Изменение углеводов в технологических процессах кратко
Обновлено: 25.06.2024
Углеводы при хранении пищевого сырья и его переработки в готовые продукты претерпевают разнообразные и сложные превращения. Они зависят от состава углеводного комплекса, условий процесса, наличие фермента, присутствие в перерабатываемых продуктах других компонентов, взаимодействующих с углеводами. Из этих превращений необходимо, в первую очередь, отметить кислотный и ферментативный гидролиз дисахаридов и полисахаридов, брожение моноз, меланоидинообразование и карамелизацию.
Клейстеризация и гидролиз крахмала.В ходе технологической обработки под воздействием влаги и тесла крахмал и крахмалосодержащее сырьё способны адсорбировать воду, набухать, клейстеризоваться, подвергаться деструкции. Интенсивность этих процессов зависит от вида крахмала, режимов обработки и характера катализатора. Крахмальные зёрна при обычной температуре не растворяются в воде, при повышении температуры набухают, образуя вязкий коллоидный раствор. При его охлаждении образуется устойчивый гель − крахмальный клейстер, этот процесс получил название клейстеризации крахмала.
Крахмалы различного происхождения клейстеризуются при разных температурах ( ). Способность крахмала к набуханию и клейстеризации связана с содержанием амилазной фракции. Под действием ферментов или кислот крахмал при нагревании присоединяет воду и гидролизуется, глубина гидролиза зависит от условий его проведения и вида катализатора.
В общем, схема превращения крахмала при гидролизе может быть представлена:
Деструкция крахмала происходит при получении многих пищевых продуктов (патоки, глюкозы, спирта).
Меланоидинообразование.Это реакция, протекающая между редуцирующими сахарами и аминокислотами, пептидами и белками, приводящая к образованию окрашенных продуктов − меланоидов.
Это окислительно-восстановительный процесс, который представляет собой совокупность последовательно и параллельно идущих реакций. Механизм его очень сложен, реакция сопровождается образованием большого числа промежуточных продуктов, которые на следующих этапах взаимодействуют между собой и с исходными веществами.
Скорость и глубина процесса зависят от состава взаимодействующих продуктов, соотношения отдельных компонентов, pH среды, температуры и влажности. Наиболее сильно она протекает в нейтральной и щелочной средах. Образующиеся при этом соединения (фурфурол, оксиметилфурфурол, ацетальдегид, изовалериановый альдегид, диацетил и др.) принимают участие в формировании аромата и в какой-то степени вкуса готовых продуктов. Активность аминокислот и сахаров в реакции Майяра снижается в следующем ряду:
лизин >глицин > метионин > аланин > валин > глутамин > фенилаланин > цистин
ксилоза > арабиноза > глюкоза > лактоза > мальтоза > фруктоза.
Меланоидинообразование включает семь основных типов реакций происходящих последовательно или параллельно. По развитию окраски их можно разделить на три последовательно идущие стадии −
1. Начальная стадия (образуются вещества, не поглощающие света в ультрафиолетовой области спектра).
К ним относятся следующие реакции:
Сахароаминная конденсация, то есть взаимодействие сахаров и аминокислот с образованием N-гликозидов. При этом соотношение сахара и свободных аминогрупп должно быть 1:1.
Перегруппировка амадори, то есть внутримолекулярное преобразование, происходящее в процессе нагревания или длительного хранения. При этом идёт изомеризация N-гликозидов 1-амино-1-дазокси-2-кетозо.
2. Промежуточная стадия
Образуются вещества, обладающие сильным поглощением в ультрафиолетовом спектре.
Дегидратация сахаров с образованием фурфурола и оксиметилфуфурола.
Разложение сахаров с образованием с образованием альдегидов, влияющих на вкус продуктов.
Разложение аминокислот с образованием альдегидов, придающих аромат при термической обработке продуктов.
3. Конечная стадия
Образуются тёмно-окрашенные соединения – меланоидины.
