Модифицированные крахмалы

Применение в пищевой промышленности

Изготовление продуктов – это одна из основных сфер использования модифицированного крахмала. Он выполняет ряд функций:

• обеспечивает вязкость, более плотную консистенцию;
• предотвращает комкование сыпучих продуктов;
• работает как разрыхлитель;
• защищает от расслаивания при хранении;
• замедляет черствение и продлевает срок хранения.

Обработанный полисахарид является не только ингредиентом, но и вспомогательным компонентом. Его слой прессуют, чтобы получались ячейки, затем в них отливают кондитерские массы для получения конфет.

Эту пищевую добавку можно встретить в:

• молочных продуктах: йогуртах, сладких творожных массах, глазированных сырках и десертах, мороженом;
• заменителях молока, любых коктейлях;
• мясных изделиях: вареных колбасах, сардельках, сосисках;
• крабовых палочках;
• полуфабрикатах вроде замороженных котлет, наггетсов;
• соусах, заправках, майонезах;
• хлебобулочных изделиях, печенье, вафлях;
• выпечке с кремами, фруктовыми начинками;
• сушеных фруктах и изделиях вроде рахат-лукума (как посыпка).

Также крахмал встречается в детском питании, в готовых смесях для приготовления хлеба и блинчиков, в пекарских порошках. Особенно много его в изделиях, изготовленных по ТУ.

Крахмал и детское питание

Стоит ли так опасаться наличия данной добавки в продуктах, которые предназначены для детского питания? На сегодняшний день в пищевой промышленности, в том числе это касается и России, используется не более двадцати видов крахмала, хотя их известно гораздо больше. Что касается детского питания, он входит в состав многих йогуртов и различных молочных напитков, выполняя функцию загустителя, а также содержится практически во всех кондитерских изделиях и выпечке

Вреда от употребления подобных продуктов не будет в том случае, если делать это осторожно и не превышать рекомендованные дозы. Хотя это касается не только еды, содержащей в своем составе модифицированный крахмал, но и любой пищи в принципе

Чрезмерное употребление продуктов, в состав которых входят добавки с маркировкой Е (к ним относится и крахмал модифицированный), увеличивает риск возникновения проблем в работе поджелудочной железы.

Зачем модификация нужна?

Чаще всего крахмал подвергается процессу модификации с целью придания чистого белого цвета, причем процесс проводится уже с готовым сырьем, а не на стадии выращивания картофеля или кукурузы.

Другие методы, которые также используются довольно часто в производстве, подразумевают воздействие на продукт различными кислотами, например, соляной или ортофосфатной. Метод этерификации с иными кислотами и фосфатами тоже применяется.

Зачем же нужно производить модифицированный крахмал (вредно или нет его употребление, зависит от количества в составе продукта)? Для расширения его свойств и в некоторых случаях приобретения новых, которые крайне необходимы для улучшения качества других продуктов питания, при приготовлении которых он и используется.

В итоге получается:

• снижение или повышение уровня вязкости готового продукта;
• устойчивость к более высоким температурам (обычный крахмал при длительном воздействии температуры теряет свои свойства);
• возможность многократного размораживания и замораживания продукта с полным сохранением его свойств и качества;
• уменьшение времени желатинизации готового продукта (или, наоборот, его увеличение);
• изменение текстуры;
• увеличение срока хранения и многие другие свойства.

Как получают модифицированный крахмал?

Модификация – это изменение свойств того или иного вещества на генном уровне с целью получения конечного продукта с улучшенными характеристиками. Всем нам известно, что благодаря достижениям генной инженерии сегодня с успехом выращивают картофель, который отпугивает колорадских жуков, и помидоры, способные не портиться неделями. Однако когда речь идет о модифицированном крахмале, то эксперименты на уровне генов тут совсем не причем. Этот белый порошок, получаемый из картофеля, подвергают термической, химической, физической или же биохимической обработке с целью получить вещество с определенными характеристиками и параметрами, которое лучше всего подходит для производства тех или иных продуктов питания.

На сегодняшний день различают набухающий модифицированный крахмал, который выполняет функции дешевого наполнителя, жидкокипящий модифицированный крахмал, а также термически расщепленный модифицированный крахмал. Область его весьма обширна, и в наши дни редко какие продукты питания обходятся без этой добавки.

