Înțelegerea funcționalității amidonului Produse naturale INSIDER

Scott Hegenbart | 01 ianuarie 1996

Ianuarie 1996 - Copertă

De: Scott Hegenbart
Editor *

* (Aprilie 1991 - iulie 1996)

Amidonul de porumb este ingredientul principal al amidonului utilizat de brevetul U.S. companii alimentare. Dar amidonul din diferite surse și chiar și cele extrase din soiuri de porumb mai puțin obișnuite oferă o serie de proprietăți funcționale chiar înainte de modificare. Explorarea funcționalității unice a diferitelor amidonuri native prezintă câteva avantaje potențiale.

Gama extinsă de funcționalități

Multe amidonuri au proprietăți care nu sunt atât de ușor de duplicat prin modificarea unui alt amidon. Modificare mai puțin extinsă înseamnă.

Cost redus

Proiectanții necesită în mod continuu ca ingredientele din textură să fie mai funcționale, însă constrângerile de costuri încă se strâng. În multe cazuri, cu cât un amidon primește mai puțină prelucrare, cu atât este mai rentabil. Amidonurile de porumb native foarte funcționale derivate din hibrizi de porumb special dezvoltate sunt deja pe piață. Acestea pot oferi o economie mai mare în două moduri.

"Veți avea un amidon care nu va trebui să treacă prin modificări, ceea ce economisește costurile", spune Ibrahim Abbas, Ph.D., manager de dezvoltare de produse, American Maize-Products Co., Hammond, IN. "Când acestea sunt modificate, în unele cazuri hibrizii sunt mai reactivi la substanțele chimice; prin urmare, putem folosi mai puțin. Este mai eficient și puteți economisi bani."

Etichetare

Deși aceasta nu s-a dovedit a fi marea problemă pe care se credea cândva, amidonul modificat trebuie să poarte numerele E în Europa. Un amidon nativ mai funcțional nu va purta numărul E și va părea mai natural consumatorilor europeni - o preocupare pe piața mondială în continuă expansiune.

Structura și funcția de legătură

Dimensiunea și forma granulelor

Granulele de amidon vin într-o mare varietate de dimensiuni variind de la 3 microni la peste 100 microni. Cu unele amidon, dimensiunea granulelor este polimodală, ceea ce înseamnă că granulele pot fi grupate în mai mult de o gamă de mărimi. Amidonul de grâu, de exemplu, are o distribuție atât a granulelor mari, cât și a celor mici. Forma granulei poate fi, de asemenea, diversă. Formele granulelor includ sfere simetrice, sfere asimetrice, discuri simetrice și discuri asimetrice. Unele granule își prezintă forma ușor, în timp ce altele sunt poliedre cu o suprafață fațetată.

Raportul amiloză: amilopectină

Toate amidonul este alcătuit din proporții variate de amiloză și amilopectină. Acest raport variază nu numai între diferitele tipuri de amidon, ci și între numeroasele soiuri de plante dintr-un tip. Amidonul ceros este cel care nu are mai mult de 10% amilopectină.

Structura moleculelor de amiloză și amilopectină

Lungimea moleculelor de amiloză dintr-un amidon - cunoscut sub numele de gradul său de polimerizare - poate varia enorm. În amilopectină, lungimea și numărul ramurilor de pe moleculă sunt la fel de variabile.

„Lungimea moleculei de amiloză variază în funcție de tip și de soi”, spune Daniel Putnam, cercetător principal în aplicații, Grain Processing Corp., Muscatine, IA. „Am văzut între 200 și 2.000 ca grad de polimerizare într-un tip de amidon.”

Există și alte variante pentru amidon

Acestea nu pot fi formate într-o singură categorie, deoarece pot fi unice pentru un anumit amidon. Cu toate acestea, în general, majoritatea acestor variații constau în prezența componentelor care nu sunt amidon în granulă.

Nenumăratele soiuri ale numeroaselor tipuri de amidon nu ar putea fi cuprinse într-un singur articol. În consecință, această caracteristică va discuta unele tendințe generale dintre principalele tipuri de amidon utilizate în industria alimentară.

Porumb

Există patru clase de amidon de porumb. Amidonul obișnuit de porumb are 25% amiloză, în timp ce porumbul ceros este format aproape total din amilopectină. Cele două amidonuri de porumb rămase sunt amidonuri cu porumb bogat în amiloză; unul are 55% până la 55% amiloză, în timp ce al doilea are 70% până la 75%.

