Некоторые ответы на вопрос о модифицированных крахмалах

В последнее время от технологов мясоперерабатывающих предприятий все чаще можно услышать вопрос: "А этот крахмал не модифицирован? ". Для потребителя, который пришел в магазин, надпись на упаковке, которая свидетельствует о том, что в состав продукта входит "модифицированный крахмал", является причиной для того, чтобы не купить продукт! Как это не грустно осознавать, но много производителей, не говоря уже о покупателях, к настоящему моменту отождествляют понятие модифицированный крахмал и крахмал, полученный из генетически модифицированного сырья, ведь это абсолютно разные сроки.

Согласно ГОСТ Р 51953-2002 "Крахмал и крахмалопродукти" модифицированными крахмалами называют крахмалы, свойства которых направленно изменены в результате физической, химической, биохимической или комбинированной обработки.

49-й Экспертной комиссией по пищевым добавкам Всемирной организации здравоохранения дано следующее определение модифицированным крахмалам - пищевые крахмалы, в которых одна или более начальных характеристик измененные путем обработки в соответствии с практикой производства пищевых продуктов в одном из физических, химических, биохимических или комбинированных процессов.

Модифицированных крахмалов, разрешенных в Российской Федерации к применению при производстве пищевых продуктов согласно Санпин 2.3.2.560-96 насчитывается около 20 видов.

Разберемся, зачем используют крахмалы и зачем их модифицируют?

Использование крахмалов в мясной промышленности обусловлено тем, что очень часто предприятиям отрасли придется переделывать мясо, которое имеет неудовлетворительные функциональные характеристики, - что поддавалось длительному хранению в замороженном состоянии и что имеет низкую водосвязывающую способность (ВСС), а также мясо, которое содержит большое количество соединительной ткани. Кроме того, на рынке мясопродуктов очень большая доля продукции эконом класса, для производства которой крахмал оказывается одним из самих незаменимых ингредиентов, поскольку стоимость крахмала у 3-3,5 раза ниже, чем говядины 2 сорта и в 2 разы ниже, чем соевого изолята. Использование крахмала эффективнее всего в технологии низкосортных колбас, для связывания свободной влаги, которая выделяется после нагрева, но оно ограничено 10% к массе сырья. Высшее содержание приводит:

к появлению резиноподобной консистенции;

к изменению вкусовых свойств;

к нарушению кислотно-щелочного баланса в пищеварительном тракте кишок, из-за повышения бактериального брожения и снижения рн.

Крахмалы по своим технологическим функциям играют роль стабилизатора, загустителя и наполнителя. Они не владеют способностью, которая эмульгирует, но имеют выраженные ВСС, которая оказывается в результате термообработки при развитии процесса клейстеризации.

Молекула крахмала построена из большого числа остатков простых сахаров и является смесью двух типов полимеров - амилози и амилопектину. Их соотношение определяет способность крахмала растворяться при нагревании с образованием вязких коллоидных систем, называемых клейстером.

При обычной температуре крахмальные зерна не растворяются в воде. Нагрел крахмалу в присутствии воды вызывает его клейстеризацию: разрушается внутренняя структура крахмальных зерен, растворяется и частично выходит во внешнюю среду полисахарид - амилоза и сильно набухает другой полисахарид - амилопектин. Первая стадия клейстеризации наступает при 50-65 °С, вода проникает внутрь крахмальных зерен, растворяет часть амилози и вызывает набухание амилопектина. Зерна сильно увеличиваются в размерах, но хранят свою форму. При высших температурах разрушается структура крахмальных зерен, исчезает их слоистое строение. Размеры зерен увеличиваются в десятки раз. Часть полисахаридов переходит в воду. Образуется клейстер, который владеет высокой водосвязывающей способностью и что склеивает частицы фарша [1].

вязкий коллоидный раствор, который Образуется, после охлаждения превращается в гель. Гель, который выходит, владеет свойствами термотропними, кроме того, для него характерный процесс непроизвольного необратимого укрепления, которое сопровождается сжатием сетки геля с выделением влаги, так называемый процесс синерезиса.

Крахмалы образуют гелеобразные структурированные слои, сольватированные дисперсионной средой и диффузно переходные в золь по мере удаления от поверхности частиц дисперсной фазы. Подобные тонкие прослойки в составе эмульсии фарша, владея механической прочностью, мешают коагуляционному взаимодействию между частицами дисперсной фазы и является стабилизаторами [2].

Таким образом, нативные крахмалы способны к образованию клейстера, который имеет ряд недостатков: они чувствительны к действию температур, склонные к синерезису, недостаточно стабильные при хранении.

Кроме того, ингредиенты, присутствующие в мясных системах, предоставляют определенное действие на функционально технологические свойства крахмалов и степень их выраженности во время термообработки: наличие белка и жира сопровождается обволакиванием молекул крахмала, который замедляет гидратацию гранулы и снижает как скорость гелеобразования, так и уровень вязкости, адгезии, ВСС. Низкие значения рн убыстряют набухание гранул крахмала. Добавление сахару повышает адгезию и водосвязывающую способность [3].

Потому для создания крахмалов, которые владеют наилучшими функционально технологическими свойствами, их поддают направленным изменениям.

Как вспоминалось выше основных способов модификации крахмала четыре - физический, химический, биохимический или комбинированный способ. Между тем в мире проводятся десятки видов модифицированных крахмалов, которые используются при производстве пищевых продуктов, как в чистом виде, так и в составе многокомпонентных функциональных добавок.