Альдольная конденсация безазотистых соединенийю
Альдегид аминная полимеризация, образование гетероциклических азотистых соелинений.
С меланоидинообразованием связаны многие процессы, происходящие при переработке пищевого сырья, а именно: выпечка хлеба, сушка овощей, фруктов, получение сухого молока и т.д. С меланоидинообразованием связано также потемнение сахарного сиропа при его упаривании, снижение выхода спирта при переработке кукурузы низкого качества, образование цвета и аромата при томлении красного солода и затора в пивоварении.
Образование хрустящей, золотисто-коричневой корочки хлеба, а также его вкус и аромат во многом связанные с меланоидинообразованием, то есть особенно интенсивно идёт процесс при повышенных температурах. В результате этой реакции в отдельных видах сырья и полуфабрикатах уменьшается содержание сахаров, ценных аминокислот, белком, повышается их пищевая ценность. Наравне с несколькими десятками ароматических веществ, улучшающих вкус готовых изделий, образуются сотни неизвестных пока по физико-химическим свойствам новых веществ. Полезность их присутствия в пищевых продуктах сомнительна, поэтому, чем меньше образуется меланоидинов, тем лучшего качества будут готовые изделия.
Карамелизация сахаров.Нагревание моносахаридов и дисахаридов при температуре С и выше приводит к изменению их химического состава, улучшению цветности продуктов, увеличению содержания редуцирующих веществ. Глубина этих процессов, а следовательно и состав, образующихся веществ зависят от состава сахаров, их концентрации, степени и продолжительности теплового воздействия, pH среды, присутствия примесей.
В пищевой промышленности особое значение имеет карамелизация сахарозы, глюкозы и фруктозы. Особенно чувствительна к нагреванию фруктоза, поэтому она карамелизуется в 6-7 раз быстрее, чем глюкоза. Сахароза при нагревании в ходе технологического процесса в слабокислой или нейтральной среде подвергается частичной инверсии с образованием глюкозы и фруктозы, которые претерпевают дальнейшее превращение. Например, от молекулы глюкозы может отщепиться одна или две молекулы воды (дегидратация), а образовавшиеся продукты соединяются друг с другом или с молекулой сахарозы, или могут отщепить три молекулы воды с образованием оксиметилфурфурола, дальнейшие превращения которого сопровождаются разрушением углеродного скелета и образованием разнообразных продуктов деструкции (муравьиная, левулиновая кислоты).
При отщеплении двух молекул воды от сахарозы образуется карамелен ( ) − раствор в виде соединения желтого цвета.
При отщеплении трёх молекул воды образуется карамелен( ), имеющий ярко-коричневый цвет, затем образуется карамелин-трудно растворимое в воде соединение. Степень полимеризации образующихся продуктов может быть различной.
Если концентрация углеводов невелика (10-30%), то легче протекает образование оксиметилфурфурола. При повышенных концентрациях (70-80%) активнее идут процессы конденсации. В общем упрощенном виде схему превращения сахаров при нагревании можно представить следующим образом:
При изготовлении кондитерских изделий, например, карамели, температурным воздействиям подвергаются высококонцентрированные растворы сахаров(до 80%), поэтому основными продуктами карамелизации являются ангедриды и продукты их конденсации. При взаимодействии с металлами и аминокислотами образуются разнообразные и сложные по составу соединения, которые ухудшают качество, увеличивают цветность и гигроскопичность готовых продуктов.
Гликозиды растений
Гликозиды – это производные сахаров, которые встречаются в растениях. Они состоят из двух частей: сахара (обычно моносахарида и агликона). В качестве агликона в построении молекул могут участвовать остатки спиртов, стероидов и органических соединений, горький вкус, специфический запах.
Некоторые из них обладают токсикологическим действием, первый из них гликозид синигрин встречается в семенах горчицы, корнях хрена, в рапсе, придавая им, горький вкус и специфический запах. Под действием содержащихся в семенах горчицы ферментов этот гликозид гидролизуется.
