Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Сыршаның молекулааралық байланыстарын сумен бұзу процесі
Process of breaking down the intermolecular bonds of starch by water
Сыршаны желатиндау – су және жылудың әсерінен сырша молекулаларының молекулааралық байланыстарын бұзу процесі. Бұл сутектік байланыс орындарына (гидроксил тотығы мен сутегі) көбірек судың қосылуына жағдай жасайды. Нәтижесінде сырша түйіршігі суда қайтымсыз еріп кетеді. Су пластификатор рөлін атқарады.
Starch gelatinization is a process of breaking down of intermolecular bonds of starch molecules in the presence of water and heat, allowing the hydrogen bonding sites (the hydroxyl hydrogen and oxygen) to engage more water. This irreversibly dissolves the starch granule in water. Water acts as a plasticizer.
Процесс
Крахмал түйіршігі үш негізгі процеске ұшырайды: түйіршіктің ісінуі, кристаллиттер мен қос спиральды құрылымдардың балқуы және амилозаның сіңуі. Түйіршіктің ісінуі: қыздыру кезінде су алдымен крахмалдың аморфты кеңістігіне сіңіріледі, бұл ісіну құбылысына алып келеді. Қос спиральды құрылымдардың балқуы: Су аморфты аймақтар арқылы амилопектиннің қос спиральды құрылымдарының тығыз байланысқан аймақтарына еніп, оларды бұзады. Қоршаған орта температурасында бұл кристалды аймақтар судың енуіне кедергі келтіреді. Жылу осы аймақтарды таратып, амилоза тізбектері еріп, аморфты формаға айналады, ал кристалды аймақтардың саны мен мөлшері азаяды. Микроскопта поляризацияланған жарықта қарағанда крахмал екі сыну және жоғалу қиылысын жояды. Амилозаның сіңуі: судың енуі крахмал түйіршігінің құрылымындағы кездейсоқтықты арттырады, ісінуге себеп болады; соңында амилоза молекулалары қоршаған суға сіңіп, түйіршік құрылымы бұзылады. Крахмалдың желатиндеу температурасы өсімдік түріне, су мөлшеріне, pH деңгейіне, рецепттегі тұздың, қанттың, майдың және белоктың түрлері мен концентрациясына, сондай-ақ қолданылатын крахмал өңдеу технологиясына байланысты. Кейбір өзгертілмеген табиғи крахмал түрлері 55 °C-та, ал басқалары 85 °C-та ісінуді бастайды. Модификацияланған крахмалдың желатиндеу температурасы, мысалы, байланыстыру дәрежесіне, қышқылмен өңдеуге немесе ацетилденуге байланысты. Гель температурасын крахмал синтезасы гендерін генетикалық түрлендіру арқылы да өзгертуге болады. Желатиндеу температурасы зақымдалған крахмал түйіршіктерінің мөлшеріне де байланысты; олар тезірек ісінеді. Зақымдалған крахмал, мысалы, бидай ұнындағы ұнтақтау процесінде немесе крахмал зауытында крахмал торттарын кептіру кезінде пайда болуы мүмкін. Желатиндеу температурасы мен гликемиялық индекс арасында кері байланыс бар. Ұзын тармақты құрылымы бар амилопектин молекулалары (олар амилозаға көбірек ұқсас), күшті гельдерді қалыптастыруға бейімділікті арттырады. Амилопектинге жоғары крахмал тұрақты гельді болады, бірақ амилозаға жоғары крахмалға қарағанда жұмсақ болады. Ретроградация амилаза гидролизіне қолжетімділікті шектейді, бұл крахмалдың сіңуін азайтады.
