Modifikovani skrob je opasan. Je li modificirani škrob štetan po zdravlje? Šta je modifikovani skrob

U našem svijetu sve je podložno promjenama: stanovništvo raste ogromnom brzinom, nauka se razvija, uvode se nove tehnologije, pojavljuju se dosad neviđeni prehrambeni proizvodi.

Globalni trijumf potrošnje stalno uzima maha, a iza njega, gušeći, strah jedva drži korak - „šta ako je štetno? I nije ni čudo, jer ima mnogo primjera opravdanja anksioznosti.

Sadržaj kalorija: 328,9 kcal, energetska vrijednost proizvoda Modificirani škrob (Udio proteina, masti, ugljikohidrata):

Proteini: 1 g (~4 kcal)
Masti: 0,6 g (~5 kcal)
Ugljeni hidrati: 85,2 g (~ 341 kcal)
Energetski odnos (b|g|y): 1%|2%|104%

Jedan opravdan razlog za zabrinutost je pojava sve većeg broja proizvoda koji sadrže GMO. S jedne strane, ovi proizvodi su jednostavno veličanstveni, jedinstveni su: imaju uzornu prezentaciju, nerealno dugi rok trajanja, nisu osjetljivi na štetočine, njihove kvalitete okusa često nadmašuju svoj prirodni par, itd.

Ali postoji i druga strana: genetski modificirani krompir nije „odjednom izrastao sam u bašti nekog farmera, već je bio rezultat vrlo skupih eksperimenata genetičara.

Ko finansira ovo istraživanje? Možda međuvladin komitet za razvoj nauke? Kako god! To je ono što čini veliki biznis, prvo, zato što je zainteresovan da uskoro dobije super profit, a drugo, zato što, za razliku od naučnog komiteta, može to da priušti.

Onaj ko naredi razvoj finalnog proizvoda sa datim karakteristikama, određuje pravac istraživanja i, naravno, kontroliše „tačnost njihovih rezultata. Uzgred, nisu izdvojena nikakva sredstva za sprovođenje istraživanja o dugoročnim efektima ovih proizvoda na organizam i nema vremena da se njima bavi.

Šta je modifikovani skrob

Jeste li se osjećali? Strah, kao i svako stvorenje, raste kada se nahrani. Dovoljno narastao strah blokira kritičnost bez mnogo truda. Svi su čuli za genetski modifikovane organizme, mnogi su čak i uplašeni. Stoga riječ „modificirano (podvrgnuto) u kombinaciji sa bilo kojim prehrambenim proizvodom, koja je u tehničkom kontekstu prilično neutralna, dobiva zlokobni zvuk. A sada nečitljivi, ali uplašeni laik već lako i rado priča o opasnostima modificiranog škroba. U određenim krugovima se smatra lošom formom ne praviti razliku između nijansi. Hajde da shvatimo šta se krije iza koncepta „modifikovanog skroba.

Škrob se u proizvodnji općenito, a posebno u prehrambenoj industriji, vrlo često koristi za rješavanje različitih tehnoloških problema. U tom smislu, često postoji potreba za nekim promjenama njegovih početnih svojstava. To se postiže modificiranjem škroba: promjenom njegovih početnih karakteristika preradom hemijskim, biohemijskim, fizičkim ili kombinovanim metodama.

Nijedna od primijenjenih metoda transformacije (modifikacije) škroba za postizanje željenih svojstava ne uključuje promjene u strukturnim DNK konstruktima amiloze i amilopektina – njegovih sastavnih komponenti. Stoga, kada se govori o modificiranom škrobu, najčešće se misli na ugljikohidrat podvrgnut tehnološkim procesima koji restrukturiraju strukturu amiloplasta i utiču na fizička svojstva škroba.

Modificirani škrobovi u prehrambenoj industriji

Dakle, može se sa potpunom sigurnošću tvrditi da skrob ne trpi promjene u svojoj genetskoj strukturi u procesu modifikacije. Međutim, ovo još nije konačan odgovor na pitanje je li modificirani škrob štetan. Prije nego što ovo detaljno razmotrimo, nabrojimo koje namirnice sadrže modificirani škrob.

Oksidirani skrob se nalazi u žele konditorskim proizvodima (od krompira) i sladoledu (od kukuruza). Skrobovi koji bubre se koriste u pečenju kruha, brze hrane i pečenja.

Usput, svojstva fosfatnog škroba - otporan je na kiselu sredinu, na miješanje, na ponovljeno smrzavanje i odmrzavanje. To mu omogućava da se uključi u umake, majoneze, zgušnjivače džema, umake itd. Iste kvalitete, u kombinaciji sa mogućnošću dugog skladištenja bez promjene njegovih karakteristika, ima acetatni škrob, koji se široko koristi u poluproizvodima, u konzerviranom voću i povrću, kečapima, majonezima i drugim proizvodima.