Амигдалин содержится в косточках персика, абрикосов, слив, вишен, яблок и т.д. Представляет собой сочетание гентобиозы и бензальдегида.
Ванилин содержится в стручках ванили. При его ферментативном гидролизе образуется глюкоза и ванилин. Ванилин − ценное душистое вещество, применяемое в пищевой и парфюмерной промышленности.
Углеводы при хранении пищевого сырья, его переработке в ротовые продукты претерпевают разнообразные и сложные превращения. Они зависят от состава углеводного комплекса, условий (влажность, температура, рН среды), наличия ферментов, присутствия в перерабатываемых продуктах других компонентов, взаимодействующих с углеводами (белки, липиды, органические кислоты и т. д.).
Из этих превращений необходимо в первую очередь отметить кислотный и ферментативный гидролиз ди- и полисахаридов, брожение моноз, меланоидинообразование и карамелизацию.
Процессы гидролиза ди- и полисахаридов, а также брожение моноз уже рассматривали и еще раз вернемся к ним при описании химизма конкретных технологий. В этом разделе рассмотрим процессы меланоидинообразования и карамелизации.
Меланоидинообразование
Под меланоидинообразованием понимают взаимодействие восстанавливающих Сахаров (монозы и восстанавливающие дисахариды как содержащиеся в продукте, так и образующиеся при гидролизе более сложных углеводов) с аминокислотами, пептидами и белками, приводящее к образованию темно-окрашенных продуктов — меланоидннов (от греч. меланос — темный). Этот процесс получил одновременно название реакции Майяра, по имени ученого, который в 1912 г. впервые его описал.
Характерные ее признаки — потемнение продукта в результате образования трудно- или нерастворимых в воде темно-окрашенных соединений, снижение содержания редуцирующих Сахаров и азота аминных групп, появление ароматообразующих веществ. Меланоидинообразование — окислительно-восстановительный процесс, который представляет собой совокупность последовательно и параллельно идущих реакций. Механизм его сложен, реакция сопровождается образованием большого числа промежуточных продуктов, которые на следующих этапах взаимодействуют между собой и с исходными веществами. Скорость и глубина меланоидинообразования зависит от состава взаимодействующих продуктов, соотношения отдельных компонентов, рН среды, температуры, влажности.
Наиболее интенсивно меланоидинообразование протекает в нейтральной и щелочной средах, легче проходит в концентрированных растворах, тормозится NaHSOa, H2SO4, Н2О2 и некоторыми другими соединениями. Образующиеся в ходе меланоидинооб-разования из аминокислот и Сахаров карбонилсодержащие соединения (фурфурол, оксиметилфурфурол, ацетальдегид, изовале-риановый альдегид, диацетил и др.) принимают участие в формировании аромата и в какой-то степени вкуса готовых продуктов.
С реакциями меланоидинообразования связано потемнение фруктовых соков при хранении, внешний вид, вкус и запах готовых мясных продуктов. При меланоидинообразовании может связываться до 25 % белков, витаминов, аминокислот, снижается активность ферментов и многих биологически активных соединений, тем самым снижается пищевая ценность получаемых продуктов.
Карамелизация Сахаров
Нагревание моно- и дисахаров при температуре 100 °С и выше приводит к изменению их химического состава, повышается цветность продуктов, увеличивается содержание редуцированных веществ. Глубина этих процессов, а следовательно, и состав образующихся веществ зависит от состава Сахаров, их концентрации, степени и продолжительности теплового воздействия, рН среды, присутствия примесей. В пищевой промышленности особое значение имеет карамелизация сахарозы, глюкозы и фруктозы.
Особенно чувствительна к нагреванию фруктоза, поэтому карамелизация ее протекает в 6-7 раз быстрее, чем глюкозы. Основной углеводный компонент кондитерских изделий — сахароза, при нагревании в ходе технологического’ процесса в слабокислой или нейтральной среде подвергайся частичной инверсии с образованием глюкозы и фруктозы, которое претерпевают дальнейшие превращения.