Чем отличается модифицированный крахмал от обычного?

С точки зрения пищевой ценности или усвоения для организма нет разницы, нативный или измененный это крахмал. Под действием ферментов пищеварительной системы человека он расщепляется на простые сахара и усваивается, обладает энергетической ценностью. Только отдельный виды, устойчивые к воздействию энзимов после модификации, всасываются не полностью.

А вот в продуктах питания обработанные полисахариды ведут себя по-другому. Обычный крахмал в кулинарии используется только в виде клейстера, он заваривается или добавляется в массу (крем, тесто, соус) которую подвергают термической обработке. В отличие от него загуститель же для сливок и сметаны, что продается в маленьких пакетиках и содержит в составе модифицированный углевод, можно смело добавлять в холодную молочную основу и взбивать. Плотный крем гарантирован без нагревания.

Обычный крахмал – это пищевой продукт, он продается в любом супермаркете для кулинарных и бытовых потребностей. Он не имеет индекса Е и не считается пищевой добавкой. На нем всегда пишут, из какого растения получен (картофельный, кукурузный). Модифицированный крахмал в продаже населению в магазине не встретить, только в составе готовых изделий или как ингредиент различных кулинарных загустителей. Он имеет индекс Е, это целая группа пищевых добавок с химическими наименованиями независимо от исходного растительного сырья.

Поскольку главная задача стабилизатора и загустителя – обеспечивать необходимую консистенцию, то аналогов и похожих продуктов существует немало. Это:

• пектин;
• агар-агар;
• камеди (гуаровая, ксантановая, рожкового дерева), гуммиарабик;
• производные целлюлозы и пищевые волокна;
• желатин.

Большинство соединений (кроме желатина) также как и крахмал относятся к полисахаридам. Нередко при производстве продуктов используются смеси из нескольких загустителей.

Методы модификации

ацетат крахмала

гидроксипропилированный крахмал

катионный крахмал

карбоксиметилированный крахмал

Обработанный кислотой крахмал ( INS 1401), также называемый тонкокипящим крахмалом, получают обработкой крахмала или гранул крахмала неорганическими кислотами , например соляной кислотой, разрушающей молекулу крахмала и, таким образом, снижая вязкость.

Другие виды обработки, производящие модифицированный крахмал (с другими INS и E-номерами ), включают:

• декстрин (INS 1400), обжаренный крахмал с соляной кислотой
• щелочно-модифицированный крахмал (INS 1402) с гидроксидом натрия или гидроксидом калия
• беленый крахмал (INS 1403) с перекисью водорода
• окисленный крахмал (INS 1404, E1404) с гипохлоритом натрия , понижающая вязкость
• обработанный ферментом крахмал (INS 1405), мальтодекстрин , циклодекстрин
• monostarch фосфат (INS 1410, E1410) с фосфористой кислоты или соли фосфата натрия , фосфат калия , или трифосфат натрия , чтобы уменьшить ретроградацию
• фосфат дистахмала (INS 1412, E1412) путем этерификации, например, триметафосфатом натрия , сшитым крахмалом, изменяющим реологию , текстуру
• ацетилированного крахмала (INS 1420, E1420) этерификации с уксусным ангидридом
• гидроксипропилированный крахмал (INS 1440, E1440), эфир крахмала , с оксидом пропилена , повышающий стабильность вязкости
• гидроксиэтилкрахмал с оксидом этилена
• натрий крахмал октенилсукцинат (OSA) , крахмал (СИН 1450, E1450) используется в качестве эмульгатора при добавлении гидрофобности
• октенилсукцинат крахмала алюминия (INS 1452, E1452)
• , добавляя положительный электрический заряд на крахмал
• карбоксиметилированный крахмал с монохлоруксусной кислотой с добавлением отрицательного заряда

и комбинированные модификации, такие как

• фосфатированный дистахрамфосфат (INS 1413, E1413)
• ацетилированный фосфат дистрахмала (INS 1414, E1414)
• ацетилированный адипат дистрахмала (INS 1422, E1422),
• гидроксипропилдихрамм фосфат (INS 1442, E1442),
• ацетилированный окисленный крахмал (INS 1451, E1451).