Mliječna industrija koristi tako složen modificirani škrob da je problematično izgovoriti njegovo ime bez posebne obuke; zvuči ovako: hidroksipropil diškrob fosfat. Postoje modifikacije i "lakši", na primjer, karboksimetil škrob, koji se otapa čak i u hladnoj vodi, osim toga, dobro je kompatibilan sa želatinom, savršeno stabilizira koloidne otopine, uključujući masti, proteine ​​i ugljikohidrate; dio je margarina, putera, krema, sladoleda, majoneza.

Otporni skrob se također koristi u prehrambenoj industriji. Posebnost potonjeg je da je otporan na djelovanje enzima, odnosno da se slabo cijepa. Uz svu svoju prividnu štetnost i nejestivost, rezistentni škrob pomaže u snižavanju razine šećera u krvi, što je vrlo korisno za osobe s dijabetesom.

Sirovina za proizvodnju škroba

Kao što smo već saznali, genetska struktura modificiranog škroba se ne razlikuje od njegovog originalnog prirodnog prototipa. Škrob se uglavnom dobija iz krompira, iako je njegov sadržaj u zrnu pirinča, pšenice i kukuruza mnogo veći. U Latinskoj Americi i Novom Zelandu slatki krompir je sirovina za skrob.

Na Filipinima se dobija iz šećerne palme. A u nevjerovatnoj Africi čak se i korijeni manioke koji sadrže cijanid koriste za proizvodnju škroba. Takav škrob, očigledno da bi zbunio bijelce, domoroci nazivaju tapioka.

Kao što vidite, sve sirovine su potpuno prirodne. A sada - pažnja: molim vas da se ne opuštate! Još nismo u potpunosti shvatili koliko je opasan modificirani škrob. Uprkos svim naporima najsofisticiranijih tehnologa, pa čak i bijesnih hemičara, opasnost od škroba ne leži u modifikaciji.

Glavna prijetnja dolazi upravo od sirovine. Nažalost, ne postoji garancija da je bionosač koji nije prošao promjene na nivou gena korišten za dobivanje primarnog škroba. Ni na jednoj etiketi gotovog proizvoda, koji uključuje škrob, nema podataka o tome da li je dobiven od običnog ili modificiranog krumpira.

Svojstva prirodnog (a ne hemijski modifikovanog) skroba imaju ozbiljne nedostatke. Problemi uključuju granularnu strukturu, nerastvorljivost škroba u hladnoj vodi, prekomjernu viskoznost nakon kuhanja, gumenu teksturu želatiniziranog škroba, neprozirnost gelova škroba žitarica nakon hlađenja i ograničenu fermentabilnost. Tokom proizvodnje piva, relativna otpornost malih (B-) granula ječma na saharizaciju može zakomplikovati proizvodnju slada. Danas se skrobovi modificiraju kako bi se povećala njihova korisnost hemijskim ili enzimskim putem. Među najstarijim od njih je kisela hidroliza ili "lintenizacija", prvi put opisana 1811. godine i komercijalizirana krajem 19. stoljeća. Ovaj proces smanjuje dužinu lanca, povećava rastvorljivost, smanjuje viskozitet i ograničava retrogradaciju. Slični procesi se mogu provesti enzimski. Tradicionalno pivarstvo, na primjer, uključuje pretvaranje škroba u maltozu, glukozu i dekstrine putem α- i β-amilaze samog zrna. Ostale modifikacije uključuju različite metode oksidacije, pirolize i umrežavanja. Škrobovi se mogu različito acetilirati, hidroksietilirati, hidroksipropilirati, fosforilirati, pretvoriti u sukcinate ili učiniti katjonskim.

GENETSKA MODIFIKACIJA STRUKTURE ŠKROBA

U genetskom inženjeringu biosinteze skroba, usvojena su tri glavna pristupa: modifikacija odnosa izvor-potrošač radi kvantitativne kontrole akumulacije ugljenih hidrata u organima za skladištenje; mijenjaju ekspresiju sintaza ili granajućih enzima kako bi utjecali na omjer amiloza/amilopektin i stepen grananja u amilopektinu.

Promjena strukture škrobnih granula - novi smjer u modificiranju škroba

Škrob je jeftin, široko dostupan, široko korišten i prirodni polisaharidni molekul za skladištenje sunčeve energije koji se nalazi u plodovima, sjemenkama, stabljikama, gomoljima i korijenima. Škrob postoji u šest strukturnih nivoa (slika 1): zrna, granule, prstenovi rasta; polukristalnih slojeva koji se nalaze između kristalnog i amorfnog područja. Molekule škroba formiraju linearne i razgranate lance amiloze i amilopektina. Različite količine i organizacijske distribucije amiloze i amilopektina rezultiraju različitim sastavima škroba koji utječu na njihove strukture i funkcije. Zbog raznolikosti u strukturi i funkciji, kao što je rastvorljivost u vodi, nestabilnost u kiselim uslovima, reakcije zagrijavanja i smrzavanja, prirodni škrobovi obično predstavljaju probleme u industrijskoj primjeni. Da bi se dobila željena funkcionalna svojstva, slobodne hidrofilne hidroksilne grupe škroba se zamjenjuju hidrofobnim u reakcijama esterifikacije. Esterifikacija je jedna od najvažnijih savremenih metoda za promjenu strukture škrobnih granula.