Например, от молекулы глюкозы может отщепиться одна или две молекулы воды (дегидратация), а образовавшиеся продукты соединиться друг с другом или с молекулой сахарозы, или может отщепиться три молекулы воды с образованием оксиметилфурфурола, дальнейшие превращения которого сопровождаются разрушением углеродного скелета и образованием разнообразных продуктов деструкции (муравьиная, левулиновая кислоты). При отщеплении двух молекул воды от сахарозы образуется карамелан QjHigOi) — растворимое в воде соединение желтого цвета, при отщеплении трех — карамелей С36Н50О25, имеющий ярко-коричневый цвет, затем — карамелин, трудно растворимое в воде соединен ие. Степень полимеризации образовавшихся продуктов может быть различной. Если концентрация углеводов невелика (10-30 %), то легче протекает образование оксиметилфурфурола, при повышенных концентрациях (70-80 %) активней идут процессы конденсации.
При изготовлении кондитерских изделий, например карамели, температуре воздействия подвергаются высококонцентрированные растворы Сахаров (до 80 %), поэтому основными продуктами карамелмзации являются ангидриды и продукты их конденсации. При ил: взаимодействии с металлами и Аминокислотами образуются разнообразные и сложные по составу соединения, которые ухудшают качество, повышают цветность и гигроскопичность готовых продуктов.
Углеводы при хранении пищевого сырья и его переработки в готовые продукты претерпевают разнообразные и сложные превращения. Они зависят от состава углеводного комплекса, условий процесса, наличие фермента, присутствие в перерабатываемых продуктах других компонентов, взаимодействующих с углеводами. Из этих превращений необходимо, в первую очередь, отметить кислотный и ферментативный гидролиз дисахаридов и полисахаридов, брожение моноз, меланоидинообразование и карамелизацию.
Клейстеризация и гидролиз крахмала.В ходе технологической обработки под воздействием влаги и тесла крахмал и крахмалосодержащее сырьё способны адсорбировать воду, набухать, клейстеризоваться, подвергаться деструкции. Интенсивность этих процессов зависит от вида крахмала, режимов обработки и характера катализатора. Крахмальные зёрна при обычной температуре не растворяются в воде, при повышении температуры набухают, образуя вязкий коллоидный раствор. При его охлаждении образуется устойчивый гель − крахмальный клейстер, этот процесс получил название клейстеризации крахмала.
Крахмалы различного происхождения клейстеризуются при разных температурах ( ). Способность крахмала к набуханию и клейстеризации связана с содержанием амилазной фракции. Под действием ферментов или кислот крахмал при нагревании присоединяет воду и гидролизуется, глубина гидролиза зависит от условий его проведения и вида катализатора.
В общем, схема превращения крахмала при гидролизе может быть представлена:
Деструкция крахмала происходит при получении многих пищевых продуктов (патоки, глюкозы, спирта).
Меланоидинообразование.Это реакция, протекающая между редуцирующими сахарами и аминокислотами, пептидами и белками, приводящая к образованию окрашенных продуктов − меланоидов.
Это окислительно-восстановительный процесс, который представляет собой совокупность последовательно и параллельно идущих реакций. Механизм его очень сложен, реакция сопровождается образованием большого числа промежуточных продуктов, которые на следующих этапах взаимодействуют между собой и с исходными веществами.
Скорость и глубина процесса зависят от состава взаимодействующих продуктов, соотношения отдельных компонентов, pH среды, температуры и влажности. Наиболее сильно она протекает в нейтральной и щелочной средах. Образующиеся при этом соединения (фурфурол, оксиметилфурфурол, ацетальдегид, изовалериановый альдегид, диацетил и др.) принимают участие в формировании аромата и в какой-то степени вкуса готовых продуктов. Активность аминокислот и сахаров в реакции Майяра снижается в следующем ряду:
лизин >глицин > метионин > аланин > валин > глутамин > фенилаланин > цистин
ксилоза > арабиноза > глюкоза > лактоза > мальтоза > фруктоза.