Модифицированный крахмал также может быть растворимым в холодной воде, прежелатинизированным или быстрорастворимым крахмалом, который загустевает и загустевает без нагревания, или крахмалом для варки, который необходимо готовить как обычный крахмал. Методы сушки, позволяющие сделать крахмал растворимым в холодной воде, включают экструзию , барабанную сушку , распылительную сушку или декстринизацию .

Другие производные крахмала, крахмальные сахара, такие как глюкоза , сироп с высоким содержанием фруктозы , сиропы глюкозы , мальтодекстрины , крахмал, разложенный ферментом амилазы , в основном продаются в виде жидкого сиропа для изготовления подсластителя .

Вред и польза

Разрешенные для применения формы модифицированного крахмала не наносят вреда здоровью. Полисахариды являются обязательной частью рациона, в организме расщепляются до глюкозы.

Опасность представляет злоупотребление веществом в целях удешевления производства и маскировки низкосортного сырья при изготовлении молочных и мясных продуктов. Как и глютен, оно может добавляться к некачественной муке для достижения требований стандарта.

Рисунок 3. Пищевые добавки используются для придания муке низкого качества нужных свойств

Фальсификаты не обладают требуемой пищевой ценностью, могут становиться причиной нарушения обмена веществ из-за избытка углеводов. Фактически, такие продукты являются пищевым «мусором», способным спровоцировать развитие большого числа заболеваний.

На заметку! Как выбрать полезный натуральный творог: советы экспертов.

Вопреки распространенному заблуждению, методы создания ГМО не имеют отношения к тем, что применяются для перестройки цепей полисахаридов. В конечном продукте значимых частей ДНК не остается, даже при выработке исходного сырья из генно-модифицированных растений.

Видео: исследование свойств модифицированного крахмала, добавляемого в привычные продукты питания:

https://youtube.com/watch?v=Ssrbf8PwPMQ

Замещенные крахмалы

В структуре полисахаридных цепей имеются реакционноактивные гидроксильные и редуцирующие группы, способные при определенных условиях вступать в реакции замещения с органическими и неорганическими соединениями. При этом значительно изменяются природные свойства крахмала и клейстеров из них – повышаются вязкость и стабилизирующее действие, усиливается пленкообразующая способность и др.

При взаимодействии крахмала с фосфатными соединениями (триметафосфат натрия, хлорокись фосфора, тиохлорид фосфора) образуются эфиры, в которых одна или две гидроксильные группы полисахарида этерифицированы кислотными группами фосфорсодержащих соединений.

Для производства монокрахмалфосфатов в суспензию сырого крахмала вводятся реагенты (фосфорнокислый натрий и карбамид в количестве 0,6 — 2,7 % к массе крахмала), тщательно перемешиваются и смесь высушивается в пневматической сушилке.

Образующийся продукт при последующей термической обработке (130 оС в течение 60 мин) превращается в фосфатный крахмал с заданными свойствами. Клейстеры из таких крахмалов устойчивы к замораживанию. Фосфатные крахмалы используются в пищевых отраслях для выработки мучных кондитерских изделий, получения соусов, майонезов, продуктов детского и диетического питания.

В технических целях фосфатные крахмалы применяют при изготовлении форм в литейном производстве, при флотационном обогащении различных руд, для повышения прочности бумаги.

Ацетилированные крахмалы получают путем обработки крахмала ледяной уксусной кислотой, уксусным ангидридом и др.

Образуются ацетаты крахмала, способные стабилизировать клейстеры, получать прочные пленки. Взаимодействие крахмала с реагентом в соотношении 1,0 : (0,25 — 1,0) при температуре 100 оС в течение 5 — 13 ч приводит к образованию ацетата крахмала, содержащего от 3 до 6 % ацетильных групп. Такие крахмалы сохраняют зернистую структуру, растворяются в воде при температуре 95 — 100 оС.

Ацетаты крахмала применяются в пищевых изделиях в качестве загустителей, устойчивых при хранении, замораживании и оттаивании, в производстве консервированных сухих продуктов, смесей и начинок.

В текстильной промышленности эти крахмалы используются для обработки тканей, в производстве бумаги – для повышения ее прочности и улучшения качества печати.

В этих же областях используются оксиалкированные крахмалы, получаемые при взаимодействии сырого крахмала и окиси этилена (пропилена) в щелочной среде при температуре не выше 50 оС в течение 3 — 6 ч.