Je li modificirani škrob organski?

Odgovor je ne, osim ako proizvođač tvrdi da je proizvod organski. Tradicionalno, modifikacija škroba koristi štetne hemikalije. Proizvođači obično obrađuju škrob pomoću posebne tehnike zagrijavanja ili miješanjem različitih škroba (m. Posljednja metoda izbjegava korištenje štetnih hemikalija, ali ovo je izuzetak, a ne norma. Takođe, ne postoji način da se zna da je sirovina (izvor skroba) organska ili GMO.

Ako ne želite riskirati modificirani škrob, zamijenite ga pektinom.

*Modifikovani skrob se odnosi na prehrambene aditive koji se koriste za dobijanje proizvoda određene konzistencije i strukture.

Paketi hrane koja pune police supermarketa često navode modifikovani skrob kao sastojke. Zar nije štetno? Po čemu se razlikuje od uobičajenog? Što se tiče običnog škroba, on spada u ugljikohidrate i zauzima značajan udio u ljudskoj ishrani, budući da se nalazi u brašnu, brašnu i tjestenini, krompiru, kukuruzu, pirinču, drugim žitaricama i škrobnom voću. U čistom obliku najčešće se koristi krumpirov ili kukuruzni škrob. U probavnom procesu, proizvod koji sadrži škrob odustaje od škroba, a enzimi ga pretvaraju u glukozu, koja opskrbljuje tijelo energijom.

U svom prirodnom stanju, škrob je potpuno nerastvorljiv u vodi i stoga se teško razgrađuje u želucu. Proizvodi koji sadrže škrob moraju biti termički obrađeni - pečeni, kuhani, pirjani, prženi. U rafiniranom obliku, škrob se koristi kao prirodni zgušnjivač - mliječ je primjer toga.

Modifikovani skrob se dobija kao rezultat hemijskih uticaja na sirovinu u cilju promene njenih karakteristika. Moderna prehrambena industrija ga koristi u proizvodnji kao stabilizator, emulgator, punilo. Ime je zbunjujuće, na pamet mi pada pomisao na GMO. To nije tako, sam modificirani škrob ne spada u ovu grupu, ali su genetski modificirani kukuruz ili krompir mogli biti uključeni u njegovu proizvodnju. Opseg modificiranog škroba je širok:

• džemovi i marmelade, pirei od voća i povrća, nadjevi, kreme od skute i deserti - uz pomoć njih postižu željenu konzistenciju;
• kolačići, vafli, keksi - dodavanje škroba u pečenje smanjuje gluten u tijestu i smanjuje količinu masti i šećera;
• margarin i namaz - škrob se koristi kao emulgator masti;
• jeftine kobasice - u njih stavljaju škrob da vežu višak vlage;
• kečapi, majonezi, jogurti, sladoledi, konzervirana hrana, hrana za bebe itd.

Sadržaj modificiranog škroba u prehrambenim proizvodima je službeno dozvoljen. Stoga se dodatak prehrani smatra sigurnim. Bilo da poboljšava ukus, strukturu, izgled hrane, miris je sporno pitanje, odgovor će biti subjektivan. Sada govorimo o nečem drugom - o štetnosti ili bezopasnosti škroba, umjetno stvorenog u industrijskim interesima. Za sada je jedno jasno: hrana bogata modifikovanim skrobom ne spada u zdravu ishranu. Ljudsko tijelo ima jedinstven metabolički sistem, nastao kao rezultat duge i postupne evolucije.

Vrijedi li se staviti na test sa još jednim ksenobiotikom - vanzemaljskom tvari koja ne postoji u prirodi?

Danas se prodaje puno nekvalitetnih, ali jeftinih proizvoda. Morat ćete potražiti paradajz sos napravljen samo od paradajza bez konzervansa, boja i zgušnjivača na bazi modifikovanog škroba. Kao i mesne kobasice. Njihov asortiman je impresivan, ali većina, ako sadrži meso, je niskog kvaliteta. Plus sojini proteini, polifosfati i, naravno, punilo je modificirani škrob.