Меланоидинообразование включает семь основных типов реакций происходящих последовательно или параллельно. По развитию окраски их можно разделить на три последовательно идущие стадии −
1. Начальная стадия (образуются вещества, не поглощающие света в ультрафиолетовой области спектра).
К ним относятся следующие реакции:
Сахароаминная конденсация, то есть взаимодействие сахаров и аминокислот с образованием N-гликозидов. При этом соотношение сахара и свободных аминогрупп должно быть 1:1.
Перегруппировка амадори, то есть внутримолекулярное преобразование, происходящее в процессе нагревания или длительного хранения. При этом идёт изомеризация N-гликозидов 1-амино-1-дазокси-2-кетозо.
2. Промежуточная стадия
Образуются вещества, обладающие сильным поглощением в ультрафиолетовом спектре.
Дегидратация сахаров с образованием фурфурола и оксиметилфуфурола.
Разложение сахаров с образованием с образованием альдегидов, влияющих на вкус продуктов.
Разложение аминокислот с образованием альдегидов, придающих аромат при термической обработке продуктов.
3. Конечная стадия
Образуются тёмно-окрашенные соединения – меланоидины.
Альдольная конденсация безазотистых соединенийю
Альдегид аминная полимеризация, образование гетероциклических азотистых соелинений.
С меланоидинообразованием связаны многие процессы, происходящие при переработке пищевого сырья, а именно: выпечка хлеба, сушка овощей, фруктов, получение сухого молока и т.д. С меланоидинообразованием связано также потемнение сахарного сиропа при его упаривании, снижение выхода спирта при переработке кукурузы низкого качества, образование цвета и аромата при томлении красного солода и затора в пивоварении.
Образование хрустящей, золотисто-коричневой корочки хлеба, а также его вкус и аромат во многом связанные с меланоидинообразованием, то есть особенно интенсивно идёт процесс при повышенных температурах. В результате этой реакции в отдельных видах сырья и полуфабрикатах уменьшается содержание сахаров, ценных аминокислот, белком, повышается их пищевая ценность. Наравне с несколькими десятками ароматических веществ, улучшающих вкус готовых изделий, образуются сотни неизвестных пока по физико-химическим свойствам новых веществ. Полезность их присутствия в пищевых продуктах сомнительна, поэтому, чем меньше образуется меланоидинов, тем лучшего качества будут готовые изделия.
Карамелизация сахаров.Нагревание моносахаридов и дисахаридов при температуре С и выше приводит к изменению их химического состава, улучшению цветности продуктов, увеличению содержания редуцирующих веществ. Глубина этих процессов, а следовательно и состав, образующихся веществ зависят от состава сахаров, их концентрации, степени и продолжительности теплового воздействия, pH среды, присутствия примесей.
В пищевой промышленности особое значение имеет карамелизация сахарозы, глюкозы и фруктозы. Особенно чувствительна к нагреванию фруктоза, поэтому она карамелизуется в 6-7 раз быстрее, чем глюкоза. Сахароза при нагревании в ходе технологического процесса в слабокислой или нейтральной среде подвергается частичной инверсии с образованием глюкозы и фруктозы, которые претерпевают дальнейшее превращение. Например, от молекулы глюкозы может отщепиться одна или две молекулы воды (дегидратация), а образовавшиеся продукты соединяются друг с другом или с молекулой сахарозы, или могут отщепить три молекулы воды с образованием оксиметилфурфурола, дальнейшие превращения которого сопровождаются разрушением углеродного скелета и образованием разнообразных продуктов деструкции (муравьиная, левулиновая кислоты).
При отщеплении двух молекул воды от сахарозы образуется карамелен ( ) − раствор в виде соединения желтого цвета.
