

Пшеничний крохмаль використовують у хлібопекарній і конди­терській промисловості для поліпшення якості борошняних виробів, їх пористості, консистенції, а також для деяких солодощів. Цей вид крохмалю популярний в Ав­стралії, а також у США, Англії, Німеччині та інших країнах. Для виробництва  використовують сухе зерно, яке грубо подрібнюють, потім виді­ляють висівки, а борошно змішують з водою. Густу суспензію скеровують у гомогенізатор для відділення крохмальних зерен з білкової матриці, далі – на осаджувальні центрифуги, які поді­ляють суспензію на дві фракції. Одна містить крохмаль з неве­ликою кількістю білка, а друга – крохмаль, глютен і розчинні речовини. Останню направляють на дозрівання клейковини, після чого з неї відмивають крохмаль.

Унаслідок такої переробки ді­стають крохмаль двох сортів, а також клейковину, концентрат розчинних речовин борошна, мезгу. Передбачено також одержання крохмалю з пшеничного борошна не нижче 2-го сорту. Процес включає такі операції: замішування тіста, його дозрівання, відми­вання крохмалю від клейковини, висушування її, вилучення мезги і дрібних частин крохмального молока, відокремлення крохмалю від протеїну.

Рисовий крохмаль –  зерна мають багатокутну форму і дрібний розмір – 3-8 мкм. Вони утворюють непрозорі клейстери низької в'язкості та високої стабільності під час зберігання. Рисовий крох­маль застосовують як стабілізатор консистенції соусів, якій забезпечує стійкість до заморожування і розморожування. Крім того,  завдяки рівномірній зернистості і обмеже­ному розміру зерна рисовий крохмаль використовують у косметично-парфумерному виробництві. Крохмаль з рису виробляють у США, Індії, деяких країнах Європи.

Сировиною для виробництва рисового крохмалю є рис дроб­лений і рисове борошно. Рис дроблений розмелюють, замочують з використанням сірчистої кислоти концентрацією 0,15% або розчину гідроокису натрію. Потім відділяють екстракт на центрифугах, пропускають його крізь сито і, промиваючи крохмальну кашку, відокремлюють крохмаль від білку. Далі крохмаль рафінують та  висушують.

 

Оцінка якості крохмалю. За якістю картопляний крохмаль поділяють на сорти – Екстра, вищій, 1-й, 2-й (для технічних цілей);   кукурудзяний –  вищій, 1-й; пшеничний –  вищій, 1-й, 2-й; рисовий – вищий, 1-й.

Якість крохмалю оцінюється за органолептичними та фізико-хімічними показниками.

Органолептично в крохмалі оцінюють зовнішній вигляд, колір, запах.

Зовнішній вигляд – однорідний порошкоподібний продукт без грудочок, сторонніх домішок, які погіршують його якість.

Колір картопляного крохмалю – від білого до сіруватого (2-й сорт), у сортів Екстра і вищій повинен бути кристалічний блиск (люстр). Кукурудзяний і пшеничний крохмалі усіх сортів повинні мати білий колір, але припустимий жовтуватий відтінок.

Запах – слабкий; у картопляного дещо виразніший, ніж у кукурудзяного.

Наявність хрускоту  неприпустима.

Фізико-хімічні показники якості крохмалю:

- вологість  –  картопляний 17-20%,  зернові крохмалі  –  до  13%;

- масова частка загальної золи, %,  не більше: в картопляному 0,30-0,50 (залежно від сорту), в  кукурудзяному – 0,20-0,30;

- масова частка сірчистого ангідриду, %, не більше: для усіх сортів картопляного крохмалю – 0,005, кукурудзяного 0,008;

- масова частка протеїну – для кукурудзяного – 0,8-1,0% у перерахунку на суху речовину;

- кислотність (см³   0,1 моль/дм³  NaOH,  не більше): картопляний  – 6, 10, 14, 20  (відповідно, для Екстра, в/с, 1-го, 2-го сортів);   кукурудзяний – 20,  25 (відповідно, для Екстра, в/с);   пшеничний сорту Екстра – 14,5, 1-й сорт – 17;

- кількість крапок, помітних неозброєним оком на поверхні крохмалю, площею 1дм ,  шт., не більше: картопляний Екстра – 60, в/с – 280, 1-й сорт – 700, 2-й сорт – не обмежується; кукурудзяний в/с – 300, 1-й – 500, пшеничний Екстра – 280, в/с – 250, 1-й – 750;

- наявність металодомішок у крохмалі  неприпустима.

 

3.2.2.  Крохмалепродукти.  У харчовій промисловості знайшли застосування наступні види крохмалепродуктів – модифіковані крохмалі, штучне саго, патока, глюкоза та ін.

Модифіковані крохмалі   –  це крохмалі зі зміненими властиво­стями внаслідок фізичної, хімічної, біохімічної або комбінованої об­робки. При цьому, суттєво змінюючи природні особливості, намага­ються усунути або зменшити дію небажаних властивостей полі­сахаридів і підсилити їх потрібні цінні властивості.

Крохмаль, здатний утворювати драглі, входить до складу моро­зива і кондитерських виробів. Такий крохмаль повинен мати  вигляд однорідного порошку білого кольору (може ма­ти кремовий відтінок) без стороннього смаку і запаху.