Potražite sve vrste "E" u sastavu proizvoda. Recimo E1404, 1412, 1414, 1420, 1422, 1451 su modifikacije krompirovog škroba. Nažalost, proizvođač ne obavještava uvijek o prisutnosti modificiranog škroba niti piše o tome mikroskopskim slovima negdje na pregibu omota. Ponekad se koristi kombinirani stabilizator bez dešifriranja sastava, te će biti potrebno otkriti prisutnost modificiranog škroba u njemu koristeći vlastite sposobnosti kušanja, a istovremeno odlučiti hoćete li se napuniti "hemijom" ili ne.

Vrlo često, proučavajući sastav na pakovanju proizvoda, nalazimo sastojak "modificirani škrob". Škrob je prilično poznata riječ... Ali šta se krije iza sumnjivog pojašnjenja „modifikovano“? Da li je ovaj dodatak hrani štetan za ljudsko zdravlje? Je li modificirani škrob štetan po zdravlje? Pokušajmo odgovoriti na najvažnija pitanja.

Modificirani škrob – genetski modificirana hrana?

Škrob je prehrambeni proizvod koji se prirodno nalazi u voću i povrću. Skrob se taloži u lukovicama, krtolima, voću, bobicama, čini većinu brašna - 75-80%, krompira - 25%, pirinča. U našem želucu škrob se pretvara u glukozu, koja se probavlja i postaje izvor energije.

Modifikovani skrob, kao rezultat promena kroz fizičke, hemijske, biohemijske ili kombinovane procese, dobija svojstvo zadržavanja vlage, što vam omogućava da dobijete proizvod željene konzistencije (tj. svojstva skroba kao zgušnjivača se zapravo poboljšavaju).

Šta je genetski modifikovani proizvod? Riječ je o povrću, voću, bobičastom voću itd. čiji je hromozomski set umjetno izmijenjen metodama genetskog inženjeringa. Kao posljedica toga, dodatak prehrani dobiven od takvih biljaka također će biti genetski modificiran.

Za poboljšanje svojstava i kvaliteta biljaka u genetskom inženjeringu koristi se transgenska tehnologija. Transgen je strani fragment DNK koji se može izolirati iz biološkog objekta (životinja, biljka, insekt, riba) ili umjetno sintetizirati i unijeti u hromozomski set drugog organizma (povrće, voće, itd.).

Modifikovani skrob u skladu sa GOST R 51953-2002 "Škrob i proizvodi od skroba" dobijaju se fizičkim, hemijskim, biohemijskim ili kombinovanim procesima koji ne utiču na strukturu DNK, odnosno nisu metode genetskog inženjeringa. Ali, naravno, hemijska formula modifikovanog škroba je drugačija od formule običnog škroba.

Modifikovani skrob u hrani za bebe - da li je štetan za zdravlje deteta?

U Rusiji je dozvoljena upotreba gotovo 20 vrsta modificiranih škroba (razlikuju se ovisno o načinu proizvodnje: termički obrađeni, izbijeljeni, oksidirani škrob dobiven preradom enzimima itd.). Modifikovani skrob se koristi u hrani za bebe obično u sledećim slučajevima:

Za proizvodnju jogurta i drugih mliječnih pića kao zgušnjivača;
za poboljšanje kvaliteta pekarskih i konditorskih proizvoda.

Kao što je gore spomenuto, po definiciji, modificirani škrob se dobiva iz prirodnog proizvoda na načine koji ne utječu na njegovu gensku strukturu. Ali za proizvodnju modificiranog i konvencionalnog škroba mogu se koristiti genetski modificirani kukuruz ili krompir. Rusko i međunarodno zakonodavstvo ne predviđa posebno označavanje koje ukazuje na prisustvo ili odsustvo GMO za skrob i modifikovani skrob, jer vjeruje se da škrob dobijen preradom genetski modificiranog kukuruza ili krompira može sadržavati samo tragove izmijenjene DNK.

Napomena: prema zapažanjima moskovskih liječnika, među djecom koja aktivno konzumiraju pitke i obične jogurte i druge fermentirane mliječne proizvode s dodatkom "E" (uključujući modificirani škrob), broj bolesti gušterače naglo se povećao.

Modifikovani skrobovi

Teorijske osnove strukture polisaharida

Hemija hidrokoloida u hrani je grana hemije koja se bavi nastankom, proizvodnjom i transformacijom velike grupe polimernih supstanci identifikovanih kao nezavisna kategorija na osnovu zajedničkih svojstava koje ispoljavaju u prehrambenim sistemima.

Ugljikohidrati su klasifikovani prema broju monosaharidnih ostataka (vidi sliku).

Fig.1. Drvo ugljenih hidrata

Molekul glukoze u otopini formira piranozni prsten. Prilikom formiranja ciklične strukture, OH grupa povezana sa C1 može se nalaziti na istoj strani prstena kao i OH grupa povezana sa C2 ( ?-oblik) ili na suprotnoj strani prstena ( ?-forma), koja igra značajnu ulogu u formiranju polisaharida (vidi sliku).

