2.3. Изменение углеводов

В пищевых продуктах содержатся простые сахара (глюкоза, фруктоза) ,. дисахариды (сахароза, лактоза, тригалоза и др.), полисахариды — крахмал, клетчатка (целлюлоза), полуклетчатка (гемицеллюлоза) и близкие к углеводам вещества — пектины.

Изменения Сахаров при кулинарной обработке. В питании сахара играют роль источника энергии. Они содержатся в овощах, фруктах, молоке, грибах, муке и крупах. Употребляется кристал­лическая сахароза (свекловичный или тростниковый сахар) при изготовлении сладких блюд и кондитерских изделий, для заправки соусов, некоторых супов. Общими свойствами Сахаров являются карамелизация и способность сбраживаться.

Крахмал и его изменения. В клетках клубня картофеля и других овощей, круп, бобовых, в муке содержатся зерна крахмала. Это сложные биологические образования, состоящие главным образом из двух сложных углеводов (полисахаридов) — амилозы и амилопектина. Моле­кулы этих полисахаридов состоят из остатков глюкозы (СбНюО₅), соединенных друг с другом в длин­ные цепи. В молекулы амилозы входит таких остатков в среднем около 1000. Чем длиннее цепи амилозы, тем она хуже растворяется. В молекулы амилопектина остатков глюкозы входит много больше. Кроме того, в молекулах амилозы цепи прямые, а у амилопектина они ветвятся. В крахмальном зерне молекулы этих полисахаридов изогнуты и расположены слоями. При этом верхние слои в основ­ном состоят из амилопектина.

Природный крахмал практически нерастворим в холодной воде. Низкомолекулярная амилоза (до 70 глюкозных остатков) может растворяться в холодной воде, но такой амилозы в зернах крахмала очень мало.

При нагревании в воде зерна крахмала набухают и взвесь его клейстеризуется. Процесс этот проходит в несколько стадий.

1. При нагревании суспензии крахмала до температуры 55°С зерна его набухают, поглощая до 50% воды от массы крахмала. Вязкости суспензии при этом не наступает. Процесс обратим — после высушивания свойства крахмала остаются прежними.

2. При дальнейшем нагревании (до температуры 60—100°С) набухание зерен ускоряется, объем их увеличивается в несколько раз, а вязкость суспензии резко возрастает и она превращается в клейстер. Поэтому этот процесс называется клейстеризацией. В центре зерна (ядро роста) образуется полость (пузырек). На этой стадии увеличивается количество растворимой амилозы. Раствор ее частично остается в зерне, превратившись в пузырек, а частично диффундирует в окружающую воду.

Для каждого вида крахмала характерна своя температура клейстеризации, при которой большинство зерен в суспензии погло­щают максимальное количество воды.

3. При длительном нагревании с избытком воды крахмальные пузырьки лопаются и вязкость клейстера снижается.

Крахмал из клубневых растений (картофеля) дает прозрачные клейстеры, а из зерновых (кукурузы) — непрозрачные, пастообраз­ные. Консистенция клейстера зависит от количества крахмала: при содержании крахмала в количестве 2—5% он получается жидким (жидкие кисели, соусы, супы-пюре), при содержании крахмала в количестве 6—8% клейстер получается густым (густые кисели). Еще более густой клейстер образуется внутри клеток картофеля, в кашах, в блюдах из макаронных изделий.

При охлаждении крахмалосодержащих изделий содержание в них растворимой амилозы снижается и жесткость изделий повы­шается (черствение мучных изделий, каш).

Нагревание крахмала, особенно без воды, при температуре свыше 100°С приводит к частичному разрушению зерен, к потере способности набухания и образованию декстринов, Это имеет место при пассеровании муки, обжаривании круп.

Крахмальные полисахариды способны распадаться до молекул. Процесс этот называется гидролизом крахмала, так как идет с при­соединением воды. Он может происходить при нагревании крахмала с водой в присутствии кислот или под действием ферментов при низкой температуре.

Ферменты, расщепляющие крахмал, носят название амилаз. Их имеется два вида:

α-амилаза, которая вызывает частичный распад цепей крахмаль­ных полисахаридов с образованием низкомолекулярных полисахари­дов — докстринов, мальтозы и глюкозы;

β-амилаза, которая расщепляет крахмал до мальтозы, оставляя небольшое количество высокомолекулярных декстринов.

В муке содержится обычно β-амилаза, под ее влиянием в тесте образуется мальтоза, питаясь которой развиваются дрожжи. В муке из проросшего зерна преобладает β-амилаза, поэтому в тесте накапливаются низкомолекулярные декстрины, придающие выпечным изделиям клейкость и неприятный вкус. Степень гидролиза крахмала под действием β-амилазы увеличивается с повышением температуры теста при замесе и в начальной стадии выпечки, но при температуре до 65°С происходит инактивация β-амилазы.

В картофеле также содержится β-амилаза, превращающая крах­мал в основном в мальтозу. Мальтоза расходуется на дыхание. При температуре, близкой к 0°С, дыхание замедляется, мальтоза накапливается и картофель делается сладким. Поэтому картофель перед употреблением необходимо выдержать при комнатной темпе­ратуре, чтобы дыхание усилилось и содержание мальтозы снизилось.

При температуре 65°С β-амилаза разрушается, а в интервале от 35 до 40°С ее активность возрастает. Поэтому если картофель перед варкой залить холодной водой, то, пока клубни прогреются, значительная часть крахмала успеет превратиться в мальтозу, она перейдет в отвар и потери питательных веществ увеличатся. Если же картофель погрузить сразу в кипящую воду, то β-амилаза инактивируется и потери питательных веществ будут меньше.

Кислотный гидролиз крахмала может происходить при нагрева­нии его в присутствии кислот и воды. При этом образуется глюкоза. Это имеет место при варке кислых соусов с мукой, при варке киселей и длительном хранении их в горячем состоянии.