Three main processes happen to the starch granule: granule swelling, crystallite and double helical melting, and amylose leaching. Granule swelling: During heating, water is first absorbed in the amorphous space of starch, which leads to a swelling phenomenon. Melting of double helical structures: Water then enters via amorphous regions into the tightly bound areas of double helical structures of amylopectin. At ambient temperatures these crystalline regions do not allow water to enter. Heat causes such regions to become diffuse, the amylose chains begin to dissolve, to separate into an amorphous form and the number and size of crystalline regions decreases. Under the microscope in polarized light starch loses its birefringence and its extinction cross. Amylose leaching: Penetration of water thus increases the randomness in the starch granule structure, and causes swelling; eventually amylose molecules leach into the surrounding water and the granule structure disintegrates. The gelatinization temperature of starch depends upon plant type and the amount of water present, pH, types and concentration of salt, sugar, fat and protein in the recipe, as well as starch derivatisation technology are used. Some types of unmodified native starches start swelling at 55 °C, other types at 85 °C. The gelatinization temperature of modified starch depends on, for example, the degree of cross linking, acid treatment, or acetylation. Gel temperature can also be modified by genetic manipulation of starch synthase genes. Gelatinization temperature also depends on the amount of damaged starch granules; these will swell faster. Damaged starch can be produced, for example, during the wheat milling process, or when drying the starch cake in a starch plant. There is an inverse correlation between gelatinization temperature and glycemic index. Amylopectin molecules with longer branched structure (which makes them more similar to amylose), increases the tendency to form strong gels. High amylopectin starches will have a stable gel, but will be softer than high amylose gels. Retrogradation restricts the availability for amylase hydrolysis to occur which reduces the digestibility of the starch.
Алдын ала желатиндiрiлген крахмал
Алдын ала желатиндiрiлген крахмал (Декстрин) – пісіріліп, содан кейін крахмал фабрикасында барабанды кептіргіште немесе экструдерде кептірілген крахмал, нәтижесінде ол суық суда еритін қасиетке ие болады. Спрей кептіргіштер құрғақ крахмал қанттарын және төмен тұтқырлықты алдын ала желатиндiрiлген крахмал ұнтағын алу үшін қолданылады.
Pregelatinized starch (Dextrin) is starch which has been cooked and then dried in the starch factory on a drum dryer or in an extruder making the starch cold water soluble. Spray dryers are used to obtain dry starch sugars and low viscous pregelatinized starch powder.
Тағайындау
Крахмалдың геляциясын зерттеудің қарапайым әдісі – Брабендер вискоамилографының қолданылуы. Бұл тамақ өнеркәсібінде кеңінен қолданылатын, крахмалдың жабысу температурасын, ісіну қабілетін, серпімділік/жылу тұрақтылығын және кері геляция дәрежесін анықтауға арналған әдіс. Бақыланатын жағдайларда крахмал мен дистилленген су айналмалы ыдыста тұрақты жылдамдықпен қыздырылып, содан кейін салқындатылады. Қоспаның тұтқырлығы ыдыстағы өлшеу сенсорын итеріп бұрады. Бұл итерілу уақыт бойынша температураға қатысты момент ретіндегі тұтқырлықпен өлшенеді және компьютерде тіркеледі. Вискоамилограф арқылы келесілерді байқауға болады: гелатинизацияның басталуы, гелатинизацияның ең жоғарғы нүктесі, гелатинизация температурасы, тұру кезіндегі тұтқырлық және салқындату аяқталысындағы тұтқырлық. Дифференциалдық сканерлеу калориметриясы (DSC) – өнеркәсіптердің гелатинизацияланған крахмалдың қасиеттерін зерттеу үшін пайдаланатын тағы бір әдіс. Крахмал түйіршіктерімен су қыздырылғанда гелатинизация процесі жүзеге асады, ол эндотермиялық реакцияны қамтиды. Гелатинизацияның басталуы T басталуы деп аталады. T шыңы – эндотермиялық реакцияның ең жоғарғы деңгейде болатын орны. T аяқталуы – барлық крахмал түйіршіктері толығымен гелатинизацияланған және қисық сызық тұрақты күйде қалған кезде.
A simple technique to study starch gelation is by using a Brabender Viscoamylograph. It is a common technique used by food industries to determine the pasting temperature, swelling capacity, shear/thermal stability, and the extent of retrogradation. Under controlled conditions, starch and distilled water is heated at a constant heating rate in a rotating bowl and then cooled down. The viscosity of the mixture deflects a measuring sensor in the bowl. This deflection is measured as viscosity in torque over time vs. temperature and recorded on the computer. The viscoamylograph allows us to observe: the beginning of gelatinization, gelatinization maximum, gelatinization temperature, viscosity during holding, and viscosity at the end of cooling. Differential scanning calorimetry (DSC) is another method industries use to examine properties of gelatinized starch. As water is heated with starch granules, gelatinization occurs, involving an endothermic reaction. The initiation of gelatinization is called the T onset. T peak is the position where the endothermic reaction occurs at the maximum. T conclusion is when all the starch granules are fully gelatinized and the curve remains stable.