Rice. 2. Glukozni tautomerizam

Kada su dva monosaharida povezana reakcijom kondenzacije, nastaju disaharidi sa pojavom glikozidne veze (vidi sliku):

+ =

Rice. 3. Formiranje glikozidne veze

Široko rasprostranjen rezervni biljni polisaharid, najvažnija je komponenta ugljikohidrata u ishrani. U biljkama, škrob se nalazi u hloroplastima listova, plodova, sjemena i gomolja. Sadržaj škroba je posebno visok u žitaricama (do 75% suhe mase), gomoljima krompira (oko 65%) i drugim skladišnim delovima biljaka.

Skrob se taloži u obliku mikroskopskih granula. Zrnca škroba su praktično nerastvorljiva u hladnoj vodi, ali jako bubre u vodi kada se zagriju.

Uz produženo ključanje, otprilike 15-25% škroba prelazi u otopinu u obliku koloida. Ovaj "rastvorljivi skrob" naziva se amiloza. Ostatak, amilopektin, se ne rastvara čak ni pri veoma dugom ključanju.

Amiloza se sastoji od nerazgranatih lanaca, uključujući 200-300 ostataka glukoze povezanih na poziciji ?(1?4). Hvala za ?-konfiguraciji na C1, lanci formiraju spiralu, u kojoj se nalazi 6-8 glukoznih ostataka po okretu.

Plava boja rastvorljivog škroba nakon dodavanja joda (reakcija jod-škrob) povezana je sa prisustvom takve spirale. Atomi joda formiraju lanac duž ose spirale i u ovoj pretežno nevodenoj sredini dobijaju tamnoplavu boju.

amilopektin

Za razliku od amiloze, amilopektin, koji je praktički netopiv u vodi, ima razgranatu strukturu. U prosjeku, jedan od 20-25 ostataka glukoze sadrži bočni lanac vezan na poziciji ?(1?6). Ovo stvara strukturu stabla.

Visoko razgranati polisaharidi kao što je amilopektin boje se u smeđu ili crveno-smeđu boju u prisustvu joda.

Molekul amilopektina može sadržavati stotine hiljada ostataka glukoze i imati molekulsku težinu reda veličine 108 Da.

U procesu probave oslobađa se energija dobijena od sunca, jer. kao rezultat hidrolize, škrob se ponovo cijepa na molekule glukoze i dalje na ugljični dioksid i vodu.

Najvažniji komercijalni izvori škroba su kukuruz, krompir, pirinač, pšenica i tapioka. Proizvodnja škroba uključuje različite procese tokom kojih se rafinirani skrob odvaja od ostalih komponenti sirovine. Svrha ekstrakcije je ekstrakcija zrna škroba netaknuta. Takav škrob se može oprati, sušiti ili čuvati u suspenziji za dalju obradu kako bi se dobio modificirani škrob.

Hidratacija koja nastaje tijekom kuhanja dovodi do nepovratne promjene u strukturi škrobnih granula, zbog čega se interakcija "škrob-škrob" otvara poput patentnog zatvarača i zamjenjuje interakcijom škrob-voda. To dovodi do odvajanja lanca i bubrenja granula.

2. Hidratacija škroba

Molekuli škroba imaju mnogo OH grupa, uzrokuju afinitet prema vodi. postoji jaka hidratacija i afinitet između ogromnih molekula škroba i malih molekula vode, koji se odvija kroz vodikove veze

U vodi se škrobna granula lomi i dolazi do disperzije molekula škroba u otopini s prijelazom u viskozno koloidno stanje.

Na taj način, voda vam omogućava da kontrolišete strukturu i teksturu namirnica.

"Želiranje" i "želatinizacija" su specifični tehnički znakovi hidratacije koja se javlja unutar granule i njenog nepovratnog bubrenja, koji stvaraju viskoznost.

Želatinizacija skroba nastaje kada se zagreva u prisustvu vode, ovaj složeni proces se odvija u tri faze.

U prvoj fazi, zrna škroba reverzibilno nabubre dodavanjem male količine vode.

U drugoj fazi, s povećanjem temperature, primjećuje se snažno bubrenje zrna sa povećanjem njihovog volumena za stotine puta zbog dodavanja velike količine vode. Ova faza želatinizacije je ireverzibilna.Kada skrob nabubri dolazi do pucanja vodoničnih veza i hidratacije makromolekula polisaharida. Viskoznost otopine se povećava.