Некоторые модифицированы крахмалы сравнительно мало отличаются по своему составу и свойствам от естественного крахмала. Их основные виды - это крахмал, лишенный запаха, с измененным цветом, рассыпчатый и др.

Вместе с ними известно много других модифицированных крахмалов, которые получаются путем сильного изменения их естественных свойств: что отекают, термически расщепленные, жидкокипящие и др.

Чаще всего для производства мясопродуктов применяют следующие модификации: Е 1404 – окисления крахмалы;

Е 1412 – дикрахмалфосфат, этерификация тринатрийфосфатом;

этерификация хлорокисью фосфора;

Е 1414 – ацетилированный дикрахмалфосфат;

Е 1420 – ацетатный крахмал, этерификация уксусным ангидридом;

Е 1422 – ацетилированный дикрахмаладипат.

Для производства этих продуктов используют:

а) окислители (например, перманганат калия), которые местами расщепляют крахмальные цепочки, и после реакции отдаляются из раствора;

бы) натриевую соль триметафосфорной кислоты и фосфороксихлорид;

в) ангидрид адипиновой кислоты;

грамм) ангидрид уксусной кислоты.

Вещества под буквами бы и в – используются для перекрестного связывания, а под буквой грамма – для этерификации (стабилизации). Даны вещества в крахмалах химически связанные и находящиеся в микроскопических количествах, так что они не могут нанести вред здоровью человека [4,5].

крахмалы Окислений получают в результате обработки крахмалов окисляющими агентами (пероксид водорода, перманганат калия и др.) Образуются более короткие молекулярные цепи. Они владеют повышенной прозрачностью раствора, но сниженной вязкостью, а также высокой стабильностью.

Крахмалы, модифицированные кислотами (жидкокипящие), получают при нагревании водных растворов крахмалов с соляной, ортофосфорной, серной кислотами при температуре, которая не превышает точку клейстеризации. Отличительной особенностью таких крахмалов является то, что их клейстеризованние растворы в нагретом состоянии имеют значительно меньшую вязкость, чем у обычных крахмалов. Вместе с тем после охлаждения растворы их образуют крепкие студни.

Фосфатирование крахмала позволяет получать клейстер с повышенной стойкостью к перемешиванию, низким значениям рн, хранению, замораживанию, – оттаиванию.

Ацетилирование крахмала снижает вязкость его клейстера, но повышает их стабильность и пленкообразующую способность. Такие крахмалы применяют как структурообразователи, загустители.

Стабилизированы крахмалы – это продукты химической модификации функциональными реагентами с образованием по гидроксильным группам производных из простой или сложной эфирной связью. Эти крахмалы имеют сниженную температуру клейстеризации, высокую растворимость, повышенную прозрачность и стабильность геля.

Сшитые крахмалы получают при сшивании поперечных молекул крахмала между собой, в результате взаимодействия их гидроксильных групп с помощью разных органических реагентов. При этом укрепляется трехмерная сетка геля, но снижается растворимость.

Как видно из написанного выше модифицированные крахмалы не имеют никакого отношения к технологиям генетического изменения продуктов. Известно, что генетически модифицированные организмы – это живые организмы, которым путем внедрения инородных генов были прибавлены новые фенотипические признаки.

В настоящее время основными методами для перенесения инородной ДНК в растения является метод агробактериальной трансформации, метод перенесения генов путем електропорации, трансформации растительных протопластов инородной ДНК в присутствии полиетиленгликоля, микроинъекцией ДНК, биологической бомбардировкой золотыми или вольфрамовыми частицами, покрытыми молекулами ДНК, введением плазмидной ДНК, с помощью иглистых кристаллов карбида или нитрида кремния и др. [6-8].

Таким образом, методы, с помощью которых проводят модифицированные крахмалы, принципиально отличаются от методов генной инженерии.

Однако, серьезную озабоченность вызывает тот факт, что широко используемые в технологии мясопродуктов модифицированные крахмалы поставляются, в основн; ом, европейскими, американскими и китайскими товаропроизводителями, и могут быть получены из сырья, подданного генетической модификации.

На сегодня площади под трасгенними культурами в США составляют около 30 млн. Гектара. [9]. Общая площадь посевных площадей под трансгенными культурами в мире в 2005 году составила 90 млн. Гектара.

По данным исследования, проведенного институтом Fraunhofer Institute Systems and Innovation Research, в Европе одной из основных культур, используемых в лабораторной фазе исследований ГМО, есть картофель, на его частицу приходится 11% всех лабораторных исследований, на долю пшеницы – 6%. В фазе полевых испытаний частица, так называемых проектов "По крахмалу" составляет 9,3% от общего количества исследований, в эту группу попали такие растения как картофель, кукуруза и пшеница [10].

В настоящее время в Российской Федерации прошли полный цикл всех необходимых исследований и разрешено для использования 14 видов пищевой продукции, растительного происхождения, полученных с применением трансгенных технологий: 6 линий кукурузы, 3 линии сои, 3 сорта картофеля, 1 линия сахарной свеклы, 1 линия риса; а также 5 видов генетически модифицированных микроорганизмов.

Основным методом количественного определения ГМИ в продуктах во всем мире является метод полимеразной цепной реакции (ПЦР), в ходе какой амплифицируется (многократно умножается) определенный участок молекулы ДНК, которая интересует исследователя [8].

Выявление и идентификация ДНК и/або белков может быть значительно затруднена при исследовании тех, которые прошли глубокую переработку или очистку ингредиентов, таких как крахмал. Более того, ряд обработок может приводить до невозможности выявление или идентификации ГМИ в продукте [11].

В связи с