Крохмаль окислений використовують у хлібопекарній промисловості. Ним поліпшують якість хліба, особливо при використанні борошна зі слабкою клейковиною.

Крохмалі фосфатні відрізняються від зви­чайного крохмалю підвищеною кінцевою в'язкістю клейстерів, біль­шою їх стабільністю до механічних дій,  підвищеної кислотності середовища, а також до впливу високих і низьких температур. Фосфатні крохмалі використовують для загущення м'ясних кон­сервів, як стабілізатори дієтичних майонезів, жирових кремів, соусів, швидкозамарожених продуктів харчування, для поліпшення властивостей борошна.

Крохмаль, здатний до набрякання – вид модифікованого крохмалю, який може частково або повністю розчинятись у холодній воді. Його використовують як стабілі­затор для цукерок з помадними корпусами. Це дає змогу зменшити кіль­кість цукру в рецептурі й формувати корпуси цукерок методом ви­пресовування. Крім того, кукурудзяний крохмаль, що набрякає, з підвищеним вмістом білків може замінити частину яєчного білка при виробництві зефіру. Також цей різновид модифікованого крохмалю   уведено до рецептури сухих сумішей для морозива:  завдя­ки  йому покращують консистенцію морозива.

Саго штучне. В Україні саго виробляють з картоп­ляного і кукурудзяного крохмалів. Саго – ка­лорійний продукт харчування, який добре засвоюється організмом людини. Його використовують у дієтичному харчуванні для приготування перших, других страв, начинок для пирогів.

Патока. Значна частина крохмалю, якій виготовляється в Україні, використовується для виготовлення патоки. Її одержують шляхом гідролізу крохмалю розбавленими кислотами (сульфатною, хлоридною) за температури 100-150°С та наступним уварюванням крохмального гідролізату до вмісту сухих речовин 80%.  Патока є продуктом  неповного гідролізу й містить у собі декстрини, мальтозу, глюкозу тощо.

Завдяки  антикристалізаційним і гігроскопічним властиво­стям патоку широко використовують для виготовлення карамелі, халви, варення, багатьох видів цукерок, пряників, лікерів, деяких видів хлібобулочних виробів тощо.

Карамельна патока виготовляється 1, 2-го сортів та  низькооцукрена. Вона є основною сировиною для виробництва карамелі, ірису, корпусів багатьох видів цукерок, пастильних та мармеладних виробів. Карамельна патока має вигляд сиропоподібної, густої, в'язкої субстанції

Глюкозна патока високооцукрена більш рідка (містить менше декстринів), гігроскопічна, менш в’язка. Використовується при виготовленні варення, джемів, пастили, хлібобулочних, борошняних кондитерських виробів тощо.

Декстрин-мальтозна патока є складовою частиною рідких і сухих продуктів молочних сумішей для харчування дітей раннього віку.

Патока мальтозна відрізняється коричневим кольором, солодким солодовим присмаком. Її використовують для приготування солодких страв, пря­ників, деяких видів хлібобулочних виробів, дієтичного харчування і приготування дитячих сумішей.

Порошкоподібна низькооцукрена патока використовується для приготування сухих сумішей для дитячого і дієтичного харчу­вання.

Мальтодекстрини – низькооцукрені крохмальні гідролізати, які характеризуються низькою солодкістю, високою в'язкістю, здатністю перешкоджати кристалізації, володіють вираженими вологоутримуючими властивостями, стабільністю до дії високих температур. Мальтодекстрини використовують при виробництві дитячих продуктів харчування як синтетичні підсолод­жувачі, як наповнювачі для кондитерських виробів і штучних кремів.

Мальтин – негігроскопічний порошок кремового кольору, драглеутворювач. Використовується як стабілізатор структури і смаковий наповнювач масла вершкового, майонезу, вершкового крему, помадних і пралінових цукерок.

Глюкоза – кінцевий продукт гідролізу крохмалю. Виготовляють глюкозу кристалічну та гранульовану. Глюкозу кристалічну використовують в медичній, харчовій та інших галузях промисловості. Глюкозу гранульовану харчову використовують для виробництва кондитерських виробів, без­алкогольних напоїв, морозива тощо.

Глюкозо-фруктозний сироп – найбільш повноцінний цукрозамінник, який поступово витісняє рідкий цукор у промисловості. Це безбарвна рідина, солодкість якої аналогічна солодкості сахарози. Сироп використовують замість сахарози в напоях, при консервуванні плодів і овочів, у ви­робництві морозива, згущеного молока, деяких видів кондитерських та хлібобулочних виробів тощо.

 

Зберігання крохмалю і крохмалепродуктів. Для зберігання крохмалю використовують чисті, сухі, добре вентильовані, знезаражені склади  без стороннього запаху з температурою повітря  близько 10°С, відносною вологістю повітря 70-75%.  Під час зберігання крохмалю у складах не припустимі різкі пе­репади температур.

Мішки з крохмалем складають у штабелі на дерев'яні підтоварники, вкриті брезентом або полімерними матеріалами.

За належних умо­в стандарти передбачають зберігання картопляного  та кукуруд­зяного крохмалю  та крохмалепродуктів  з них  протягом  24 міс.,  пшеничного  крохмалю  та продуктів його переробки – 12 міс. Більш тривале зберігання суттєво знижує здатність крохмалів до клейстеризації.

Патоку зберігають у баках, цистернах, внутрішня поверхня яких вкрита харчовим лаком.