U trećoj fazi, rastvorljivi polisaharidi se ekstrahuju vodom, zrna gube oblik.

skrobna pasta

U zavisnosti od omjera škroba i vode, dobiva se pasta u obliku sola ili gela. Ako su škrobne vrećice, kada upijaju veliku količinu vode, u bliskom kontaktu jedna s drugom, pasta ima karakter gela

Stareća škrobna pasta

Prilikom hlađenja može doći do "regresije", tj. molekule amiloze linearne strukture su uređene, postaju paralelne jedna drugoj, takve zone gube vodu i prozirnost.

Gusti žele sa 6-8% skroba su jaki gelovi

Starenje želatiniziranog škroba sprječava se održavanjem proizvoda vrućim dok se ne konzumiraju.

Škrobni gelovi različite viskoznosti služe kao osnova za kisele, pire supe i umake. Krompirov škrob je pogodan za žele od bobičastog voća, koji formira prozirni, gotovo bezbojni gel. Za mlečni žele može se koristiti kukuruzni skrob koji daje neprozirni mlečno beli gel

3. Modifikovani skrobovi

Modificirani škrob nastaje promjenama. Međutim, modifikacija škroba se ne tiče strukture njegove DNK. U skladu sa GOST R 51953-2002 "Škrob i proizvodi od škroba",

Modifikovani skrobovi se nazivaju skrobovi, čija se svojstva menjaju u pravcu kao rezultat fizičke, hemijske, biohemijske ili kombinovane obrade (vidi sliku 4.). Iz ove definicije se može vidjeti da se za proizvodnju modificiranog škroba ne koriste metode genetskog inženjeringa.

Rice. 4. Oznaka za modificirane škrobove

Fizičko-hemijske metode modifikacije skroba: bubrenje, depolimerizacija, stabilizacija, umrežavanje polimernih lanaca.

Prilikom bubrenja, kemijska struktura molekula škroba se ne mijenja, ali se njihov volumen povećava zbog dodavanja molekula vode vodoničnim vezama.

Tokom depolimerizacije skraćuju se lanci amiloze ili amilopektina. Kada se lanci amiloze skrate, škrob gubi sposobnost regresije. Skraćivanjem lanaca amilopektina, modifikovani skrob gelira na nižoj temperaturi.

Pri suvom kalcinaciji skroba (20-30% vlage) dolazi do delimične hidrolize, skraćivanja molekula, zatim dolazi do repolimerizacije, tj. formiranje razgranatijih molekula - dekstrina

Dekstrisi se razlikuju po rastvorljivosti u hladnoj vodi, nivou viskoznosti, smanjenju sadržaja šećera, stabilnosti.

Ovisno o boji dekstrina, razlikuju se bijele, žute ili britanske gume.

Načini modifikacije skroba

Umrežavanje se sastoji u zamjeni dijela vodoničnih veza jačim ionskim.

Zrnca škroba na molekularnom nivou ima nasumično locirane adhezije koje je jačaju. Često su to diškrobni fosfati i diškrobni adipati sa fosfatnim ili adipatnim mostovima.

Tipično, postoji jedna poprečna veza za 100-3000 ostataka anhidroglukoze u molekulu škroba. Kako se broj umrežavanja povećava, škrob postaje otporniji na želiranje, kiselinu, toplinu i mehanički stres.

Stabilizacija - hemijska modifikacija skroba uvođenjem acetilnih i hidroksipropilnih grupa u cilju sprečavanja regresije tokom hlađenja. Zatim dolazi do povećanja roka trajanja proizvoda zbog otpornosti na temperaturne promjene tokom smrzavanja - odmrzavanja.

Stepen supstitucije (DS) je broj supstituentskih grupa na 100 ostataka anhidroglukoze. Najpovoljniji su skrobovi sa CV manjim od 0. Želiraju na nižim temperaturama.

Enzimska hidroliza - ova hidroliza je prisutna u mnogim prehrambenim tehnologijama. Uz pomoć enzima amilaze (alfa ili beta) dobija se niz novih proizvoda (maltoza, dekstroza, dekstrini).

Lipofilna supstitucija - hidrofilni skrob se može pretvoriti u hidrofilno-hidrofobni skrob uvođenjem dugog hidrofobnog lanca ugljikovodika. Koriste se za stabilizaciju emulzija.

Oktenilsukcinatne grupe koje sadrže lanac od 8 atoma ugljika pružaju imitaciju svojstava lipida. Ove hidrofobne grupe privlače se na međufazu i stabiliziraju međufazu između uljne i vodene faze u emulziji.

Lipofilni oktenil dio veže ulje, dok hidrofilni glukozni dio vezuje vodu. Dakle, potpuno odvajanje vodene i uljne faze (tj. razdvajanje) nije dozvoljeno.

Modificirane celuloze. Hemijska struktura. Proizvodni proces

modificirani skrob polisaharid celuloza

Celuloza je najzastupljeniji organski spoj u prirodi. U ćelijskim zidovima biljaka celuloza čini 40-50%, au tako važnoj sirovini kao što je pamučna vlakna - 98%. Molekuli celuloze sadrže najmanje 104 ostatka glukoze [mol. masa (1-2) 106 Da] i može doseći dužinu od 6-8 mikrona.

