Использование модифицированных крахмалов в мясной промышленности

Использование модифицированных крахмалов в мясной промышленности

и управление качеством продукции АПК «Национальный университет биоресурсов и природопользования Украины»

Л.Ю.Авдеева,к.т.н., доцент, факультет пищевых технологий и управление качеством продукции АПК,«Национальный университет биоресурсов и природопользования Украины»
Статья посвящена анализу свойств нативных и модифицированных крахмалов. Использование крахмалов при производстве мясных изделий обусловлено неудовлетворительными функциональными показателями мясного сырья, а именно: низкой влагосвязывающей способностью из-за длительного срока хранения в замороженном состоянии или высокого содержания соединительной ткани. Крахмалы являются традиционными добавками, обладающими свойствами связывать свободную влагу. Разнообразие свойств различных видов крахмалов позволяет их применение при производстве многих пищевых продуктов в качестве загустителей, стабилизаторов, наполнителей и эмульгаторов.
крахмал, модификация, клейстеризация, растительные гидроколлоиды, влагосвязывающая способность, загустители, стабилизаторы.
Традиционными влагосвязывающими добавками, связывающими влагу самостоятельно, но не влияющими на влагосвязывающую способность белков в мясоперерабатывающей промышленности, являются различные виды муки и крахмала. Нативные крахмалы характеризуются более высокой влагосвязывающей способностью, чем мука. По своей химической природе это полисахариды: линейные (амилоза) и разветвленные (амилопектин). Свойства этих полимеров различаются. Амилоза образует в горячей воде гидратированные мицеллы, но со временем ретроградирует (осаждается) в виде труднорастворимого геля. Амилопектин набухает в воде и образует стойкие вязкие коллоидные растворы: он препятствует ретроградации амилозы в растворах крахмала.

При нагревании крахмальной суспензии с водой до 45-50 °С происходит частичный разрыв водородных связей молекул в зерне крахмала, ведущий к изменению его микроструктуры. При этом резко возрастает гидратация амилозы и амилопектина и соответственно увеличиваются размеры зерен, начинается процесс клейстеризации. При повышении температуры амилоза частично диффундирует из аморфной части зерен и переходит в раствор, а амилопектин остается в основном в нерастворенном состоянии. При разрушении зерен происходит деструкция кристаллической части зерен, полисахариды переходят в раствор, образуется клейстер, обладающий высокой водосвязывающей способностью и склеивающий частицы фарша. Их соотношение определяет свойства крахмала: высокоамилозные крахмалы (кукурузный, пшеничный, картофельный) образуют хрупкие гели; крахмалы с высоким содержанием амилопектина (тапиоковый) – клейкие вязкие гели. Свойства различных крахмалов приведены в таблице[2].

Нативные крахмалы образуют коллоидные структуры, неустойчивые к действию как высоких, так и низких температур, кислых сред, присутствию солей. Однако в результате физических, химических модификаций крахмал приобретает повышенную устойчивость при дальнейшем использовании и переработке. При использовании или комбинировании различных способов модификации возможно получение крахмала со сниженной или повышенной температурой его клейстеризации, понижения или повышения его вязкости, повышения растворимости в холодной воде, появление эмульгирующих свойств, устойчивости к синерезису, кислотам, циклам оттаивания-замораживания [1, 2, 3].

Различные крахмалы – необходимый ингредиент продуктов питания, обладающий свойствами стабилизаторов, загустителей и наполнителей, имеющий выраженную влагосвязывающую способность (ВСС), проявляющуюся в результате термообработки при развитии процесса клейстеризации. В мясной промышленности крахмалы используют в качестве влаго- и жироудерживающих ингредиентов для приготовления сложных многокомпонентных мясных продуктов детского питания, мясных изделий с овощами или крупами, колбасных изделий экономкласса и т.д. [1, 4].