Производство и применение модифицированных крахмалов в пищевой промышленности открывает новые возможности в расширении ассортимента пищевых продуктов. В других отраслях промышленности модифицированные крахмалы также открывают перспективы получения новых химических соединений и изделий.

https://youtube.com/watch?v=FB5grpEeQi4

Влияние на здоровье человека

Крахмал как пищевая добавка разрешен к применению во всем мире, но это не значит, что его стоит применять бездумно. Даже самое безобидное вещество может причинить вред организму, если потреблять его в чрезмерных дозах.

Модифицированный крахмал в продуктах вредно или нет?

Главная опасность, которую приписывают этому веществу – генная модификация, но она не имеет ни малейшего отношения к крахмалу. ГМО встречается только в продуктах, которые содержат протеины. Сырье для получения полисахарида (картофель, кукуруза, рис) действительно бывает ГМО. Но крахмал – это очищенный углевод. Даже если он добыт из растений, полученных при помощи генной инженерии, то в конечной добавке следов белка нет, а значит и ГМО нет. Поэтому такая “страшилка” – всего лишь миф.

О безопасности ингредиента говорит тот факт, что он не запрещен ни в одной стране, разрешен к использованию в детским питании. Его количество в продуктах не нормируется именно из-за его безвредности. Однако производители все равно обязаны указывать этот компонент в составе.

Возможный вред и противопоказания при употреблении

Вред от крахмала с модификациями точно такой же как и от нативного соединения: высокая калорийность углевода и гликемический индекс в 100 единиц. Поэтому он противопоказан при диабете и ожирении. При плохой очистке он будет содержать следы глютена в случае получения его из пшеницы.

Негативное влияние на здоровье проявляется только в том случае, если полисахарида добавить в пищу слишком много. К тому же пострадает и сам продукт:

• он будет совершенно пресным;
• вкус крахмала станет ощущаться;
• консистенция получится просто резиновой.

Именно поэтому более 10% в состав его стараются не добавлять.

Еще одна проблема использования углевода – это фальсификация, когда им подменяют часть сырья, придают изделиям определенные свойства, чем вводят потребителя в заблуждение. При этом вещество в составе не указывают.

В сосисках крахмалом заменяют часть мяса, в кетчупах – томатную пасту, сметана с таким стабилизатором становится густой, похожей на домашнюю. Такие фальсифицированные изделия менее полезны, поскольку в них снижается количество белка, витаминов, минералов, а также более вредные для тех, кто стремится похудеть, из-за повышения содержания углеводов.

Генетически модифицированный крахмал

Модифицированный крахмал не следует путать с генетически модифицированным крахмалом, который относится к крахмалу из генетически модифицированных растений , таких как те, которые были генетически модифицированы для производства новых жирных кислот или углеводов, которые могут не встречаться в собираемых видах растений. В Европе термин « генетически модифицированный организм » используется только в тех случаях, когда «генетический материал был изменен таким образом, который не происходит естественным образом в результате оплодотворения и / или естественной рекомбинации». Модификация в слове «генетически модифицированный» относится к генной инженерии растительной ДНК , тогда как термин «модифицированный крахмал» на этикетках с обязательными ингредиентами относится к более поздней переработке или обработке крахмала или гранул крахмала.

Генетически модифицированный крахмал представляет интерес для производства биоразлагаемых полимеров и нецеллюлозного сырья в бумажной промышленности , а также для создания новых пищевых добавок . Например, исследователи стремятся изменить ферменты в живых растениях, чтобы создать крахмалы с желаемыми модифицированными свойствами и, таким образом, устранить необходимость в ферментативной обработке после извлечения крахмала из растения.

Применение

Полисахариды с измененными свойствами востребованы в разных отраслях промышленности, включая пищевую. Используется модифицированный крахмал здесь в качестве:

• наполнителей для таблеток и капсул в фармацевтике;
• влагоудерживающих агентов для производства колбас, молочных сосисок и других мясных продуктов низкого качества;
• улучшителей структуры изделий из теста, разрыхлителей муки, сахарной пудры, пекарских порошков;
• загустителей для томатных кетчупов, соусов, йогуртов, детского питания.