Prirodna celuloza ima visoku mehaničku čvrstoću i otporna je na hemijsku i enzimsku hidrolizu. Ova svojstva su povezana sa konformacijom molekula i karakteristikama supramolekularne organizacije. Nerazgranati tip veza ?(1?4) dovode do formiranja linearnih lanaca koji su stabilizovani unutar- i međulančanim vodoničnim mostovima (slika 5. i).

Rice. 5. Struktura celuloznog lanca

Celuloza je osnova za veliki broj različitih modifikacija koje se koriste kako u prehrambenoj industriji, tako i (u većoj mjeri) u drugim industrijama.

Mikrokristalna celuloza (E 460i), djelomično hidrolizirana kiselinom u amorfnim područjima, najpristupačnija za napad reagensima, a zatim zdrobljena, odlikuje se skraćenim molekulima. MCC kao aditiv za hranu koristi se kao emulgator, teksturizator i kao aditiv koji sprečava zgrušavanje i grudanje.

Hemijska modifikacija molekula celuloze dovodi do promjene svojstava i, kao rezultat, do promjene funkcija u prehrambenim sistemima.

Dodaci prehrani celulozne prirode su bezopasni, jer se ne uništavaju u gastrointestinalnom traktu i izlučuju se nepromijenjeni.

Dnevni ukupni unos svih derivata celuloze hranom može biti do 25 mg/kg tjelesne težine. Njihove doze u prehrambenim proizvodima određuju se specifičnim tehnološkim zadacima.

Od sirove celuloze hemijskom modifikacijom dobija se niz modifikovanih celuloza koje se koriste u prehrambenoj industriji:

E 461 - MC (metilceluloza),

E 463 - HPC (hidroksipropil celuloza),

E 464 - HPMC (hidroksipropil metilceluloza),

E 465 - MEC (metiletilceluloza),

E 466 - CMC (natrijumova so karboksimetil celuloze).

Sirovina za modificiranu celulozu je celulozna pulpa, koja se dobiva od drva određenih biljnih vrsta ili pamučnog lintera. Pamučna vlakna - kratka vlakna iz pamučnih kutija koja nisu dovoljno dugačka da bi se koristila za konac i pređu.

Molekuli celuloze i škroba sastoje se od ostataka glukoze (Sl.

Proces se zasniva na činjenici da se celulozna pulpa raspršuje u alkalnom rastvoru da bi se formirala takozvana alkalna celuloza, a zatim se obrađuje pod strogo kontrolisanim uslovima odgovarajućim reagensima kako bi se zamenili monomeri anhidroglukoze u celuloznom lancu. Supstitucija se događa na hidroksilnim grupama, a reagensi su sljedeći:

metilceluloza - klorometan,

hidroksipropil celuloza - propilen oksid.

HPMC - mješavina gore navedenih reagensa,

metiletilceluloza - mješavina hlorometana i hloroetana,

Rice. 6 Struktura celuloze i skroba

CMC - monohloroctena kiselina.

Reakcija istiskivanja je praćena korakom prečišćavanja i pranja kako bi se uklonili nusproizvodi i postigli nivoi čistoće pogodni za aditive u hrani.

Fizička i kemijska svojstva i tehnološke funkcije modificiranih celuloza.

Metilceluloza (E 461) MC i hidroksipropil metilceluloza (E 464) HPMC.

Otapaju se u hladnoj vodi (ali se ne otapaju u vrućoj vodi) i formiraju viskozne otopine. Viskoznost otopina ovih derivata celuloze, koja ovisi o njihovoj koncentraciji i praktički ne ovisi o pH u rasponu od 2-13, opada s povećanjem temperature do trenutka geliranja, koji se javlja u temperaturnom rasponu od 50-90°. C. Po dostizanju temperaturne tačke geliranja, viskoznost rastvora počinje naglo da raste do temperature flokulacije (koagulacija sa stvaranjem labavih flokulantnih agregata).

Proces je reverzibilan, tj. sa smanjenjem temperature može se dobiti početno rješenje, što je posljedica reverzibilnosti procesa formiranja i kidanja vodikovih veza između polimernih molekula etera celuloze i molekula vode.

Hidroksipropilceluloza (E 463) HPC.

Rastvara se u vodi na temperaturi koja ne prelazi 40 °C. Njegova rastvorljivost se povećava u prisustvu saharoze. Viskoznost rastvora, koja ne zavisi od pH u opsegu od 2-11, opada sa porastom temperature do trenutka flokulacije, koja nastaje, zaobilazeći fazu geliranja, u opsegu od 40-45 °C.