С целью химической модификации свойств нативные крахмалы ацетилируют, фосфатируют, оксипропилируют, подвергают сшивке. Крахмал, модифицированный кислотой, получают при нагревании ниже температуры клейстеризации слабо подкисленной водной суспензии крахмальных зерен. Нагрев и длительность обработки суспензии определяются заданными свойствами модифицированного крахмала. Под действием кислоты в зернах крахмала ослабляются межмолекулярные связи и происходит частичное расщепление гликозидных связей, а молекулы амилопектина становятся менее разветвленными. Вследствие этого крахмал дает более прозрачные студни. Клейстеры крахмала, модифицированного кислотой, при охлаждении образуют крепкие эластичные студни. Для получения окисленного крахмала пищевого назначения степень окисления, а также перечень окислителей ограничены. Так, не рекомендуют проводить окисление перекисью водорода и азотной кислотой, вследствие токсичности получаемых продуктов окисления. Степень декструкции ацетиллированных крахмалов сравнительно невелика. Их использование основано на свойственной им желирующей, клеющей и загущающей способности. Благодаря ацетиллированию вязкость клейстера снижается, старение крахмала замедляется, но он становится менее стойким при нагревании, механическом воздействии, поэтому пищевые продукты с ацетатными крахмалами Е1420, Е1421 нельзя стерилизовать. Сшитые крахмалы получают при сшивании поперечных молекул крахмала между собой в результате взаимодействия их гидроксильных групп с помощью различных органических реагентов. При этом упрочняется трехмерная сетка геля, но снижается растворимость. Высокоамилозные крахмалы, модифицированные оксипропиллированием и поперечной сшивкой, образуют клейкие гели. Сшитый Е 1442, кроме того, устойчив к надрезу, циклам замораживания-оттаивания и желирует. Поперечная сшивка также повышает прозрачность полученного клейстера. Ацетилированный окисленный крахмал Е1451 получают в результате обработки нативного крахмала (картофельного, кукурузного и др.) при кипячении в воде в присутствии винилацетата (до 7,5%) и гипохлорита натрия (до 5,5%). Окисленный гипохлоритом крахмал имеет невысокий показатель адгезии и способен образовывать плёнки с высокой прозрачностью и эластичностью. Фосфатирование крахмала позволяет получать клейстеры с повышенной устойчивостью к перемешиванию, низким значениям рН, хранению, замораживанию-оттаиванию. Фосфатные крахмалы обеспечивают получение консистенции более стойкой к ретроградации – Е 1410; воздействию температуры, кислот и надрезу – Е 1412; к циклам замораживания-оттаивания – Е 1413. Вследствие этерификации крахмал Е 1450 используют в качестве эмульгатора жиров (в маргаринах, спредах, масляных кремах), а также как заменитель яичного порошка [1-3].

К наиболее популярным при переработке мяса модифицированным крахмалам относятся прежелатинизированные. Эти крахмалы набухают в холодной воде и образуют гель при более низкой температуре, чем нативные. Их получают при помощи термической клейстеризации путем высушивания дисперсии крахмала на сушилках различного типа, или экструзией, или путем обработки реагентами. К наиболее распространенным видам принадлежит, например, Е 1400 – термически обработанный картофельный или кукурузный крахмал, что широко используется в самых разнообразных отраслях народного хозяйства [1, 2].

Применение крахмалов при производстве мясных изделий обусловлено тем, что часто предприятиям отрасли приходится работать в условиях дефицита мясного сырья или перерабатывать сырье с неудовлетворительными функционально-технологическими свойствами (проявлением свойств PSE (pale, soft, exudative – бледное, мягкое, водянистое) или DFD (dark, firm, dry – темное, твердое, сухое), после длительного хранения в замороженном состоянии, содержащим большое количество соединительной ткани) [1, 4].

Растительные гидроколлоиды, к которым относятся крахмалы, применяются благодаря их способности связывать воду и проявлять синергизм с растворимыми мясными белками. Поэтому при производстве они мясопродуктов выполняют ряд функций, таких как: снижение потерь при термообработке и увеличение выхода готовой продукции; улучшение текстуры готового продукта за счет образования геля; получение более сочного продукта; предотвращение синерезиса в готовом продукте; улучшение нарезываемости продукта и т. д. Кроме того, использование модифицированных крахмалов в производстве мясных изделий решает такие вопросы, как снижение себестоимости [4].

Мясоперерабатывающая промышленность использует большой ассортимент нативных и модифицированных крахмалов, имеющих разнообразные функционально-технологические свойства. Их использование при производстве мясных изделий позволяет регулировать свойства мясных фаршей и, таким образом, повышать качество готовой продукции.

1. Сарафанова, Л.А. Применение пищевых добавок. Технические рекомендации / Л.А. Сарафанова. – СПб.: ГИОРД, 2005. – 200 с.

2. Трегубов, Н.Н. Технология крахмала и крахмалопродуктов / Н.Н. Трегубов. – М.: Легк. и пищ. пром-сть, 1981. – 472 c.

3. Голубев, В.Н. Основы пищевой химии / В.Н. Голубев. – М.: Биоинформсервис, 1997. – 223 с.