При отщеплении трёх молекул воды образуется карамелен( ), имеющий ярко-коричневый цвет, затем образуется карамелин-трудно растворимое в воде соединение. Степень полимеризации образующихся продуктов может быть различной.
Если концентрация углеводов невелика (10-30%), то легче протекает образование оксиметилфурфурола. При повышенных концентрациях (70-80%) активнее идут процессы конденсации. В общем упрощенном виде схему превращения сахаров при нагревании можно представить следующим образом:
При изготовлении кондитерских изделий, например, карамели, температурным воздействиям подвергаются высококонцентрированные растворы сахаров(до 80%), поэтому основными продуктами карамелизации являются ангедриды и продукты их конденсации. При взаимодействии с металлами и аминокислотами образуются разнообразные и сложные по составу соединения, которые ухудшают качество, увеличивают цветность и гигроскопичность готовых продуктов.
Гликозиды растений
Гликозиды – это производные сахаров, которые встречаются в растениях. Они состоят из двух частей: сахара (обычно моносахарида и агликона). В качестве агликона в построении молекул могут участвовать остатки спиртов, стероидов и органических соединений, горький вкус, специфический запах.
Некоторые из них обладают токсикологическим действием, первый из них гликозид синигрин встречается в семенах горчицы, корнях хрена, в рапсе, придавая им, горький вкус и специфический запах. Под действием содержащихся в семенах горчицы ферментов этот гликозид гидролизуется.
Амигдалин содержится в косточках персика, абрикосов, слив, вишен, яблок и т.д. Представляет собой сочетание гентобиозы и бензальдегида.
Ванилин содержится в стручках ванили. При его ферментативном гидролизе образуется глюкоза и ванилин. Ванилин − ценное душистое вещество, применяемое в пищевой и парфюмерной промышленности.
Углеводы при хранении пищевого сырья и его переработки в готовые продукты претерпевают разнообразные и сложные превращения. Они зависят от состава углеводного комплекса, условий процесса, наличие фермента, присутствие в перерабатываемых продуктах других компонентов, взаимодействующих с углеводами. Из этих превращений необходимо, в первую очередь, отметить кислотный и ферментативный гидролиз дисахаридов и полисахаридов, брожение моноз, меланоидинообразование и карамелизацию.
Клейстеризация и гидролиз крахмала.В ходе технологической обработки под воздействием влаги и тесла крахмал и крахмалосодержащее сырьё способны адсорбировать воду, набухать, клейстеризоваться, подвергаться деструкции. Интенсивность этих процессов зависит от вида крахмала, режимов обработки и характера катализатора. Крахмальные зёрна при обычной температуре не растворяются в воде, при повышении температуры набухают, образуя вязкий коллоидный раствор. При его охлаждении образуется устойчивый гель − крахмальный клейстер, этот процесс получил название клейстеризации крахмала.
Крахмалы различного происхождения клейстеризуются при разных температурах ( ). Способность крахмала к набуханию и клейстеризации связана с содержанием амилазной фракции. Под действием ферментов или кислот крахмал при нагревании присоединяет воду и гидролизуется, глубина гидролиза зависит от условий его проведения и вида катализатора.
В общем, схема превращения крахмала при гидролизе может быть представлена:
Деструкция крахмала происходит при получении многих пищевых продуктов (патоки, глюкозы, спирта).
Меланоидинообразование.Это реакция, протекающая между редуцирующими сахарами и аминокислотами, пептидами и белками, приводящая к образованию окрашенных продуктов − меланоидов.
Это окислительно-восстановительный процесс, который представляет собой совокупность последовательно и параллельно идущих реакций. Механизм его очень сложен, реакция сопровождается образованием большого числа промежуточных продуктов, которые на следующих этапах взаимодействуют между собой и с исходными веществами.