Proces je reverzibilan, a kako se temperatura smanjuje, ovaj eter celuloze će se ponovo otopiti u vodi. Vodeni rastvori HPC-a pokazuju površinsku aktivnost, delujući kao emulgator u dispergovanim prehrambenim sistemima. HPC otopine su kompatibilne sa većinom prirodnih i sintetičkih vodotopivih polimera: MC, CMC, želatina, alginati, itd., što im omogućava da se koriste zajedno.

Karboksimetilceluloza (E 466) CMC.

Otapa se i u toploj i u hladnoj vodi sa stvaranjem rastvora različitih viskoziteta, koji zavise od stepena supstitucije hidroksilnih grupa u molekulu celuloze. U prehrambene svrhe se obično koristi CMC sa stepenom supstitucije od 0,65-0,95, koji formira rastvore visokog i srednjeg viskoziteta. Viskoznost CMC rastvora opada sa povećanjem temperature, ali ne dolazi do geliranja i flokulacije. Viskoznost CMC rastvora zavisi od pH: pri pH ispod 3, viskoznost se može povećati, na 5–9 ne zavisi od pH, pri pH iznad 10, viskoznost se može smanjiti. Mješavine CMC i HPC imaju sinergistički porast viskoznosti za razliku od pojedinačnih aditiva.

Upotreba modificirane celuloze u prehrambenim proizvodima.

Tradicionalno, ovi aditivi se koriste u tehnologijama pekarskih i konditorskih proizvoda, mliječnih i bezmasnih emulzijskih proizvoda, bezalkoholnih pića, gdje djeluju kao emulgatori i stabilizatori višekomponentnih dispergiranih sistema, suspenzija i emulzija, osiguravaju potrebnu konzistenciju i svojstva okusa.

MC i HPMC se koriste za vezivanje i oblikovanje, formiranje filma i svojstva barijere, te za sprječavanje isparavanja i prskanja na visokim temperaturama.

HPC čeka svoju primenu u prehrambenoj industriji. Njegove niske viskoznosti koriste se za prelive (dekoracije za gornju površinu konditorskih proizvoda) za mućenje ili prskanje iz aerosol limenki. Preljevi stabilizirani HPC-om (u količini od 0,2 - 0,3%) zadržavaju svoju umućenu strukturu na visokim temperaturama okoline.

MEC stabilizira pjenu, njeno prekoračenje je uporedivo sa bjelanjkom. Otopine se mogu ponovo umutiti, čak i ako se pjena nakon stajanja ponovo pretvori u tečno stanje. U isto vrijeme, MEC je kompatibilan sa mnogim uobičajenim sastojcima hrane, uključujući proteine ​​i masti. MEC je pogodan za upotrebu u dodacima, moussovima, tijestu.

CMC omogućava brzo zgušnjavanje u instant proizvodima kao što su suhe mješavine za piće u automatima. Pri visokim koncentracijama CMC-a moguć je „osećaj gume“ u ustima. Da bi se eliminisao ovaj osećaj, potrebno je koristiti sorte CMC sa višim stepenom supstitucije pri nižim koncentracijama.

Književnost

1. Pitanja i zadaci iz organske hemije; Alijansa - Moskva, 2012. - 256 str.

Organska hemija. U 2 knjige. Knjiga 2. Specijalni kurs; Drfa - Moskva, 2008. - 592 str.

Organska hemija. Opći predmetni zadaci sa rješenjima. U 2 dijela. Dio 2; Binom. Laboratorij znanja - Moskva, 2012. - 720 str.

Osnove organske hemije; Drfa - Moskva, 2006. - 560 str.

Vodič za laboratorijske studije organske hemije; Gostekhizdat - Moskva, 2009. - 384 str.

Zbirka zadataka iz organske hemije; Izdavačka kuća MGU - Moskva, 2000. - 160 str.

Alekseenko V. A., Suvorinov A. V., Vlasova E. V. Metali u životnoj sredini. Evaluacija ekoloških i geohemijskih mjerenja. Zbirka zadataka; Logos - Moskva, 2012. - 515 str.

Artemenko A. I. Organska hemija; Viša škola - Moskva, 2002. - 560 str.

Artemenko A. I. Organska hemija; Viša škola - Moskva, 2007. - 560 str.

Artemenko A. I. Neverovatan svet organske hemije; Drfa - Moskva, 2008. - 256 str.

Artemova E. K., Dmitriev E. V. Osnovi opšte i bioorganske hemije; KnoRus - Moskva, 2011. - 256 str.

Tutoring

Trebate pomoć u učenju teme?

Naši stručnjaci će savjetovati ili pružiti usluge podučavanja o temama koje vas zanimaju.
Pošaljite prijavu naznačivši temu upravo sada kako biste saznali o mogućnosti dobivanja konsultacija.