На заметку! Лучшие марки сгущенного молока, по мнению специалистов службы «Роскачества».

Информация о присутствии модифицированного крахмала в составе должна отображаться на упаковке. Дома любой продукт легко проверить, добавляя к нему каплю йода: фальсифицированная пища посинеет.

Рисунок 2. Крахмал в твороге проявляет себя в присутствии йода, приобретая синий оттенок

Технические варианты соединения применяют для изготовления клея, бумаги, обработки тканей.

Польза и область применения модифицированного крахмала

Несмотря на различные виды обработки, в модифицированном крахмале достаточно полезных веществ, которые необходимы организму современного человека. Кальций, фосфор, натрий, магний, железо и калий, ненасыщенные жирные кислоты, моносахариды и пищевые волокна – вот далеко не полный перечень того, что входит в состав данного продукта. С точки зрения энергетической ценности модифицированный крахмал представляет интерес для тех, кто испытывает повышенные физические нагрузки, так как на 85% состоит из углеводов. Энергетическая ценность этого продукта относительно невысокая, так как в 100 г модифицированного крахмала содержится примерно 329 килокалорий. Поэтому если подобное вещество в незначительном количестве встречается в продуктах питания, то особого вреда фигуре оно не принесет.

Модифицированный крахмал выступает не только в качестве наполнителя, который практически не имеет запаха и вкуса, но и выполняет функции загустителя во всевозможных соусах, майонезе, кремах и муссах. Кроме этого, его добавляют в выпечку и сладости, мороженое и желе. В наши дни многие молочные продукты, включая йогурты и сметану, содержат в себе это вещество. Также его добавляют в различные консервы, полуфабрикаты и блюда быстрого приготовления.

Модифицированный крахмал действительно универсален, так как хорошо переносит термическую обработку, в том числе и многократное замораживание, нечувствителен к кислотной среде и легко растворяется в воде

Он практически полностью выводится из организма и способствует снижению уровня сахара в крови, что очень важно для диабетиков

Примеры использования и функциональность модифицированного крахмала

Предварительно желатинизированный крахмал используется для загустения десертов быстрого приготовления , позволяя продуктам загустеть при добавлении холодной воды или молока. Точно так же гранулы сырного соуса, такие как макароны и сыр , лазанья или гранулы подливки, могут быть загущены кипятком, при этом продукт не станет комковатым. Коммерческие начинки для пиццы, содержащие модифицированный крахмал, загустеют при нагревании в духовке, удерживая их на поверхности пиццы, а затем станут жидкими при охлаждении.

Подходящим образом модифицированный крахмал используется в качестве заменителя жира для низкожирных версий традиционно жирных пищевых продуктов, например промышленных десертов на основе молока, таких как йогурт или твердая салями с пониженным содержанием жира, имеющих примерно 1/3 обычного содержания жира. Для последнего типа использования это альтернатива продукту Olestra .

В замороженные продукты добавляют модифицированный крахмал, чтобы они не капали при размораживании. Модифицированный крахмал, связанный с фосфатом , позволяет крахмалу поглощать больше воды и удерживает ингредиенты вместе. Модифицированный крахмал действует как эмульгатор для французской заправки , обволакивая капли масла и суспендируя их в воде. Крахмал, обработанный кислотой, образует оболочку мармелада . Окисленный крахмал увеличивает липкость жидкого теста .

Карбоксиметилированные крахмалы используются в качестве клея для обоев , в качестве загустителя для печати на текстиле , в качестве дезинтегрирующих веществ для таблеток и вспомогательных веществ в фармацевтической промышленности.

Катионный крахмал используется в качестве проклеивающего агента мокрой части при производстве бумаги .

Описание и получение

Модифицированный крахмал (E1400-E1405, E1410-E1414, E1420, E1422, E1423, E1440, E1442, E1443, E1450, E1451) представляет собой аналог исходного мучнистого углевода, свойства которого были изменены путем физической, химической или биохимической обработки. Для его получения применяется натуральное сырье: кукурузный или картофельный полисахарид.

Рисунок 1. Продукты, богатые крахмалом

Целью обработки служит лучшее усвоение вещества организмом, минимизация вредных эффектов от его употребления. Часть производных соединений практически не отличается от первоначальной формы: белого порошка без запаха и вкуса. Свойства других форм подвергаются значительной перестройке, что существенно расширяет область их использования в хозяйственной деятельности человека.

На заметку! Пальмовое масло: опасен ли продукт тропического происхождения для здоровья?

В России для применения производителями продуктов питания разрешено около 20 веществ данной категории:

1. Расщепленные полисахариды чаще всего изготавливают, воздействуя на исходное сырье кислотами, ферментами, сильными окислителями или ультразвуком. Такие вещества лучше хранятся, отличаются сниженной вязкостью, прозрачностью.
2. Замещенные крахмалы получают, меняя отдельные группы в цепях молекул на фосфатные или ацетильные. Манипуляция увеличивает вязкость материала, делает продукты на его основе устойчивыми к замораживанию, последующему оттаиванию.

Видео: работа оборудования на производстве модифицированных форм крахмала:

https://youtube.com/watch?v=SjOqFdphAsM

Области применения

Модифицированный крахмал, применение которого достаточно обширно, чаще всего используется именно в пищевой промышленности.

1. Изготовление мясных продуктов, в том числе и колбас, которые относятся к средней ценовой категории. Это связано с тем, что при приготовлении используется, как правило, второсортное сырье, а оно не обладает теми характеристиками, которые необходимы для качественного продукта в итоге. Ухудшение сырья происходит по многим причинам: неоднократное размораживание и замораживание продукта, превышенный срок хранения или же присутствие большого количества соединительной ткани. Еще одна причина, по которой используется крахмал модифицированный в производстве колбас, – замена говядины второго сорта или соевого изолята. Происходит это из-за стоимости сырья. Модифицированный крахмал, цена которого в разы ниже, позволяет значительно снижать себестоимость конечного продукта. Еще он помогает колбасной массе связывать свободную влагу, которая выделяется при нагревании сырья. По стандартам, количество крахмала не должно превышать 10 % от общей массы, иначе готовый продукт может приобрести консистенцию резины, значительно ухудшатся вкусовые характеристики, а после употребления будет нарушен кислотно-щелочной баланс в желудке.
2. Изготовление соусов, кетчупов, майонезов с целью придания этим продуктам необходимой консистенции.

3. Изготовление кисломолочных продуктов типа йогурта и кефира для придания нужной текстуры.

4. Изготовление тортов, десертов и хлебобулочных изделий для улучшения внешнего вида.

Независимо от сферы применения, модифицированный крахмал, производство которого осуществляется во всех странах мира, выступает как загуститель, эмульгатор и стабилизатор.

Чем вреден модифицированный крахмал?

Любые продукты, прошедшие модификацию, могут представлять потенциальную угрозу для жизни и здоровья человека. Ведь никто не знает, какое именно воздействие подобные добавки оказывают на организм человека, претерпевающий изменения на генном и клеточном уровне. Возможно, ответ на этот вопрос человечество получит гораздо позже, когда будет выявлена прямая взаимосвязь между продуктами ГМО и мутационными процессами.

Пока же следует исходить из того, что сам по себе крахмал, подверженный модификации, не может привести к моментальным изменениям в организме, вызвав, к примеру, пищевое отравление или же аллергию. Тем не менее, нужно брать в расчет и сырье, из которого он изготавливается. Если картофель предварительно подвергался химической либо биологической обработке, то полученный из него крахмал может содержать вещества, способные причинить серьезный ущерб здоровью человека.

Расшарь статью и все узнают, что ты заботишься о своем здоровье и будут завидовать! Спасибо ツ

Состав измененного крахмала

Модифицированный крахмал, состав которого мало чем отличается от обычного, содержит много полезных для организма веществ (хотя злоупотреблять им все же не стоит). В частности, такие минеральные вещества, как магний, кальций, натрий, калий и фосфор. Также тут в достаточном количестве находятся органические и жирные полиненасыщенные кислоты, в которых человеческий организм нуждается.

Основными элементами являются (на 100 г модифицированного крахмала):

• фосфор – 20 мг;
• калий – 1 мг;
• натрий – 17 мг;
• магний – 8 мг;
• кальций – 20 мг;
• органические кислоты – 30 г;
• пищевые волокна – 0,2 г;
• полиненасыщенные жирные кислоты – 0,1 г.