Скорость и глубина процесса зависят от состава взаимодействующих продуктов, соотношения отдельных компонентов, pH среды, температуры и влажности. Наиболее сильно она протекает в нейтральной и щелочной средах. Образующиеся при этом соединения (фурфурол, оксиметилфурфурол, ацетальдегид, изовалериановый альдегид, диацетил и др.) принимают участие в формировании аромата и в какой-то степени вкуса готовых продуктов. Активность аминокислот и сахаров в реакции Майяра снижается в следующем ряду:
лизин >глицин > метионин > аланин > валин > глутамин > фенилаланин > цистин
ксилоза > арабиноза > глюкоза > лактоза > мальтоза > фруктоза.
Меланоидинообразование включает семь основных типов реакций происходящих последовательно или параллельно. По развитию окраски их можно разделить на три последовательно идущие стадии −
1. Начальная стадия (образуются вещества, не поглощающие света в ультрафиолетовой области спектра).
К ним относятся следующие реакции:
Сахароаминная конденсация, то есть взаимодействие сахаров и аминокислот с образованием N-гликозидов. При этом соотношение сахара и свободных аминогрупп должно быть 1:1.
Перегруппировка амадори, то есть внутримолекулярное преобразование, происходящее в процессе нагревания или длительного хранения. При этом идёт изомеризация N-гликозидов 1-амино-1-дазокси-2-кетозо.
2. Промежуточная стадия
Образуются вещества, обладающие сильным поглощением в ультрафиолетовом спектре.
Дегидратация сахаров с образованием фурфурола и оксиметилфуфурола.
Разложение сахаров с образованием с образованием альдегидов, влияющих на вкус продуктов.
Разложение аминокислот с образованием альдегидов, придающих аромат при термической обработке продуктов.
3. Конечная стадия
Образуются тёмно-окрашенные соединения – меланоидины.
Альдольная конденсация безазотистых соединенийю
Альдегид аминная полимеризация, образование гетероциклических азотистых соелинений.
С меланоидинообразованием связаны многие процессы, происходящие при переработке пищевого сырья, а именно: выпечка хлеба, сушка овощей, фруктов, получение сухого молока и т.д. С меланоидинообразованием связано также потемнение сахарного сиропа при его упаривании, снижение выхода спирта при переработке кукурузы низкого качества, образование цвета и аромата при томлении красного солода и затора в пивоварении.
Образование хрустящей, золотисто-коричневой корочки хлеба, а также его вкус и аромат во многом связанные с меланоидинообразованием, то есть особенно интенсивно идёт процесс при повышенных температурах. В результате этой реакции в отдельных видах сырья и полуфабрикатах уменьшается содержание сахаров, ценных аминокислот, белком, повышается их пищевая ценность. Наравне с несколькими десятками ароматических веществ, улучшающих вкус готовых изделий, образуются сотни неизвестных пока по физико-химическим свойствам новых веществ. Полезность их присутствия в пищевых продуктах сомнительна, поэтому, чем меньше образуется меланоидинов, тем лучшего качества будут готовые изделия.
Карамелизация сахаров.Нагревание моносахаридов и дисахаридов при температуре С и выше приводит к изменению их химического состава, улучшению цветности продуктов, увеличению содержания редуцирующих веществ. Глубина этих процессов, а следовательно и состав, образующихся веществ зависят от состава сахаров, их концентрации, степени и продолжительности теплового воздействия, pH среды, присутствия примесей.
В пищевой промышленности особое значение имеет карамелизация сахарозы, глюкозы и фруктозы. Особенно чувствительна к нагреванию фруктоза, поэтому она карамелизуется в 6-7 раз быстрее, чем глюкоза. Сахароза при нагревании в ходе технологического процесса в слабокислой или нейтральной среде подвергается частичной инверсии с образованием глюкозы и фруктозы, которые претерпевают дальнейшее превращение. Например, от молекулы глюкозы может отщепиться одна или две молекулы воды (дегидратация), а образовавшиеся продукты соединяются друг с другом или с молекулой сахарозы, или могут отщепить три молекулы воды с образованием оксиметилфурфурола, дальнейшие превращения которого сопровождаются разрушением углеродного скелета и образованием разнообразных продуктов деструкции (муравьиная, левулиновая кислоты).