Jay-lin Jane, Ph.D., profesor la Departamentul de Știința Alimentelor și Nutriția Umană de la Universitatea de Stat din Iowa, Ames, a investigat dimensiunea granulelor și forma multor tipuri de amidon ca parte a cercetărilor sale în curs. Prin microscopie electronică cu scanare, Jane și echipa sa de cercetare au descoperit că amidonul comun de porumb are granule neregulate în formă de poliedru. Mărimea lor variază între 5 microni și 20 microni.

Amidonul de porumb ceros are, de asemenea, granule de formă neregulată, asemănătoare ca distribuție a mărimii cu cele ale porumbului comun. Cu toate acestea, fețele individuale nu sunt la fel de distincte. Amidonele cu conținut ridicat de amiloză au, de asemenea, o formă neregulată, dar tind să fie netede. Unele dintre acestea sunt chiar în formă de tijă. Amidonul cu conținut ridicat de amiloză are un domeniu de dimensiuni mai restrâns: 5 până la 15 microni sau chiar 10 până la 15 microni, în funcție de soi.

Cartof

Amidonul de cartof are aproximativ 20% amiloză. La fel ca cele din mulți tuberculi, granulele de amidon de cartof sunt mari, cu o formă ovală rotundă netedă. Dintre amidonul utilizat în mod obișnuit pentru hrană, amidonul din cartofi este cel mai mare; granulele sale variază între 15 și 75 microni.

Orez

Amidonul obișnuit de orez are un raport amiloză: amilopectină de aproximativ 20:80, în timp ce amidonul de orez ceros are doar aproximativ 2% amiloză. Ambele soiuri au dimensiuni mici de granule variind de la 3 la 8 microni. Potrivit lui Jane, acestea sunt poligoane de formă neregulată, cu orezul ceros care prezintă unele granule compuse.

Tapioca

Amidonul de tapioca are 15% până la 18% amiloză. Granulele de tapioca sunt sfere netede, neregulate, cu dimensiuni cuprinse între 5 și 25 microni.

Grâu

Amidonul de grâu are un conținut de amiloză de aproximativ 25%. Granulele sale sunt relativ groase la 5 până la 15 microni cu o formă netedă, rotundă, variind de la 22 la 36 microni în diametru. Amidonul de grâu este bimodal prin faptul că are și un grup de granule de amidon de o dimensiune diferită. În acest caz, aceste alte granule sunt foarte mici, cu diametre de doar 2 până la 3 microni.

Stivuind rivalii cu amidon

Ceea ce urmează este o revizuire a ceea ce se știe în prezent despre modul în care structura și compoziția afectează performanța. Rețineți că această discuție poate genera mai multe întrebări decât răspunde. Dar mai întâi, iată o scurtă trecere în revistă a ceea ce se întâmplă în timpul gelatinizării amidonului:

Când amidonul este dispersat în apă și încălzit, apa pătrunde în granula de amidon din exterior spre interior până când granula este complet hidratată. Odată hidratat, legătura de hidrogen dintre amiloză și amilopectină menține integritatea granulei și începe să se umfle din hil (centru). Odată gelatinizate, granulele umflate pot crește vâscozitatea dispersiei și/sau se pot asocia pentru a forma geluri și filme.

Dimensiunea și structura granulelor

Conform multor surse, mărimea granulelor nu pare, de la sine, să aibă un efect puternic asupra performanței amidonului. Cu toate acestea, se crede că este un factor care contribuie la cât de rapid gelatinizează un amidon și la temperatura sa de gelatinizare. Amidonul de orez și amidonul de tapioca, de exemplu, ambele au conținut de amiloză în același interval, dar granulele de amidon de tapioca sunt mult mai mari și, ca urmare, se umflă mai ușor.

„Cu cât granulele sunt mai mari, cu atât avem mai puține legături moleculare, astfel încât acestea să se umfle mai repede”, spune Paul Smith, președinte, Paul Smith Associates, North Plainfield, NJ. „Dar se descompun și mai repede”.

Granulele mari de amidon tind să construiască vâscozitate mai mare, dar vâscozitatea este delicată, deoarece dimensiunea fizică a granulei îl face mai sensibil la forfecare. În ciuda acestor diferențe, structura mai compactă a unei molecule mai mici nu înseamnă întotdeauna o diferență semnificativă în gelatinizare. Amidonul de grâu, de exemplu, are o distribuție bimodală atât a granulelor mici, cât și a celor mari. În afară de mărime, aceste granule au practic aceeași compoziție de amiloză și amilopectină și așa mai departe. Cu toate acestea, proprietățile de gelatinizare ale granulelor mari și mici nu prezintă diferențe semnificative de performanță.

---