При отщеплении двух молекул воды от сахарозы образуется карамелен ( ) − раствор в виде соединения желтого цвета.
При отщеплении трёх молекул воды образуется карамелен( ), имеющий ярко-коричневый цвет, затем образуется карамелин-трудно растворимое в воде соединение. Степень полимеризации образующихся продуктов может быть различной.
Если концентрация углеводов невелика (10-30%), то легче протекает образование оксиметилфурфурола. При повышенных концентрациях (70-80%) активнее идут процессы конденсации. В общем упрощенном виде схему превращения сахаров при нагревании можно представить следующим образом:
При изготовлении кондитерских изделий, например, карамели, температурным воздействиям подвергаются высококонцентрированные растворы сахаров(до 80%), поэтому основными продуктами карамелизации являются ангедриды и продукты их конденсации. При взаимодействии с металлами и аминокислотами образуются разнообразные и сложные по составу соединения, которые ухудшают качество, увеличивают цветность и гигроскопичность готовых продуктов.
Гликозиды растений
Гликозиды – это производные сахаров, которые встречаются в растениях. Они состоят из двух частей: сахара (обычно моносахарида и агликона). В качестве агликона в построении молекул могут участвовать остатки спиртов, стероидов и органических соединений, горький вкус, специфический запах.
Некоторые из них обладают токсикологическим действием, первый из них гликозид синигрин встречается в семенах горчицы, корнях хрена, в рапсе, придавая им, горький вкус и специфический запах. Под действием содержащихся в семенах горчицы ферментов этот гликозид гидролизуется.
Амигдалин содержится в косточках персика, абрикосов, слив, вишен, яблок и т.д. Представляет собой сочетание гентобиозы и бензальдегида.
Ванилин содержится в стручках ванили. При его ферментативном гидролизе образуется глюкоза и ванилин. Ванилин − ценное душистое вещество, применяемое в пищевой и парфюмерной промышленности.
 |
 |
Превращение углеводов в ЖКТ
Через кишечную стенку в кровь без предварительного расщепления всасываются только простые, хорошо растворимые в воде сахара − моносахариды.
Полисахариды и дисахариды усваиваются организмом только после их превращения в простые сахара. Сложные углеводы начинают подвергаться превращениям уже в полости рта. В слюне содержится фермент, расщепляющий крахмал .
Промежуточными продуктами осахаривания крахмала являются различные декстрины. Так как пища во рту долго не задерживается переваривание крахмала и гликогена здесь только начинается.
Таким образом, расщепление крахмала и гликогена до мальтозы происходит в кишечнике под действием двух ферментов и конечной декстриназы. Кишечный сок содержит также (мальтозу), сахарозу, лактозу ( ), катализирующее гидролитическое расщепление соответствующих углеводов.
В результате последовательного действия перечисленных ферментов углеводы пищевых продуктов превращаются в моносахариды (глюкозу, фруктозу, галактозу), которые всасываются кишечной стенкой, попадают в кровеносную систему и с током крови через воротную вену доставляются в печень.
Скорость всасывания моносахаридов различна. Если скорость всасывания глюкозы принять за 100, то для остальных сахаров скорость всасывания составит:
Д − глюкоза - 100
Д − галактоза - 110
Д − фруктоза - 43
L − арабиноза – 9
Всасывание углеводов активный физиологический процесс, требующий затраты энергии. Слизистая тонкого кишечника отличается исключительно активным обменом веществ, превосходящем по своей интенсивности таковой в почках и в печени. Часть глюкозы в неизменном виде проходит через печень, поступает в большой круг кровообращения и с током крови разносится по всему организму. Из крови все ткани черпают глюкозу, покрывая за счёт её окисления свои энергетические потребности. Значительная часть глюкозы превращается в жировые депо − триглицериды.
Читайте также: