Температура кипения крахмала: Безотлагательно! Какая температура кипения крахмала?

Крахмалы марки ELIANE для супов и соусов быстрого приготовления

Уникальные текстурные решения при производстве супов и соусов быстрого приготовления

АВЕБЕ с гордостью представляет Вам ELIANE^TM 100 6% для производства сухих супов и соусов: первый картофельный крахмал, основанный на амилопектине, выведенный натуральной селекцией. Этот фантастический, новый крахмал значительно превосходит уже существующие на рынке продукты и дает много новых возможностей и стимулов к дальнейшему развитию. ELIANE^TM 100 6% — ингредиент Вашего выбора из ассортимента крахмалов АВЕБЕ для приготовления сухих супов и соусов.

Интересы потребителей — прежде всего

Глобальные инновационные центры по исследованию и разработке пищевых крахмалов АВЕБЕ находятся в постоянном поиске новых и инновационных решений для удовлетворения потребностей своих покупателей и потребителей. Чистый, не маскирующий оригинальный вкус и аромат конечного продукта картофельный крахмал не только обеспечивает превосходный внешний вид, но и не влияет на оригинальный вкус продукта!

Преимущества для потребителей	Свойства
Экономичный загуститель, возможность значительно снизить дозировку в рецептуре	Высокий уровень вязкости всех крахмалов
Высокое качество (стабильная вязкость в по сравнению с другими температурных пределах от 750С до 1000С)	Гораздо большая устойчивость к нагреванию крахмалами
Текстура и внешний вид остаются прежними после охлаждения и повторного нагревания	Высокая стабильность свойств
Поддерживают высокий уровень вязкости в супах и соусах лучше, чем обычный картофельный крахмал	Низкая чувствительность к присутствию соли в растворах
Чистый вкус и отличная прозрачность	Основа: картофельный крахмал
Чистая маркировка	Немодифицированный крахмал
Легко растворяется без образования комков	Хорошо дисперсируется

Уже давно было доказано, что картофельный крахмал является наилучшим загустителем в продуктах быстрого приготовления. Низкая температура желатинизации картофельного крахмала означает, что для гидратации требуется меньшее количество энергии (тепла). Более того, картофельный крахмал известен прозрачностью своих растворов и нейтральным вкусом.

ELIANE^TM 100 6% сочетает свойства картофельного крахмала: очень высокий уровень вязкости и отличную стабильность. Данные свойства делают ELIANE^TM 100 6% высокоэкономичным ингредиентом для производства порошкообразных супов и соусов, особенно для супов и соусов быстрого приготовления. В общественном питании очень часто продукт охлаждают непосредственно после приготовления. ELIANE

TM 100 6% работает в данном применении без каких-либо изъянов благодаря стабильности своей текстуры и внешнего вида после охлаждения и повторного нагревания.

Для восстановления сухих супов потребитель обычно использует горячую воду с температурой в пределах от температуры кипения до 75⁰С и ниже. Поэтому необходимо, чтобы крахмал работал и обеспечивал определенную консистенцию в вышеупомянутых температурных пределах. ELIANE^TM 100 6% работает также хорошо даже при более низких температурах по сравнению с другими крахмалами и помогает снизать или исключить необходимость использовать дорогие модифицированные крахмалы холодного растворения.

Instant Soups and Sauces Applications.

График демонстрирует высокую способность крахмала ELIANE^TM 100 6% к загущению. Значительно более высокий уровень вязкости обеспечивает данный крахмал по сравнению с «золотым стандартом рынка» на сегодняшний момент: осушенным картофельным крахмалом. В связи с этим существует реальная возможность снижать дозировку крахмала в рецептуре до 25% при сохранении той же текстуры, стабильности и наполненности вкуса.

Вязкость томатного супа быстрого приготовления, 1 и 15 мин. после приготовления  Томатный суп быстрого приготовления Ингредиенты Количество (г) ELIANETM 100 6% 4. 0 Соль 2.0 Глютамат натрия 0.5 Куриный бульон 0.6 Экстракт дрожжей 0.3 Томатный порошок 3.7 Ароматизатор томата 0.5 Сахар 2.0 Лук-порей 0.2 Петрушка 0.2 Процесс: Смешать все сухие ингредиенты Добавить 200 мл кипящей воды к смеси и хорошо перемешать

Компания АВЕБЕ имеет огромный опыт в отношении развития и применения инновационной технологии производства крахмалов, отвечающие требованиям покупателей, предлагая решения, которые делают конечные продукты по-настоящему разными.

Основываясь на своем опыте, АВЕБЕ разработала инновационные крахмалы марки ELIANE^TM, основанные на амилопектиновом картофельном крахмале. Крахмалы ELIANE^TM предлагают производителю пищевых продуктов широкий выбор различных возможностей новых применений и соответствия самым высоким требованиям потребителей.

Сгущающие агенты. Крахмалы.. Статьи компании «ЧФ «ТОП-КЛАСС»»

28 авг. 2017

Всё о крахмалах и других загущающих агентах.

Строение крахмала и его разновидности.

Как и камеди, крахмалы – это полисахариды. Это означает, что они являются большими. Их образует множество сахаров, связанных связями. В случае крахмала сахаром является глюкоза.
Не все молекулы крахмала похожи между собой. Глюкозные единицы могут соединяться двумя способами:
— в виде длинной прямой цепочки
— или короткой, но очень разветвленной.

Длинные цепочки глюкозы называются амилозой, а разветвленные – амилопектином. Хотя амилоза является линейной, но она закручивается в спираль, тогда как амилопектин с его многочисленными ветвями выглядит как коралловый риф. Крахмальные гранулы могут содержать только амилозу или амилопектин, а также их смесь. Крахмальные гранулы маленькие, похожие на песок, частички, которые находятся в эндосперме злаковых, таких как пшеница и зерна кукурузы. Крахмальные гранулы также найдены в клубнях и корнях определенных растений, включая картофель, юку (касава или маниок) и амаранту. Крахмальные гранулы различаются по размеру и форме, в зависимости от крахмала. Например, картофельные крахмальные гранулы относительно большие и овальные по форме, тогда как гранулы крахмала кукурузы намного меньше и более граненые.
Крахмальные гранулы также объединяются в кольца крахмальных молекул.

Крахмальные гранулы имеют хорошо организованную форму и структуру. В центральной части гранул (зерен) имеется ядро (зародыш, тока роста), вокруг которого находятся ряды концентрических слоев «колец роста» толщиной около 0. 1 мкм.
Молекулы полисахаридов в зерне расположены складчато-радиально, т.е. сами цепи полисахаридов находятся в складчатой форме. При этом амилоза концентрируется ближе к центрально части зерна.
В наружном слое крахмального зерна полисахариды образуют подобие прочной оболочки, не обладающей свойствами полупроницаемости, но способной расширяться и растягиваться.
Все крахмальное зерно пронизано микропорами. На этом основано использование крахмала в качестве адсорбента.

Таким образом, крахмалы различаются:
-по соотношению содержания линейных и разветвленных полисахаридов – амилозы и амилопектина;
-по размеру гранул крахмала;
-по форме гранул крахмала;
-по однородности распределения гранул по размерам.

Разные виды крахмала – кукурузный, картофельный, амарантовый или тапиока – имеют свои уникальные свойства, которые их и отличают друг от друга.

Сравнение крахмалов, содержащих большое количество амилозы и амилопектина.
Большое содержание амилозы:
-при остывании мутный;
-образует прочный, густой гель при остывании;
-гель становится гуще и выделяет влагу со временем;
-не стабилен при размораживании, становится плотнее и покрывается конденсатом;
-более плотный в холодном виде, чем в горячем состоянии;
-придает вкус.
Большое содержание амилопектина:
-довольно прозрачный раствор;
-застывает, но не образует гель;
-меньше выделяет влагу со временем;
— меньше выделяет влагу при размораживании;
-одинаковый по густоте в холодном и горячем виде;
-не образует вкуса.

Кукурузный крахмал является примером крахмала с высоким содержанием амилозы, а крахмал восковой кукурузы- крахмала с высоким содержанием амилопектина (восковидный крахмал).
Крахмалы из корней, которые считаются крахмалами, содержащими среднее количество амилопектина, обладают свойствами между двумя этими крахмалами.
Полисахаридам в крахмальных зернах сопутствуют фосфорная, кремниевая и жирные кислоты. Фосфорная кислота связана с обоими полисахаридами, при этом в картофельном крахмале ее больше в амилопектине, в пшеничном – в амилозе.
Соотношение между самими полисахаридами в различных продуктах в таблице. 

Восковидный крахмал почти полностью состоит из амилопектина.

Существует 4 группы крахмалов. На самом деле, все крахмалы получают сначала либо из зерна, либо из клубней, а потом уже путем изменения (модифицирования) получают другие виды.

-Зерновые крахмалы
Зерновые крахмалы получают из эндосперма зерна.
К ним относятся: кукурузный, рисовый, пшеничный и восковидный крахмал.
Для получения кукурузного крахмала сырье замачивают в слегка теплой воде с добавлением сернистого ангидрида, который разрушает белки, а также действует в качестве отбеливателя. После этого измельчают во влажном состоянии, промывают и отделяют на центрифуге, потом сушат. Современные технологии позволяют минимизировать содержание остаточного белка, что является обязательным, если крахмал предназначен для производства глюкозного сиропа и способствует варке состава, используемого для производства кондитерских изделий.
Пшеничный крахмал выделяют путем перемешивания сырья в проточной воде – крахмал вымывается в виде кашицы, а затем осаждается. Существует способ разрушения клейковины путем ферментирования мучной суспензии.

-Клубневые крахмалы
Получают из корней или клубневых растений. Клубневые крахмалы отличаются от зерновых, главным образом, тем, что содержат больше амилопектина. Они образуют более мягкий гель и не обладают зерновым вкусом.
Примерами являются картофельный крахмал и тапиока. Тапиока выделяется из корней юки, которая также называется маниока или кассава. Тапиока продается в виде порошка, а также в виде гранул.
При выделении крахмала из клубней их необходимо хорошо очистить и превратить в жидкое пюре, которое затем процеживают для удаления клетчатки. Находящийся во взвешенном состоянии крахмал, пройдя через сито, многократно промывают и отделяют на центрифуге.

— Мгновенные крахмалы (предварительно желированные)
При производстве такого крахмала крахмальное молочко обрабатывается на нагретых вальцах, выполняющих как тепловую обработку, так и сушку.
Мгновенные крахмалы не нуждаются в нагревании для желирования, большинство не повреждаются, если их нагреть. Они идеально подходят для продуктов, которые нельзя нагревать. Например яркий зеленый цвет и деликатный вкус кули и киви не повреждаются, когда используют для загущения мгновенный крахмал.
Эти крахмалы легко использовать. Поэтому они идеальны для загущения соуса в последнюю минуту, например, для ресторанных десертов.
Этот крахмал более дорогой, чем обычный и им нельзя заменить обычный крахмал, так как он обладает своими специфическими свойствами.
Эти крахмалы быстро впитывают влагу и становятся пастообразными. Они широко применяются в производстве различных видов пищевых продуктов быстрого приготовления.

—Модифицированные крахмалы — это крахмалы, которые претерпевают химические изменения для получения определенных свойств.
Вещество под названием «модифицированный крахмал» не имеет никакого отношения к генетически модифицированным продуктам. Это обычный крахмал с добавками, необходимыми для определенных целей. Например, крахмал с желатином образует желе. А от генетически модифицированного крахмала не может быть в принципе. И вот почему. Предположим, что крахмал, который входит в состав купленного нами десерта, получили из кукурузы. Представим также, что эта кукуруза генетически модифицированная. Тогда полученные от нее зерно, мука, крупа и силос тоже будут генетически модифицированными, поскольку содержат ДНК данной кукурузы. Крахмал же не содержит ДНК, в нем нет клеток или частей все той же кукурузы, нет генов. Глюкозу синтезируют все растения, ее вкус и состав не меняются. Как в химии, формула вещества не меняется от способа получения. И ядовитый золотарник, и сладкий виноград вырабатывают одну и ту же глюкозу. Чтобы ее удобнее было хранить, организм и создает полимер – крахмал. Растения обычно запасают его в клубнях, корнях, снабжают им семена. Человек может синтезировать крахмал из глюкозы, но гораздо выгоднее получать его из культур, богатых крахмалом: картофеля, кукурузы, пшеницы, риса.

Виды модифицированного крахмала:
1. Кипящий крахмал – кукурузный крахмал, размягченный путем обработки разбавленным раствором кислоты. В 0.5% растворе серной или соляной кислоты при 52С разводят взвесь жидкой крахмальной кашицы и выдерживают в течение 12ч. Такие кипящие крахмалы классифицируют по текучести – чем ниже pH и чем больше время обработки, тем крахмал получается более жидки.
Обработанные кислотой крахмалы нейтрализуют, отделяют фильтрованием и высушивают.
В начале, при смешивании с водой и нагревании, кипящие крахмалы не набухают и не загустевают; они особенно подходят для производства рахат-лукума и жевательных конфет.
2. Окисленные крахмалы Технология производства этого вида крахмалов сходна с процессом приготовления кипящего крахмала, но при этом вместо кислоты используют гипохлорит натрия, что оказывает определенное влияние на молекулярную структуру крахмала, обеспечивая большую сопротивляемость клейстеризации. Из такого крахмала получают прозрачные мягкие пасты.
3.Сшитые крахмалы Реакция сшивания необходима для обеспечения устойчивости крахмала при кипячении в составе с низким pH или в случаях, когда продукт предстоит нагревать под давлением.
Реакция сшивания вызывается с помощью обработки крахмальной суспензии такими реагентами, как хлорокись фосфора или уксусный ангидрид, в результате чего между отдельными молекулами крахмала образуются связи. Таким образом усиливаются водородные связи и гранулы становятся более устойчивыми к расщеплению.
Благодаря сшиванию крахмальный гель меньше повреждается механическими воздействиями. Натуральный крахмал, разбухший при нагревании, во время перемешивания легко разбивается на мелкие частицы, в результате чего утрачивается вязкость, что вызывает определенные сложности, когда крахмал используется в качестве загустителя для начинок и паст. Заданным образом проведенная реакция сшивания позволяет составу сохранять вязкость, что особенно полезно при приготовлении салатных заправок. В кондитерском деле такой крахмал может использоваться для производства шоколадных паст, ликерных корпусов шоколадного ассорти, а также для некоторых ликеров, когда требуется вязкость и неизменяемая текучесть.
Сшивание крахмала не оказывает на амилозу в его составе влияния, предотвращающего последующее желирование. В этих случаях реакция сшивания проводится с крахмалами, не содержащими амилозы.
При использовании в составе замороживаемых продуктов коллоидные растворы из сшитого крахмала зачастую утрачивают прозрачность и в некоторой степени обезвоживаются. Во избежание этого проводят реакцию, в результате которой часть гидроксильных групп молекулы крахмала заменяется на ацетил- или фосфатные группы, которые предотвращают линейное строение цепочек и придают составу большую стабильность при замораживании и размораживании.

 

Процесс клейстеризации крахмала.

Так как молекулы крахмала плотно упакованы определенным образом в крахмальных гранулах, то, когда гранулы помещаются в холодную моду, молекулы крахмала внутри гранулы притягивают воду и набухают. Если воду нагреть, то крахмальные гранулы подвергаются необратимому процессу клейстеризации.
Клейстеризация – разрушение кристаллической структуры крахмальных гранул и набухание этих гранул, вызываемое притоком воды внутрь гранулы. Большие гранулы обычно клейстеризуются первыми, маленькие гранулы для полной абсорбции воды и набухания требуют времени.

Различают 4 стадии клейстеризации: 
1. Набухание Первая стадия происходит при температуре 35-40С. Набухание характеризуется образованием мельчайших углублений и трещин. Вода, поступающая внутрь зерен, растворяет некоторое количество полисахаридов. Часть из них (амилоза) переходят из зерен. Температура, при которой это наблюдается называют температурой клейстеризации.
2. Разбухание крахмальных зерен Происходит при температуре 45-65С и характеризуется превращением крахмальных зерен в студенистые пузырьки. Суспензия превращается в клейстер – дисперсию, состоящую из набухших крахмальных зерен и растворенных в воде полисахаридов (амилоза). Значительно возрастает вязкость системы.
3. Разбухание крахмальных пузырьков Происходит при температуре 60-80С и характеризуется распадом больших пузырьков на мелкие. Слоистое строение исчезает. Объем резко увеличивается до 1000%, что является следствием разрыва связей между макромолекулами полисахаридов и их гидратации. Часть полисахаридов растворяется и остается в подсети крахмального зерна, а часть (гл. образом, амилоза) – диффундирует в окружающую среду. Вязкость клейстера значительно возрастает.
4. Распад крахмальных пузырьков Начинается при температуре 80-100С, характеризуется диспергированием (разрушением) крахмального вещества до коллоидного состояния. Процесс идет тем интенсивнее, чем выше температура и длительнее нагрев. Считается, что вязкость клейстеров при нагревании объясняется не набуханием зерен крахмала, а свойствами извлекаемой из них водорастворимой фракции, образующей в растворе трехмерную сетку и удерживающую больше влаги, чем набухшие крахмальные зерна.

Консистенция готового кулинарного изделия из крахмал-содержащего сырья зависит от соотношения крахмал:вода. Крахмал в виде клейстера находится в таких кулинарных изделиях как кисели жидкие, соусы, супы-пюре, концентрация крахмала в которых составляет 2-5%.
Во всех других кулинарных изделиях крахмал и вода находятся в соотношении от 1:2 до 1:5, поэтому крахмал образует гелеподобные или студнеобразные системы значительной вязкости. Это наблюдается при варке картофеля, круп, бобовых и макаронных изделий. Объясняется это тем, что крахмальные зерна набухают внутри клетки, поглощая сравнительно небольшое количество воды по отношению к своей массе. Так в картофеле 3-4х кратное количество воды, поэтому набухать неограниченно крахмальные зерна не могут. Внутри клетки крахмальные зерна тесно соприкасаются друг с другом, накладываются друг на друга, а полисахариды, извлеченные из зерна водой, скрепляют систему и она приобретает определенную прочность. При охлаждении прочность системы возрастает.
В изделиях из теста крахмал еще менее свободен, соотношение крахмал:вода составляет 1:0.7 или 1:0.8. Недостаточное количество влаги позволяет крахмальным зернам при повышении температуры сохранять свою форму и структуру, т.е. речь идет об ограниченном набухании крахмальных полисахаридов.
Многие факторы влияют на клейстеризацию крахмала. Чем выше температура, тем дольше требуется крахмалу клейстеризоваться и больше вероятность не доварить крахмал. Чем ниже температура клейстеризации, тем меньше требуется крахмалу времени клейстеризоваться и больше вероятность переварить крахмал.
На температуру клейстеризации влияют следующие факторы:
— тип крахмала
Каждый тип крахмала имеет свой оптимум нагревания, при котором происходит нужная клейстеризация. Нужно учитывать модифицированный ли это крахмал или обычный. Когда приготовление занимает много времени, клубневые крахмалы становятся очень сильными по текстуре. Соус в этом случае нужно переделать, либо же надо использовать модифицированный крахмал.
— количество смягчителей, сахара и жиров
Сахар и жиры замедляют скорость абсорбирования воды крахмальными гранулами. Чем медленнее они впитывают воду, тем больше времени потребуется для клейстеризации. Фактически, если сахара содержится достаточное количество, что он предотвращает клейстеризацию (желирование) крахмала, и таким образом придает мягкость выпечке.
-количество кислоты
Кислота гидролизует большие молекулы крахмала в маленькие, уменьшая их способность загущать. Кислота также разрушает крахмальные гранулы, поэтому они клейтеризуются быстро и легко. Т.е., если есть достаточное количество кислоты, то клестеризацию будет происходить так быстро, что крахмальная смесь вообще не загустеет.

 

Ретроградация  

Это типичная форма перехода растворенных крахмальных полисахаридов в нерастворимую форму в результате их агрегации при охлаждении и хранении продукции.
В кулинарных изделиях ретроградация вызывает ухудшение их качества. Крахмальный гель теряет эластичность, становится более плотным, жестким; происходит отделение влаги. В хлебобулочных изделиях это приводит к черствлению, в кашах и киселях – к расслоению системы с выделением влаги.
Объяснить ретроградацию можно неустойчивостью крахмальных полисахаридов в растворе, особенно амилозы. Если ретроградация идет без видимого образования осадка, то считается, что амилоза посредством водородных связей соединяется с амилопектином. Такой процесс обратим. Если же процесс идет как самоагрегация амилозы, то образуются нерастворимые комплексы.
Ретроградация амилозы протекает в несколько стадий: вначале произвольно скрученные спирали амилозных цепей вытягиваются, после этого они теряют гидратную оболочку и располагаются одна подле другой. Между гидроксильными группами, расположенными на близком расстоянии, возникают водородные связи. Связывание таким образом большого числа молекул приводит к образованию видимых хлопьев.
В крахмальном клейстере ретроградации подвергается, в основном, амилоза. Глубина процесса зависит от температуры, концентрации, наличия добавок, природы крахмала, времени.
Амилопектин ретроградирует медленнее и в меньшей степени, чем амилоза.
Повышение температуры сдерживают процесс ретроградации.
Концентрация способствует ретроградации.
Чем выше вязкость, тем сильнее ретроградация.
Ретроградация крахмала пшеницы идет быстрее, чем крахмала других крупяных культур.
Время способствует ретроградации.
В процессе ретроградации снижается количество растворимых веществ и снижается водоудерживающая способность системы, как видимо, за счет связанной и свободной воды, т.е. структура грубее.
Амилопектин используют для получения долго не черствеющих или подлежащих замораживанию изделий и блюд.
Ретроградация в крахмалосодержащих изделиях зависит от влажности последних. Например, в жидких кашах крахмал ретроградирует быстрее, чем в рассыпчатых.
Ретроградация идет практически следом за клейстеризацией и начинается при температуре 70-80С. Ретроградация усиливается, если хранить изделия при комнатной температуре. Наиболее интенсивно ретроградация идет в первые 2 часа после момента изготовления, особенно в пшенной и гречневой кашах. В дальнейшем процесс замедляется. Очень интенсивно ретроградация происходит тогда, когда изделия хранят при отрицательной температуре. Замораживание приводит к образованию комплексов, которые даже при кипячении не растворяются.
Поэтому для получения долго не черствеющих или подлежащих замораживанию изделий и блюд используют амилопектин или модифицированные амилопектиновые крахмалы.

 

Выбор сгущающего агента

Для того, чтобы выбрать какой желирующий агент выбрать, нужно ответить на следующие вопросы:
— Насколько важна прозрачность? Если да, важна, то используем клубневый крахмал или модифицированный, но не обычный кукурузный. Используем желатин, агар или пектин.
— Чувствителен ли продукт к температуре? Если да, то используем мгновенный крахмал или желатин.
— Важен ли чистый вкус? Если да, что клубневый крахмал. Лучше использовать желатин или пектин.
— Сгущаете ли вы продукт с большим содержанием кислоты (лимоны, клюкву)? Если да, то используйте клубневый крахмал, лучше – модифицированный.
— Планируете ли вы замораживать продукт? Если да, то используйте клубневый крахмал, а лучше – модифицированный.
— Какую консистенцию вы хотите получить? Например предпочитаете вы мягкую консистенцию твердой? Если да, то используйте клубневый или кукурузный крахмал и мешайте смесь, когда она будет остывать.
— Зависит ли от цены? Если да, то используйте кукурузный крахмал, но другие виды крахмала являются менее дорогими, чем другие желирующие агенты.

Свойства и использование крахмалов и камедей:

Кукурузный крахмал.
Свойства: Мутный, когда остывает — блестит;
Плотный, становится гелем при высокой концентрации.
Нестабилен при высоких температурах, в присутствии кислот, при замораживании, смешивании.Со временем гель уплотняется и выделяет влагу. Маскирует многие запахи. Высокая температура желирования. Используется: Пудинги, крема для пирогов

Аррорут.
свойства: Умеренно мутный, хорошо блестит. Мягкий гель, может тянуться. Относительно стабилен в присутствии кислот, при нагревании, перемешивании и замораживании. Относительно низкие температуры желирования. Относительно чистый вкус.
Используется: Фруктовые пироги и соусы.

Тапиока.
Свойства: Умеренно мутный, хорошо блестит. Мягкий гель, может тянуться. Относительно стабилен в присутствии кислот, при нагревании, перемешивании и замораживании. Относительно низкие температуры желирования. Относительно чистый вкус. Может быть в гранулах, жемчужинах, порошке.
Используется: Фруктовые пироги и соусы, пудинг из тапиоки.

Восковидный крахмал.
Свойства: Умеренно мутный. Плотный, но не гель. Относительно стабилен в присутствии кислот, при нагревании, перемешивании и замораживании. Относительно чистый вкус. Основа для многих модифицированных крахмалов. Обычно в немодифицированном виде не продается. Модифицированный крахмал высоко стабилен в присутствии кислот, при нагревании, перемешивании и замораживании.
Различная температура желирования. Другие свойства в зависимости от фирмы-изготовителя. 
Использование: Замороженные продукты. Продукты, содержащие кислоты.

Мгновенный крахмал 
Свойства: Не требует нагревания. Свойства зависят от фирмы-изготовителя. 
Использование: Блюда, которые надо загустить в последнюю минуту.
Продукты, которые нельзя нагревать.

Мука.
Свойства: Мутность. Желтоватый цвет. Плотная. Придает вкус. 
Использование: Заварной крем (pastry). Домашние начинки для пирогов.

Желатин.
Свойства: Высокая прозрачность. Блестит. Формирует твердый гель.
Тает во рту и при комнатной температуре.Чистый вкус. Продается в порошке и в листах.
Использование: Десерты с желатином. Стабилизирует взбитые сливки.
Тянущиеся конфеты.

Агар.
Свойства: Относительно мутный. Формирует очень плотный гель. Стабилен при комнатной температуре и во рту. Используется в листах, порошке. 
Используется как заменитель желатина.

Пектин.
Свойства:Мутность. Желтоватый цвет. Загуститель или желеобразователь. Чистый вкус. Обычно требует наличие кислоты и сахар. 
Используется: Ягодные джемы, желе, начинки. Глазури. Желейные конфеты.

Статья дополняется. Правки и дополнения приветствуются.

Спецификация глицерина

ОПИСАНИЕ

Химическая формула: 1,2,3-пропантриол

Химическая структура:

 

Молекулярная масса: 92,1 г/моль

CAS # 56-81-5

 

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Внешний вид: прозрачная бесцветная сиропообразная жидкость со сладким вкусом без запаха

Удельная плотность: 1,26 г/см³

Температура плавления:

17,9 °С

Температура кипения: 290 °С

 

ТОКСИКОЛОГИЯ

ПДК — 10 мг/м³

ЛД50/ЛК50:

пища, крыса — ЛД50 ≥ 12 600 мг/кг;

кожа, кролик — ЛД50 ≥ 18 700 мг/кг.

СПЕЦИФИКАЦИЯ

Показатель	Единицы измерения	Лимиты
Массовая доля чистого глицерина	%	≥ 99,5
Свинец	мг/кг	≤ 0,0005
Мышьяк	мг/кг	≤ 0,003
Железо	мг/кг	≤ 0,0002
Жирные кислоты и эфиры (0,5 моль/л NaОН)	мл	≤ 1,0
Хлориды	%	≤ 0,001
Сульфаты	%	≤ 0,002
Зола	%	≤ 0,01
Хлорсодержащие компоненты	%	≤ 0,01
Влага	%	≤ 0,5
Акролеин и другие восстанавливающие вещества		Не допускается
Белковые вещества		Не допускается

ПРИМЕНЕНИЕ

Области применения глицерина разнообразны: пищевая промышленность, табачное производство, медицинская промышленность, производство моющих и косметических средств, сельское хозяйство, текстильная, бумажная и кожевенная отрасли промышленности, производство пластмасс, лакокрасочная промышленность, электротехника и радиотехника.

• Глицерин используется как пищевая добавка Е422 в производстве кондитерских изделий для улучшения консистенции, для предотвращения проседания шоколада, увеличения объема хлеба. Его добавление уменьшает время зачерствения хлебных изделий, делает макароны менее клейкими, уменьшает налипание крахмала при выпечке.
• Применяется при изготовлении экстрактов кофе, чая, имбиря и других растительных веществ, которые мелко измельчают и обрабатывают водным раствором глицерина, нагревают и испаряют воду. Получается экстракт, в котором его содержится около 30%.
• Глицерин широко используется при производстве безалкогольных напитков. Экстракт, приготовленный на его основе, в разбавленном состоянии придает напиткам «мягкость».
• Из-за своей высокой гигроскопичности его используют при заготовке табака (чтобы сохранить листья влажными и устранить неприятный вкус).
• В медицине и в производстве фармацевтических препаратов его используют для растворения лекарств, повышения вязкости жидких препаратов, предохранения от изменений при ферментации жидкостей, от высыхания мазей, паст и кремов. Используя его вместо воды можно приготовить высококонцентрированные медицинские растворы. Так же он хорошо растворяет йод, бром, фенол, тимол, хлорид ртути и алкалоиды, обладает антисептическими свойствами.
• Глицерин усиливает моющую способность большинства сортов туалетного мыла, в которых он используется, придает коже белизну и смягчает её.
• В сельском хозяйстве он применяется для обработки семян, что способствует их хорошему прорастанию, деревьев и кустарников, что защищает кору от непогоды.
• В текстильной промышленности применяется в ткачестве, прядении, крашении, что придает тканям мягкость и эластичность. Его используют для получения анилиновых красок, растворителей для красок, при производстве синтетического шелка и шерсти.
• В бумажной промышленности его применяют в производстве папиросной бумаги, пергамента, кальки, бумажных салфеток и жаронепроницаемой бумаги.
• В кожевенной промышленности используют глицериновые растворы в процессе жировки кож, добавляя его к водным растворам хлорида бария. Он входит в состав восковых эмульсий для дубления кожи.
• Широко применяется глицерин в производстве прозрачных упаковочных материалов. Благодаря своей пластичности, свойству удерживать влагу и стойко переносить холод, он используется в качестве пластификатора при производстве целлофана. Он также является составной частью при получении пластмасс и смол. Полиглицерины используют для покрытия бумажных мешков, в которых хранится масло. Бумажный упаковочный материал становится огнестойким, если его под давлением пропитать водным раствором глицерина, буры, фосфата аммония, желатина.
• В лакокрасочной промышленности 1,2,3-пропантриол является составляющим компонентом полировочных составов, особенно лаков, применяемых для окончательной отделки.
• В радиотехнике его широко используют при производстве электролитических конденсаторов, алкидных смол, которые применяются как изоляционный материал, при обработке алюминия и его сплавов.

 

ХРАНЕНИЕ и ОБРАЩЕНИЕ

Глицерин пожаро- и взрывобезопасен. Не оказывает общетоксического действия.

Он способен поглощать влагу из воздуха.

Хранить в закрытой упаковке; в прохладном, сухом, хорошо проветриваемом помещении.

При нарушении целостности упаковки собрать при помощи вяжущего жидкость материала в приспособленный для этого контейнер и утилизировать.

Дополнительная информация по безопасности жизнедеятельности представлена в Паспорте безопасности данного продукта.

 

УПАКОВКА

Глицерин упаковывается в пластиковые бочки по 250 кг.

Возможна также другая более мелкая тара по желанию Заказчика.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

По вопросам получения дополнительной информации, технического обслуживания, получения образцов продукта обращайтесь к менеджерам нашей компании.

Подготовка крахмалистых заменителей солода | Beer & Ale

Крахмалистые заменители солода (если их применять свыше 10% к массе затора) нельзя затирать одновременно с солодом, так как они могут неосахариться. Ячмень, пшеница, рис и другие несоложеные зернопродукты содержат крахмал в первоначальной высокомолекулярной форме, поэтому осахарить его под действием солодовых амилаз можно только после предварительной клейстеризации. Температура клейстеризации разных видов крахмала различна и колеблется даже у крахмалов одного происхождения в зависимости от структуры зерна.

Поэтому у крахмалов из несоложеных материалов температура клейстеризации в зависимости от использованного вида несоложеных материалов колеблется от 55 до 85°С. Самую высокую температуру клейстеризации имеет рисовый крахмал, зерна которого наиболее мелкие. Некоторые его виды клейстеризуются по Ле Корвайзье только при температуре выше 80°С; следовательно, обычно применяемая температура 75°С не является эффективной. Подобные выводы были сделаны и в ЧССР, поэтому необходимо при переработке несоложеных материалов соблюдать некоторую осторожность.

Чтобы облегчить доступ воды к зернам крахмала, крахмалистые заменители нужно измельчать в тонкую крупку или грубую муку. Грубая крупка или более крупные части эндосперма хуже смачиваются и тем самым задерживают клейстеризацию и последующее разжижение и осахаривание.

Однако клейстеризация отдельных заменителей солода путем нагрева с водой технически затруднительна. Образующийся густой клейстер легко подгорает и этому нельзя помешать даже интенсивным перемешиванием. Поэтому при затирании заменителей добавляют 10-20% солода с хорошей амилолитической активностью и разжижающей способностью. Разжижающий компонент солодовой а-амилазы постепенно разжижает крахмальный клейстер, образующийся в виде вязкого геля, и затор из несоложеных материалов тем самым разжижается. Однако разжиженный клейстер осахаривается лишь в незначительной мере. Необходимо еще, чтобы затор из несоложеных материалов был жидким, для чего к 100 кг засыпи добавляют не менее 5 гл воды.

Если несоложеные материалы перерабатывают в количестве от 8 до 10% всей засыпи, то их можно добавлять в первый затор без предварительной обработки. Потом затор нагревают несколько медленнее и интенсивнее кипятят 30 мин. Если используют указанное, относительно небольшое количество заменителей солода, то заторная масса при дальнейшем затирании, как правило, полностью осахаривается. При использовании большого количества несоложеных материалов самостоятельный затор их необходимо предварительно подвергать тепловой обработке. Перед затиранием солода приготавливают затор из несоложеных материалов с добавкой 15—20% солода. Несоложеные материалы вместе с солодом затирают в заторном котле сначала в воде, нагретой до 35—37°С.

Заторную массу делают сначала густой, чтобы дробленый солод лучше перемешивался с водой, а потом медленно разбавляют водой так, чтобы на 100 кг засыпи приходилось 5 гл воды. Потом затор медленно нагревают (около 2°С в 1 мин). В выдержке при температуре белковой паузы нет необходимости. При достижении температуры 75—80°С, т. е. максимальной температуры для деятельности ферментов, затор выдерживают 10 мин; предполагается, что при достижении этой температуры почти весь присутствующий крахмал клейстеризуется, потом затор быстро доводят до кипения и кипятят 30 мин. Прокипяченным затором несоложеных материалов нагревают приготовленный тем временем солодовый затор. При проверке этого процесса в экспериментальном центре Прага — Браник были получены хорошие результаты.

Для подготовки риса Ле Корвайзье рекомендует процесс изменять таким образом, чтобы рисовый затор нагревался сначала до 85-90°С, тем самым обеспечивается клейстеризация крахмала. Потом затор охлаждается до 70-75°С, добавляется солод, с помощью которого крахмальный клейстер очень быстро разжижается, и затор кипятится еще раз. Этот процесс в разных вариантах с успехом использовали в ЧССР.

С учетом современного баланса солода и по экономическим соображениям выгодно применение несоложеного ячменя. Небольшие доли этого заменителя, по составу близкие солоду, можно перерабатывать прямо в дробленом виде или в виде хлопьев. В последнее время Цуржин и Фактор в ПВС Браник разработали процесс переработки несоложеного ячменя запариванием в заторном котле и прямым использованием запаренной массы. Как оптимальный, с точки зрения пивоваренной технологии, они предложили следующий процесс.

В заторный котел наливают необходимое количество горячей воды (2,5 гл на 100 кг ячменя) и в нее засыпают дробленый ячмень, предназначенный для переработки. Потом содержимое нагревают паром, подводимым снизу при открытом продувочном вентиле за 5-10 мин до кипячения. Приблизительно спустя 10 мин после начала кипения (когда воздух выпущен) продувочный вентиль закрывают и подачу пара снизу устанавливают так, чтобы избыточное давление поднималось на 0,1 МПа (1 атм) в течение 15 мин. После достижения избыточного давления 0,3 МПа (3 атм), т. е. через 45 мин открывают подачу пара сверху настолько, чтобы избыточное давление поднялось за 5 мин до 0,38 МПа (3,8 атм). Потом оба подвода пара закрываются и масса тут же начинает перекачиваться. Время запаривания нужно соблюдать, поскольку при удлинении процесса ячменный крахмал начинает карамелизоваться.

В качестве лучшего варианта авторы рекомендуют добавлять запаренную массу в воду для затирания, где легко можно исправить температурные отклонения. При добавке запаренного ячменя к первому затору сначала спускают часть затора, в которую выпускают содержимое заторного котла, после чего его дополняют до требуемого объема, однако конечная температура затора в этом случае колеблется.

Авторы рекомендуют заменять солод несоложеным ячменем до 15% в пересчете на стандартный солод. При переработке предварительно запаренного несоложеного ячменя не возникает никаких трудностей. Единственным отклонением является несколько неспецифический запах затора в начальной фазе варочного процесса, который постепенно исчезает и уже в охмеленном сусле при его перекачке незначителен. Переработка несоложеного предварительно запаренного ячменя существенно не влияет на качество конечного продукта. Здесь не имеют места ни терпкий привкус, ни резкая горечь, которые обычно образуются при экстрагировании горьких веществ из оболочек при прямой переработке дробленого ячменя. Однако пиво имеет более низкую степень сбраживания и более низкое содержание азотистых веществ.

В варочных отделениях с несколькими агрегатами при непрерывном производстве целесообразно использовать для приготовления заменителей специальные емкости, предназначенные только для этой цели, чтобы было больше времени для проведения требуемых процессов. Для этой цели используются простейшие аппараты, снабженные подогревательным устройством и мешалкой. Раньше использовали также закрытые запарочные котлы, чтобы крахмалистое сырье можно было кипятить при повышенном давлении. Таким образом, можно было сократить время кипячения и время приготовления заменителей солода. При этом выход их в некоторых случаях был выше. Запарочные котлы использовали во время войны прежде всего для переработки кукурузы. Однако кипячение под давлением неблагоприятно отражается на вкусовых качествах, что вероятнее всего связано с тем, что кукуруза не была хорошо очищена от ростков, содержащих много жира. В настоящее время такие запарочные аппараты не используют и несоложеные материалы перерабатывают методами, которые были указаны выше. Аппараты для подготовки заменителей солода размещают в варочных отделениях, как правило, под платформой.

В последнее время ряд авторов исследуют также возможность применения зеленого (несушеного) солода для производства охмеленного сусла. Этой проблематикой в ЧССР подробно занимались Моштек и Дир. Они установили, что охмеленное сусло для темного пива, изготавливаемое при использовании зеленого солода вместо сушеного, содержит больше азотистых веществ и экстрагируемых хлороформом горьких веществ. Сахаристость и сбраживаемость экстракта зависят от степени измельчения зеленого солода и от действительного использования активности ферментов солода. При изготовлении темного пива с использованием 50% зеленого солода это влияние на вкус и запах установлено не было, пиво имело хорошую коллоидную стабильность, было резким, органолентически стойким и отличалось исключительной пенистостью и стабильностью пены.

Карел решает вопрос переработки зеленого солода на светлое пиво, пытаясь заменить эффект сушки солода кратковременной выдержкой сусла, полученного из зеленого солода и ячменя, при высокой температуре и высоком давлении с резким сбросом давления, и имел в виду в результате этой операции получить пиво по вкусу и аромату, соответствующее обычному пиву. Эти попытки, однако, не вышли за рамки исследований. Стремление заменить сушеный солод зеленым, например, зеленым солодом короткого ращения, преследует главным образом экономические цели.

Яичница-болтунья: вкуснее, еще вкуснее – Вся Соль

Когда пять лет назад я впервые приготовила яичницу-болтунью по рецепту Кенджи Лопеса-Альта, было ощущение, что в этом упражнении мною достигнут потолок, и пытаться улучшать результат уже не имеет смысла.

Конечно, это было крайне наивное представление, основанное, впрочем, не только на эмоциях, но и на том объективном факте, что Лопес-Альт – не просто шеф, а еще и ученый, и все составляющие вкусов в его рецептах тщательно выверены в его лаборатории Food Lab.

Как оказалось, сам Кенджи совершенно не собирался останавливаться на достигнутом. Результатами своих последних изысканий он поделился на страницах New York Times, назвав их Extra-Creamy Scramled Eggs. В прямом русском переводе («сверхнежная яичница-болтунья») звучит достаточно коряво, но смысл передает.

Никогда еще секрет успешного блюда не зависел от такой малости. Стоит добавить в яичницу крахмал, как она получится нежной и сочной вне зависимости от своей консистенции. Любите помягче или потверже – болтунья сохранит свою нежность и в том, и в другом случае. Это раз.

Сверхнежная яичница-болтунья от Кенджи Лопеса-Альта: щепотка крахмала имеет значение

Второй секрет заключается в том, какой именно крахмал способен на такие чудеса. В идеале нам понадобится картофельный крахмал, а не кукурузный. Почему? Да потому, что лабораторные исследования показывают: картофельный крахмал начинает работать при несколько более низких температурах, нежели кукурузный. Как следствие, он сообщает яйцам еще более нежную текстуру. Впрочем, кукурузный крахмал тоже отнюдь не испортит блюдо, а разницу вы, возможно даже не почувствуете. Что самое важное, какой бы крахмал вы ни использовали, его вкус совершенно не ощутим – проверено на моей кухне.

Третье условие получения «сверхнежной болтуньи» — правильная температура сковороды. Вот простой способ обеспечить это условие: влейте на сковороду ложку воды и дождитесь, пока она испарится. Хотите получить еще более нежную болтунью? Сделайте то же самое с ложкой молока или сливок – у них другая температура кипения.

Ингредиенты:

• 2 ч.л. картофельного крахмала;
• 80 гр. холодного сливочного масла, нарезанного на кубики 6 мм;
• 4 яйца;
• щепотка соли.

В небольшой миске смешайте картофельный крахмал с 1,5 ст.л. воды, до исчезновения комочков.
Добавьте в смесь половину сливочного масла и яйца с солью. Взбейте венчиком или вилкой, чтобы разбить слипшиеся кусочки масла; одновременно яйца приобретут однородную консистенцию (кусочки масла остаются твердыми).

На средне-сильном огне в сковороде 25 см в диаметре нагрейте 1 ст.л. воды. Когда вода полностью испарится, добавьте оставшееся сливочное масло и покачайте сковороду, чтобы масло начало пениться и полностью растопилось (оно не должно потемнеть). Это займет около 10 секунд.

Вылейте на сковороду яичную смесь и готовьте, перемешивая лопаткой, до получения желаемой консистенции – 1-2 минуты.

Результатом более энергичного помешивания станут мелкие нежные барашки.

Если будете помешивать не столь энергично, получите барашки побольше и еще мягче.
Подавайте без промедления.

Время приготовления для 2 яиц – 15-30 секунд.
Время приготовления для 8 яиц – 3-4 минуты.

Яичница-болтунья: вкуснее, еще вкуснее

5 | Голосов: 4

Поделиться ссылкой:

индикаторы и красители При добавлении кислот (разбавленная h3SO4 ) как катализатора гидролизуется с уменьшением молекулярной массы, с образованием т. н. «растворимого крахмала», декстринов, вплоть до глюкозы

×

Как правильно искать на сайте, рекомендации

	Пример:	Как не нужно искать
Вводить одно КЛЮЧЕВОЕ СЛОВО после перехода на страницу поиска по заданному запросу Вы сможите уточнить КАТЕГОРИЮ ТОВАРОВ и БРЕНД/ МАРКУ которые присвоены искомому товару.	электрод индикатор центрифуга дозатор	вместо запроса «комбинированный рН-электрод для измерений в микропланшетах корпус стекло» (!!! Не использовать фразы из нескольких слов / и сложносоставные запросы)
Водить КОРЕНЬ слова без окончаний
Ввести СИНОНИМ (КОРЕНЬ слова синонима)
	оч	вместо запроса «особо чистый»
При поиск «Квалификации химических реактивов» использовать сокращения:	хч	вместо запроса «химически чистый»
Для поиска по «Квалификации химических реактивов» можно перейти к подбору : по характеристикам раздела «Химические реактивы»	чда	вместо запроса «чистые для анализа»
	тех	вместо запроса «технически»
На странице категории воспользоваться «Фильтром характеристик, в каждой категории есть вверху кнопка: Перейти к подбору по характеристикам нажимая на которую страница прокручиваться до списка «Характеристик» данной категории.

Клейстеризация крахмала – обзор

6.2 Свойства клейстеризации

Сообщалось, что свойства клейстеризации крахмала сильно различаются у разных видов сорго и проса, а также у генотипов одного и того же вида (Fujita and Fujiyama, 1993; Lorenz and Hinze, 1976; Zhu , 2014а,б). Сообщалось, что крахмал сорго имеет диапазон температур желатинизации. Пиковые температуры желатинизации (T _p ) зарегистрированы для сорго в диапазоне от 68,2°C до 77°C.8°C и значения энтальпии (ΔH) 8,2–16,4 Дж/г (Akingbala et al., 1988; Choi et al., 2004; Pedersen et al., 2007; Boudries et al., 2009; Singh et al. , 2010; Кауфман и др., 2017; Ву и др., 2017). Сообщалось, что характеристики желатинизации меняются по мере созревания ядра, особенно в отношении начала желатинизации (T _o ) и (ΔH) (Kaufman et al., 2017).

Сообщалось о пиковых температурах желатинизации крахмала проса от 67,5°C до 76,4°C и ΔH 8,5–14,7 Дж/г (Allah et al., 1987, Аннор и др., 2014а, Ванкхеде и др., 1990; Чой и др., 2004 г.; Белея и др., 1980; Гаффа и др., 2004 г.; Мураликришна и др., 1982; Гувер и др., 1996; Ву и др., 2014; Бхупендер и др., 2013 г.; Бади и др., 1976a,b; Маллеши и др., 1986). T _p для крахмала проса варьировалась от 57°C до 80,2°C с ΔH 6,4–14,9 Дж/г (Lorenz and Hinze, 1976; Yanez et al., 1991; Singh and Adedeji, 2017). Для крахмала из лисохвоста сообщалось о диапазоне T _p от 54°C до 75°C и ΔH от 8,2 до 16,3 Дж/г (Wankhede et al., 1979; Лоренц и Хинце, 1976; Кумари и Таюманаван, 1998 г.; Мураликришна и др., 1982; Фуджита и др., 1989 г.; Ву и др., 2014; Бангура и др. , 2012 г.; Ким и др., 2009 г.; Аннор и др., 2014а; Фуджита и др., 1989 г.; Томита и др., 1981). Аннор и др. (2014a) сравнили свойства желатинизации крахмалов из жемчужного, пальчатого, лисохвоста и проса и обнаружили, что T _o находится в следующем порядке: жемчужный (62,8°C) < пальчиковый (63,9°C) < лисохвостовый (66,7°C). C) < просо (68,4°C). Порядок энтальпии (ΔH) был лисохвост (11.8 Дж/г) < жемчуг (12,3 Дж/г) < просо (13,1 Дж/г) < пальчатое просо (13,2 Дж/г).

Диапазон температур плавления крахмала (T _c – T _o ) указывает на однородность и качество кристаллов амилопектина (Annor et al., 2014a). Узкий диапазон плавления указывает на кристаллы амилопектина более однородного качества и однородной стабильности, и наоборот (Ratnayake et al., 2001). Амилопектин пальчатого проса плавился в самом широком диапазоне температур, 10,2°С, за ним следовали просо африканское, лисохвост и просо.Таким образом, можно предположить, что кристаллы амилопектина крахмалов проса и лисьего хвоста более однородны по сравнению с крахмалами проса и пальчатого проса. Однако сравнение этих свойств желатинизации у разных видов проса также зависит от того, какой генотип внутри каждого вида был выбран для изучения. Ву и др. (2014) сообщили, что T _o увеличивалась в порядке пальца (63,4 °C) < индийского скотного двора (64,7 °C) < жемчуга (64,8 °C) < просо (68,7 °C) < лисохвоста (69.7°C) и ΔH в порядке пальца (2,9 Дж/г) < индейского скотного двора (3,3 Дж/г) < жемчуга (3,5 Дж/г) < лисохвоста (4,0 Дж/г) < прозо (5,2 Дж/г) , другой порядок свойств желатинизации по сравнению с тем, о котором сообщает Annor et al. (2014а).

Разнообразие свойств клейстеризации крахмала из сорго и проса можно объяснить структурой амилопектина крахмала, содержанием амилозы, размером и формой гранул, липидами и организацией этих химических компонентов в гранулах крахмала (Srichuwong and Jane, 2007; Zhu, 2014a,b; Noda et al., 1998; Czuchajowska и др., 1998). Большие различия в условиях окружающей среды во время созревания зерна также могут вызывать различия в температурах клейстеризации крахмала даже в пределах одного сорта (Freeman et al. , 1968). Конкретные факторы, влияющие на термические свойства крахмала сорго и проса, требуют дальнейшего изучения, а при сравнении видов необходимо учитывать генотип и условия окружающей среды.

Сообщалось о различных модификациях, влияющих на характеристики клейстеризации крахмала в просе.Сообщалось, что отжиг и термовлажностная обработка увеличивают T _o , T _p и T _c у пальчатого проса (Adebowale et al., 2005), что аналогично результатам для других злаков и пищевых крахмалов (Hoover). и Мануэль, 1996а,б; Гувер и Васантан, 1994). Сообщалось, что обработка сухим жаром увеличивает T _o и T _p крахмала проса, но снижает T _c и ΔH, что отражает снижение кристалличности (Sun et al., 2014a,b).

1.3: Типы загустителей

Кукурузный крахмал

Кукурузный крахмал является наиболее распространенным загустителем, используемым в промышленности. Его смешивают с водой или соком и кипятят для приготовления начинки и придания продуктам глянцевого полупрозрачного блеска. Коммерческий кукурузный крахмал получают путем замачивания кукурузы в воде, содержащей диоксид серы. Замачивание смягчает кукурузу, а диоксид серы предотвращает возможное брожение. Затем его измельчают и отправляют в резервуары с водой, где микробы всплывают.Затем массу тонко измельчают и, все еще в полужидком состоянии, пропускают через трафаретную сетку для удаления частиц кожи. После фильтрации продукт, почти на 100% состоящий из крахмала, высушивают.

Кукурузный крахмал в холодной воде нерастворим, гранулирован и выпадает в осадок, если его оставить стоять. Однако при варке кукурузного крахмала в воде гранулы крахмала впитывают воду, набухают и разрываются, образуя полупрозрачную загущенную смесь. Это явление называется желатинизацией . Желатинизация обычно начинается примерно при 60°C (140°F) и завершается при температуре кипения.

Обычно используемые ингредиенты в рецепте крахмала влияют на скорость клейстеризации крахмала. Сахар, добавленный в большом количестве к крахмалу, препятствует набуханию зерен. Клейстеризация крахмала не будет завершена даже после продолжительной варки при нормальной температуре. В результате получается начинка жидкой консистенции, тусклого цвета и зернового вкуса. В таких случаях воздержитесь от части сахара на этапе варки и добавьте его после завершения клейстеризации крахмала.

Другие ингредиенты, такие как яйца, жир и сухое молоко, имеют аналогичный эффект.Фрукты с высокой кислотностью, такие как ревень, также препятствуют схватыванию крахмала. Сначала приготовьте крахмальную пасту, а затем добавьте фрукты.

При приготовлении начинки около 1,5 кг (3 1/3 фунта) сахара следует приготовить с водой или соком на каждые 500 г (18 унций) крахмала, используемого в качестве загустителя. Приблизительно 100 г (4 унции) крахмала используется для загущения 1 л воды или фруктового сока. Чем выше кислотность фруктового сока, тем больше загустителя требуется для удержания геля. Обычный кукурузный крахмал хорошо густеет, но дает мутный раствор.Другой вид кукурузного крахмала, крахмал восковидной кукурузы, дает более жидкую и прозрачную смесь.

Предварительно желатинизированный крахмал

Предварительно клейстеризованный крахмал смешивают с сахаром, а затем добавляют в воду или сок. Загущают начинку в присутствии сахара и воды без подогрева. Это связано с тем, что крахмал предварительно готовится и не требует тепла, чтобы он мог впитаться и желатинизироваться. На рынке представлено несколько марок этих крахмалов (например, Clear Jel), и все они различаются по поглощающим свойствам.Для достижения наилучших результатов следуйте рекомендациям производителя. Не кладите предварительно клейстеризованный крахмал прямо в воду, так как он сразу же образует комки.

Примечание

Если фруктовые начинки изготавливаются из этих предварительно приготовленных крахмалов, при хранении начинки существует вероятность их порчи. Ферменты в сырых фруктах могут «атаковать» крахмал и разрушить часть желатинизированной структуры. Например, если вы делаете недельный запас начинки для пирогов из свежего ревеня, используйте обычную приготовленную смесь.

Аррорут

Аррорут — очень питательный мучнистый крахмал, получаемый из корней и клубней различных растений Вест-Индии. Его используют при приготовлении нежных супов, соусов, пудингов и заварных кремов.

Агар-агар

Агар-агар представляет собой желеобразное вещество, получаемое из красных водорослей, произрастающих у берегов Японии, Калифорнии и Шри-Ланки. Он доступен в полосах или плитах и ​​в виде порошка. Агар-агар растворяется только в горячей воде и бесцветен.Используйте его в концентрации 1%, чтобы сделать твердый гель. Он имеет температуру плавления намного выше, чем желатин, и его желеобразующая способность в восемь раз выше. Он используется в начинках для пирогов и в некоторой степени для загустения джемов. Это разрешенный ингредиент в некоторых молочных продуктах, в том числе 0,5% мороженого. Одним из его самых больших применений является производство таких материалов, как желе и зефир.

Альгин (альгинат натрия)

Извлеченная из водорослей, эта камедь растворяется в холодной воде и при концентрации 1% образует твердый гель. Его недостаток в том, что он плохо работает в присутствии кислых фруктов. Он популярен в сырой глазури, потому что хорошо работает в холодном состоянии и удерживает много влаги. Уменьшает липкость и предотвращает рекристаллизацию.

Каррагинан или ирландский мох

Каррагинан — еще одна морская смола, извлекаемая из красных водорослей. Он используется в качестве загустителя в различных продуктах, от стабилизаторов глазури до взбитых сливок, в допустимой норме от 0,1% до 0,5%.

Желатин

Желатин представляет собой клейкое вещество, изготовленное из костей, соединительных тканей и шкур животных.Кальций удаляют, а оставшееся вещество замачивают в холодной воде. Затем его нагревают до температуры от 40°C до 60°C (от 105°F до 140°F). Частично испарившуюся жидкость обезжиривают и коагулируют на стеклянных пластинах, а затем разливают по формам. После застывания блоки желатина нарезают тонкими пластами и сушат на проволочной сетке.

Желатин

доступен в виде листов листового желатина, порошков, гранул или хлопьев. Используйте его в пропорции 1%. Как и у некоторых других гелеобразователей, кислотность отрицательно влияет на его гелеобразующую способность.

Качество желатина часто различается из-за различных методов обработки и производства. По этой причине многие пекари предпочитают листовой желатин из-за его надежной прочности.

Гуммиарабик или акацин

Эту камедь получают из различных видов деревьев и растворяют в горячей или холодной воде. Растворы гуммиарабика применяют в хлебопечении для глазирования различных видов изделий, в частности марципановых фруктов.

Трагакантовая камедь

Эту камедь получают из нескольких видов астрагала, низкорослых кустарников, произрастающих в Западной Азии.Его можно купить в виде хлопьев или порошка. Трагакантовая камедь когда-то использовалась для изготовления жевательной резинки и свадебных украшений из жевательной резинки, но из-за высоких затрат на рабочую силу и непомерно высокой цены на продукт ее использование в настоящее время редко.

Пектин

Пектин представляет собой слизистое вещество (липкое вещество, извлеченное из растений), встречающееся в природе в грушах, яблоках, айве, апельсинах и других цитрусовых. Он используется в качестве желирующего агента в традиционных джемах и желе.

Авторы и авторство

• Соранхель Родригес-Веласкес (Американский университет).Химия кулинарии Сорангеля Родригеса-Веласкеса находится под лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial ShareAlike 4.0 International License, если не указано иное

  .

ICSC 1553 — КРАХМАЛ

ICSC 1553 — КРАХМАЛ

КРАХМАЛ	ICSC: 1553 (октябрь 2004 г.)
Амилум

Номер CAS: 9005-25-8

Номер ЕС: 232-679-6

	ОСТРЫЕ ОПАСНОСТИ	ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ	ПОЖАРОТУШЕНИЕ
ПОЖАР И ВЗРЫВ	Горючий. Мелкодисперсные частицы образуют в воздухе взрывоопасные смеси.	НЕТ открытого пламени. Замкнутая система, пылевзрывозащищенное электрооборудование и освещение. Предотвратить осаждение пыли.	Используйте распыление воды, порошка, пены, двуокиси углерода.

	СИМПТОМЫ	ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ	ПЕРВАЯ ПОМОЩЬ
Вдыхание		Используйте местную защиту от выхлопных газов или дыхательных путей.	Свежий воздух, отдых.
Кожа		Защитные перчатки.	Промойте, а затем вымойте кожу водой с мылом.
Глаза		Наденьте защитные очки.	Сначала промыть большим количеством воды в течение нескольких минут (снять контактные линзы, если это возможно), затем обратиться за медицинской помощью.
Проглатывание		Не ешьте, не пейте и не курите во время работы.	Прополоскать рот.

ЛИКВИДАЦИЯ УТЕЧЕК	КЛАССИФИКАЦИЯ И МАРКИРОВКА
Средства индивидуальной защиты: респиратор с фильтром твердых частиц, адаптированный к концентрации вещества в воздухе. Смести просыпанное вещество в закрытые контейнеры. При необходимости сначала увлажните, чтобы предотвратить запыление.	В соответствии с критериями СГС ООН Транспорт Классификация ООН
ХРАНЕНИЕ
УПАКОВКА

Подготовлено международной группой экспертов от имени МОТ и ВОЗ, при финансовой поддержке Европейской комиссии. © МОТ и ВОЗ, 2021 г.

ФИЗИЧЕСКАЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ
Физическое состояние; Внешний вид БЕЛЫЙ ПОРОШОК. Физические опасности Возможен взрыв пыли, если она находится в порошкообразной или гранулированной форме, смешанной с воздухом. Химическая опасность	Формула: (C 6 H 1 0 O 5 ) n Разлагается Плотность: 1.5 г/см³ Растворимость в воде: нет Температура самовоспламенения: 410°C

ВОЗДЕЙСТВИЕ И ВЛИЯНИЕ НА ЗДОРОВЬЕ
Пути воздействия Последствия кратковременного воздействия	Опасность при вдыхании При распылении можно быстро достичь концентрации взвешенных частиц в воздухе. Последствия длительного или многократного воздействия Повторяющийся или продолжительный контакт с кожей может вызвать дерматит.

ПРЕДЕЛЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА РАБОЧЕМ МЕСТЕ
TLV: 10 мг/м 3 , как TWA; A4 (не классифицируется как канцероген для человека)

ПРИМЕЧАНИЯ
Крахмал содержится во многих растениях, включая кукурузу, тапиоку, пшеницу, рис, ячмень, овес, просо, чечевицу, картофель и другие злаки. Большинство крахмалов состоит из 22-26% амилозы и 74-78% амилопектина.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ
Классификация ЕС

	Все права защищены. Опубликованный материал распространяется без каких-либо явных или подразумеваемых гарантий. Ни МОТ, ни ВОЗ, ни Европейская комиссия не несут ответственности за интерпретацию и использование информации, содержащейся в этом материале.

    Смотрите также:
       Токсикологические сокращения
 

Неразборчивая активность альфа-амилазы в биодеградации полиэтилена низкой плотности в полимерно-крахмальной смеси

Физические изменения

Физические изменения в теле образцов можно рассматривать как первый признак деградации. На самом деле разложение материалов в процессе деградации сопровождается явными дефектами формы образца.Физический вид пустых и обработанных образцов показан на рис. 1s дополнительных материалов. Образцы, обработанные раствором фермента, демонстрируют расслаивание краев, распад и отслаивание. Напротив, контрольные образцы (инкубированные в воде без фермента) в основном сохранили свою первоначальную физическую структуру. Эти результаты показали, что добавление гидрофильного крахмала в гидрофобный полиэтилен повышает гидрофильность и биоразлагаемость полимерной смеси ²⁵ .Наблюдаемая здесь биодеградация более подробно изучена в следующих разделах.

Микроструктура поверхности

Сообщается, что нативный крахмал имеет полукристаллическую структуру А-типа, в то время как термопластичный крахмал образует кристаллическую конформацию V-типа ^26,27 . Крахмал A-типа можно преобразовать в V-тип путем пластификации пластификатором и приложения усилия сдвига в процессе экструзии ⁶ . Предыдущие исследования, в которых сообщалось о сканирующих электронных микрофотографиях нативного крахмала, показали сферические и овальные гранулы различных размеров, без линий трещин, трещин, пор и трещин, в то время как микрофотографии термопластичного крахмала показали гладкую поверхность ^28,29 .Было высказано предположение, что при пластификации крахмала может одновременно происходить разрыв водородных связей между молекулами крахмала и образование водородных связей между молекулами крахмала и пластификатора (например, глицерина) ³⁰ . При этом увеличение процентного содержания глицерина приводит к увеличению среднего межмолекулярного расстояния при набухании ³¹ . Следовательно, эффект пластификации, полученный как за счет добавления глицерина (в качестве пластификатора), так и за счет усилия сдвига в процессе изготовления образцов в этой работе, уменьшает взаимодействие между цепями крахмала и упрощает их движение ³² .Однородная поверхность без каких-либо гранул, полученная с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) (рис. 1, образец А ₀ ), подтверждает идею о том, что крахмал образовался в V-образной структуре в смеси с ПЭ. Кроме того, частичный гидролиз крахмала в смеси с ПЭ под действием амилазы привел к потере целостности образца за счет образования некоторых физических дефектов, таких как полости, точечные отверстия и неровные множественные слои. На рис. 1 (A _α ) показана поверхность образца ПЭ-крахмала, подвергнутого ферментативной деградации, с указанными дефектами. Еще несколько микрофотографий образцов были показаны на рис. 2 дополнительных материалов.

Рисунок 1

Электронные микрофотографии ПЭ-крахмала (A ₀ ) до и (A _α ) после обработки ферментами.

Измерения потери веса и предела прочности при растяжении

Вес образцов был измерен до и после процесса разложения, и полученные результаты в виде процентной потери веса представлены в таблице 1. Никаких изменений в весе несмешанного ПЭ не наблюдалось. (B _α и B _s ) и необработанных смешанных (A ₀ ) образцов, в то время как значительное снижение было обнаружено в смеси полиэтилен-крахмал, обработанной ферментом (A _α ).Интересно, что процент снижения веса в присутствии альфа-амилазы был больше исходного количества крахмала (25%) в каждом образце. Это означает, что помимо крахмала в системе разложился полиэтилен. Фактически, при биодеградации полиэтилена в сочетании с ферментативным гидролизом крахмала должно иметь место кометаболическое поведение. Аналогичные результаты были получены ранее для биодеградации образцов смеси крахмала и полиэтилена в культуральной среде продуцирующих амилазу Vibrio ³³ .Наблюдения Лю и др. . через ИК-Фурье-микроскоп с НПВО показал, что образование карбонильных групп в основном происходило вокруг гранул крахмала в образцах, что можно рассматривать как свидетельство положительной роли крахмала в деградации полимера ¹² .

Таблица 1 Результаты потери веса и прочности на разрыв образцов через 31 день.

Содержание крахмала оказывает обратное влияние на механические свойства (прочность на растяжение) смеси ПЭ-крахмал.Это может быть связано с наличием гидроксильных групп в структуре крахмала, которые являются гидрофильными, в то время как структура ПЭ, напротив, является гидрофобной по своей природе ¹⁴ . Минимальная энергия системы может быть достигнута, когда молекулы крахмала принимают конформацию V-типа, которая обеспечивает внутреннее гидрофобное пространство в центре, а гидроксильные группы образуют внешнюю гидрофильную поверхность ¹⁹ (рис.  3s, Дополнительные материалы). Гидрофобные фрагменты, такие как PE, могут быть заменены в центральном пространстве посредством механизма включения.Этот механизм был исследован для нескольких систем крахмал-липид или жирная кислота, которые имеют почти аналогичные гидрофильно-гидрофобные условия ^19,20 . В результате кристаллическая часть структуры ПЭ будет уменьшена после смешивания с крахмалом, что приведет к более низкой прочности на растяжение, что согласуется с ранее опубликованными результатами ⁹ . Помимо разложения полиэтилена, заметное снижение прочности на растяжение смеси полиэтилен-крахмал после обработки в течение 31 дня можно объяснить разложением крахмала в образцах.Частичная биодеградация крахмала может привести к воздействию гидрофобного полимера на оставшиеся гидрофильные молекулы крахмала, вызывая сильное отталкивание. Это отталкивание можно рассматривать как основную причину образования мелких трещин в образцах. Подводя итог процессу, можно сказать, что биодеградация крахмала ослабляет полимерную матрицу, создавая пористость, растрескивание, трещины и потерю целостности полимерной матрицы, что снижает прочность образцов.

Оценка биодеградации с помощью термического анализа

Дифференциальную сканирующую калориметрию (ДСК) использовали для измерения энтальпии плавления, экстраполированной температуры начала плавления (T _eim ), температуры пика плавления (T _pm ) и экстраполированной температуры окончания плавления (T _efm ), что указывает на степень кристалличности и диапазон молекулярной массы полимера в образцах.Результаты представлены в таблице 2.

Таблица 2 Энтальпия плавления и три вида температур плавления образцов ПЭ-крахмала.

Чем больше энтальпия плавления, тем выше степень кристалличности ³⁴ . Профили ДСК для нескольких выбранных образцов показаны на рис. 4 дополнительных материалов. Энтальпия плавления смесей ПЭ-крахмал после обработки альфа-амилазой (А _α ) была выше, чем у необработанных образцов (А ₀ ).Соответственно, в образцах после процесса биодеградации наблюдается большая степень кристалличности, что согласуется с опубликованными результатами ^15,35 . Фактически ПЭНП характеризуется высокой степенью разветвленности коротких и длинных цепей, что снижает кристалличность структуры полимера. Считается, что ветви более подвержены разложению, что подтверждается наблюдениями в этом исследовании, поскольку энтальпия плавления была выше для образцов после биоразложения. В то же время пиковая температура плавления (T _pm ) и экстраполированная конечная температура плавления (T _efm ) увеличились, что может быть связано с разрывом цепи в боковых группах.Фактически ЛПЭНП получают сополимеризацией этилена и высших альфа-олефинов, таких как бутен, гексен или октен. Поэтому количество атомов углерода в боковых цепях, скорее всего, будет равно 2, 4 или 6. Становится общепризнанным, что увеличение длины боковых цепей с 1 до 8 может затруднить молекулярную упаковку и увеличить гибкость боковых цепей вызывает снижение температуры плавления ³⁶ . Хотя теплота плавления образцов, подвергнутых ферментативному расщеплению, была увеличена по сравнению с необработанными образцами, экстраполированная температура начала плавления (T _eim ) снизилась с 94 до 88 °C, что, в свою очередь, отражает снижение молекулярная масса полимера, особенно из-за разрушения основной цепи полиэтиленовой цепи. Следовательно, биодеградация, по-видимому, затрагивает как основную цепь, так и боковые цепи полимерных молекул. Чтобы лучше понять влияние альфа-амилазы на биоразложение смеси ПЭ и крахмала, был проведен дополнительный анализ с помощью ИК-Фурье-спектроскопии.

Исследование биодеградации методом FT-IR

Модификации химической структуры образцов ПЭ-крахмала были проанализированы путем изучения их функциональных групп с помощью FT-IR-спектроскопии. Результаты для контрольных образцов и образцов, обработанных водным раствором фермента, представлены на рис.2. Группа O-H в крахмале имеет широкое сильное поглощение в области 3400 см ^-1 . В полиэтиленовой цепи растянутое поглощение C-H происходит непосредственно перед 3000  см ^-1 (2840–3000). Метиленовые и метильные группы имеют поглощение на изгибе около 1465 и 1375  см ^-1 соответственно. При 720 см ⁻¹ появляется изгибающее движение, относящееся к четырем или более группам CH ₂ в разомкнутой цепи ³⁷ . По сравнению с необработанными образцами (A ₀ ) в качестве контроля, спектры FT-IR показали заметное уменьшение группы ОН в присутствии альфа-амилазы (A _α ).При этом интенсивность пиков при 3000-2840 см ^-1 в обработанных образцах (А _α ) уменьшилась, а при 1465 и 1375 см ^-1 появилось заметное снижение. Кроме того, в A _α наблюдалось значительное снижение 720 см ^-1 , что объясняет ослабление групп CH ₂ в полимерных цепях. Результаты подтверждают наше более раннее заявление о том, что молекулы полиэтилена разлагались в сочетании с гидролизом крахмала в образцах ^25,38 .

Рисунок 2

ИК-Фурье спектры смесей ПЭ-крахмала, A ₀ : инкубация в воде, A _α : инкубация в растворе фермента.

Анализ методом энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (EDXS)

Процентное содержание атомов углерода и кислорода, а также их массовый процент для контрольных (A ₀ ) и ферментативно разложенных образцов (A _α ) были рассчитаны по Анализ ЭДС представлен в Таблице 3. Элементный состав указывает на то, что процентное содержание углерода уменьшилось после ферментативной обработки.Кроме того, отношение атомов углерода к атомам кислорода уменьшилось с 4,57 до 4,02

.

Отношение атомов углерода к атомам кислорода в крахмале по химической формуле [(C ₆ H ₁₂ O ₅ ) _n ] равно 6n/(5n + 1). Для крахмала с наибольшей степенью полимеризации (n → ∞) это отношение приближается к 1,2. Число атомов углерода полиэтилена [(CH ₂ -CH ₂ ) _m ] равно 2 m, поэтому отношение атомов углерода полиэтилена к атомам кислорода в крахмале в образцах A ₀ (необработанные смесь ПЭ-крахмал) можно рассчитать около 3.37 в соответствии со следующими уравнениями:

$${(\frac{{\rm{Atom}}{\rm{C}}}{{\rm{Atom}}{\rm{O}}})}_ {0}={(\frac{{\rm{Atom}}{{\rm{C}}}_{{\rm{PE}}}+{\rm{Atom}}{{\rm{C} }}_{{\rm{St}}}}{{\rm{Atom}}{{\rm{O}}}_{{\rm{St}}}})}_{0}={( \frac{{\rm{Atom}}{{\rm{C}}}_{{\rm{PE}}}}{{\rm{Atom}}{{\rm{O}}}_{{ \rm{St}}}})}_{0}+{(\frac{{\rm{Atom}}{{\rm{C}}}_{{\rm{St}}}}{{\ rm{Atom}}{{\rm{O}}}_{{\rm{St}}}}}}_{0}={(\frac{{\rm{Atom}}{{\rm{C }}}_{{\rm{PE}}}}{{\rm{Atom}}{{\rm{O}}}_{{\rm{St}}}}}}_{0}+\ frac{6{{\rm{n}}}_{0}}{5{{\rm{n}}}_{0}+1}\,$$

(1)

$${(\frac{AtomC}{AtomO})}_{0}={(\frac{Atom{C}_{PE}}{Atom{O}_{St}})}_{0 }+1. 2 = 4,57 \ to {(\ frac {{\ rm {Atom}} {{\ rm {C}}} _ {{\ rm {PE}}}} {{\ rm {Atom}} {{\ rm { O}}}_{{\rm{St}}}}}}_{0}=3,37$$

(2)

Аналогичным образом соотношение атомов углерода и кислорода в смеси полиэтилена и крахмала в A _α (ПЭ-крахмал, инкубированный с альфа-амилазой) можно определить по уравнению 3. Следует отметить, что если крахмал полностью гидролизуется до глюкозы после обработки альфа-амилазой отношение атомов углерода к кислороду гидролизованного крахмала уменьшится до 1.Поэтому отношение атомов углерода к кислороду для гидролизованного крахмала может варьироваться от 1 (для полностью гидролизованного крахмала) до 1,2 (для необработанного крахмала).

$$\begin{array}{rcl}{(\frac{{\rm{Atom}}{\rm{C}}}{{\rm{Atom}}{\rm{O}}})} _ {{\ rm {\ alpha}}} & = & {(\ frac {{\ rm {Atom}} {{\ rm {C}}} _ {{\ rm {PE}}} + {\ rm { Атом}}{{\rm{C}}}_{{\rm{St}}}}{{\rm{Atom}}{{\rm{O}}}_{{\rm{St}}} })}_{{\rm{\alpha}}}={(\frac{{\rm{Atom}}{{\rm{C}}}_{{\rm{PE}}}}{{\ rm{Atom}}{{\rm{O}}}_{{\rm{St}}}}}}_{{\rm{\alpha }}}+{(\frac{{\rm{Atom} }{{\rm{C}}}_{{\rm{St}}}}{{\rm{Atom}}{{\rm{O}}}_{{\rm{St}}}}) }_{{\rm{\alpha}}}\\ & = & {(\frac{{\rm{Atom}}{{\rm{C}}}_{{\rm{PE}}}}{ {\ rm {Atom}} {{\ rm {O}}} _ {{\ rm {St}}}}}} _ {{\ rm {\ alpha}}} + \ frac {6 {{\ rm { n}}}_{{\rm{\alpha}}}}{5{{\rm{n}}}_{{\rm{\alpha}}}+1}={(\frac{{\rm {Atom}}{{\rm{C}}}_{{\rm{PE}}}}{{\rm{Atom}}{{\rm{O}}}_{{\rm{St}} }})}_{{\rm{\alpha}}}+(1\,{\rm{to}}\,1. 2)\\ & = & 4,02\to {(\frac{{\rm{Atom}}{{\rm{C}}}_{{\rm{PE}}}}{{\rm{Atom}} {{\ rm {O}}} _ {{\ rm {St}}}})} _ {{\ rm {\ alpha }}} = (2,82 \, {\ rm {to}} \, 3,02) \ конец{массив}$$

(3)

Результаты FT-IR показывают, что крахмал не был полностью гидролизован, и отношение атомов углерода полиэтилена к атомам кислорода крахмала в образце A _α можно оценить в пределах от 3,02 до 2,82. Следовательно, уменьшение указанного коэффициента с 3.37 до 3,02–2,82 согласно анализу EDXS подтверждает, что порча полиэтилена происходила параллельно с гидролизом крахмала, поскольку после ферментативной обработки снижалось нормализованное число атомов углерода в полиэтилене.

Измерения молекулярной массы

Среднечисленная, пиковая, средневзвешенная, z-средняя и вязкостная молекулярная масса (M _n , M _p , M _w , M _z , и M _v , M _v ) полиэтилена для контрольных (A ₀ ) и ферментативно расщепленных образцов (A _α ) приведены в таблице 4. Очевидно, что по отношению к контрольному образцу (A ₀ ) все типы средних молекулярных масс для ферментативно разложенного образца (A _α ) значительно уменьшились, как показано на рис. 3. По-видимому, некоторые новые более короткие полимерные цепи с молекулярными массами менее 100 г моль ^-1 образовались в образце ПЭ-крахмала после ферментативной деструкции. С другой стороны, массовая доля молекул с молярной массой менее 4 × 10 ⁴ увеличилась, в то время как массовая доля более тяжелых молекул уменьшилась.Резкое падение молекулярной массы и образование более коротких цепей полиэтилена после ферментативной обработки указывают на возможность биоразложения синтетического полимера, возникающего в результате разрыва основной цепи полиэтилена.

Таблица 4 Средние молекулярные массы (г моль ^-1 ) контрольного образца (A ₀ ) и ферментативно разложенного образца (A _α ). Рисунок 3

График распределения HT-GPC для (-) контрольного образца и (•) ферментативно расщепленного образца.

Иными словами, результаты хроматографического анализа подтвердили, что альфа-амилаза как единственный биологический агент в системе может беспорядочно воздействовать на смесь полиэтилена и крахмала и вызывать значительное снижение молекулярной массы всех типов ПЭ, особенно в М _n , M _p и M _против с уменьшением более чем на 73%. В то время как амилаза считается специфическим ферментом для гидролиза крахмала, неразборчивая функция амилазы, которая может быть непосредственно связана с ее внутренним аспектом, может влиять на полиэтилен ³⁹ .

Кроме того, среднечисленное, пиковое среднее, средневесовое и z среднее характеристической вязкости (IVn, IVP, IVw и IVz) полиэтилена в контрольных (A ₀ ) и ферментативно разложенных образцах (A _α ) были представлены в Таблице 4. По сравнению с контрольным образцом (A ₀ ), было достигнуто снижение всех типов характеристической вязкости ферментативно разложенного образца (A _α ), как показано на рис. 4. Полученные результаты подразумевают, что произошел разрыв цепи как на основной, так и на боковых ветвях полиэтиленовых цепей.Считается, что существует прямая зависимость между характеристической вязкостью полимеров, длиной их цепи и числом разветвлений. Как показано на рис. 4, при аналогичной молекулярной массе характеристическая вязкость контрольного образца (А ₀ ) была выше, чем у образца, обработанного ферментом (А _α ), что указывало на то, что число ветвления было меньше для образца, обработанного ферментом (A _α ). Разница в вязкости между двумя образцами усиливалась для более тяжелых фракций полимера при молярных массах выше 10 ⁴  г моль ^-1 .При максимальной молекулярной массе вязкость обработанного образца снижалась до одной десятой по сравнению с контрольным образцом. Точно так же число ветвлений в обработанном образце значительно уменьшилось, как видно на рис. 5. По-видимому, в распределении молярной массы между 10 ⁵ и 10 ⁶ число ветвлений контрольного образца (A ₀ ) был выше, чем у обработанного полимера (A _α ), что продемонстрировало, что боковые ответвления цепи полиэтилена подвергались настолько интенсивному ферментативному расщеплению, что все ответвления некоторых полимерных цепей были полностью разрушены.

Рисунок 4

Характеристическая вязкость в пересчете на молекулярную массу контрольного образца (▲) и ферментативно разложенного образца (•).

Рисунок 5

Число разветвлений в пересчете на молекулярную массу контрольного образца (▲) и ферментативно разложенного образца (•).

Оценка изменений состава образца ПЭ-крахмала после процесса ферментативной обработки

Термогравиметрический анализ (ТГА) был использован для анализа изменения массы образцов в зависимости от повышения температуры.Проценты потери массы в широком диапазоне изменения температуры (от 25 до 800 °С) при постоянной скорости нагревания для контрольного (А ₀ ) и ферментативно деградированного образцов (А _α ) представлены в таблице. 5. В интервале температур от 200 °С до 500 °С в обоих образцах произошла выраженная потеря массы с некоторыми вариациями. Как правило, испарение летучих фракций происходит при температуре от 25°С до 200°С. Полученные результаты показали, что потеря веса контрольного образца (A ₀ ) была в семь раз выше, чем у образца, обработанного ферментом, в этом диапазоне температур, что указывает на то, что высоколетучие вещества были удалены ранее во время ферментативной обработки.В диапазоне от 200°С до 400°С в основном страдает содержание крахмала и глицерина в смеси. Пиролитическое улетучивание крахмала происходит в диапазоне температур от 250°С до 350°С, а нормальная температура кипения глицерина составляет 290°С. Следовательно, чем выше содержание крахмала, тем больше величина изменения массы при термогравиметрическом анализе в указанном интервале температур ⁴⁰ . По-видимому, образец, обработанный ферментом (A _α ), имел меньшую потерю веса, чем контрольный образец (A ₀ ), поскольку часть содержащегося в нем крахмала была гидролизована ферментом.С другой стороны, как показано на рис. 6, наклон диаграммы образца, обработанного ферментом, резко упал в температурном интервале от 350 °C до 450 °C, так что процент потери массы обработанного образца (A _α ) был на 32% выше, чем в контроле (A ₀ ). Очевидно, что более короткие полимерные цепи с меньшей молекулярной массой и, естественно, с более низкими температурами пиролитических летучих веществ образовались в образце ПЭ-крахмала после ферментативной деградации, что объясняет упомянутое наблюдение.При более высоких температурах (более 500 °С) большинство полимеров испарилось, и оба образца показали одинаковый результат. Очевидно, полученные профили ТГА в этом разделе согласуются с более ранними результатами ГПХ.

Таблица 5 Процентная потеря веса контрольного образца (A ₀ ) и ферментативно расщепленного образца (A _α ) при ТГА. Рисунок 6

Классическая кривая термогравиметрического анализа контрольного образца (•) и ферментативно разложенного образца (*).

Положительный эффект смешивания ПЭ с крахмалом на его разлагаемость известен давно. Многие исследователи пытались оправдать этот эффект физическими и/или химическими объяснениями, такими как образование пор и трещин в полимере и добавление активных функциональных групп (например, карбонильных групп) в структуру ПЭ. Однако не выяснено, почему тонкий порошок ПЭ все еще остается неподатливым, несмотря на большую площадь поверхности, или как могут быть добавлены функциональные группы к молекулам ПЭ, в то время как молекулы ПЭ полностью насыщены и стабильны.Полученные в данной работе результаты показали, что частичный гидролиз крахмала V-типа вызывает сильное гидрофильное гидрофобное отталкивание, приводящее к трещинам в структуре полимера. Кроме того, было доказано, что амилаза и крахмал эффективно расщепляют молекулы ПЭ. Фактически, амилаза выполняет два отдельных, но взаимодополняющих действия при разложении смеси ПЭ и крахмала. Во-первых, амилаза разлагает крахмал как его обычная специфическая функция, а во-вторых, как неразборчивая функция, в присутствии крахмала расщепляет молекулы ПЭ.Примечательно, что альфа-амилаза опосредованно влияла на разложение полиэтилена в сочетании с гидролизом крахмала в смеси ПЭ-крахмал, в то время как на образцы полиэтилена без крахмала она не влияла. Таким образом, процесс деградации можно рассматривать как кометаболический процесс, при котором на расщепление ФЭ влияет комплекс крахмал-амилаза или продукт их реакции. Однако точный механизм еще не известен и должен быть подробно изучен в будущем.

Выводы

Изучали биодеградацию образцов смеси ПЭНП-крахмал водным раствором альфа-амилазы.Прочность образцов после процесса деструкции значительно снизилась, что объяснялось специфической инклюзивной структурой смеси и образованием мелких трещин в матрице образцов из-за сильных гидрофобно-гидрофильных взаимодействий между молекулами полимера и крахмала после частичной деструкции. крахмал. Более того, полученные результаты подтвердили расщепление молекул ПЭ в присутствии крахмала и амилазы. Представленные данные показали, что альфа-амилаза в присутствии крахмала оказывает неспецифическое действие на молекулы полиэтилена.Другими словами, амилаза имеет кометаболическое поведение, при котором она гидролизует крахмал как первичный специфический субстрат, и в то же время ее комплекс с крахмалом или продуктом реакции гидролиза крахмала разлагает молекулы ПЭ. В этой работе впервые сообщается о наблюдаемом влиянии амилазы на неспецифический полимерный субстрат, такой как ПЭ.

Характеристика растворов модифицированного крахмала тапиоки и их аэрозолей для высокотемпературных покрытий

Цель исследования состояла в том, чтобы понять и улучшить необычные физические свойства и свойства распыления комплексов/адгезивов, полученных из крахмала тапиоки путем добавления бората и мочевины .Характеристика физических свойств синтезированных клеев проводилась путем определения влияния температуры, скорости сдвига и массовой концентрации загустителя/стабилизатора на комплексную вязкость, плотность и поверхностное натяжение. На более позднем этапе был проведен феноменологический анализ распада факела нагретых комплексов в неподвижном воздухе. С помощью высокоскоростной цифровой камеры визуализировалась динамика распада струи в зависимости от входных параметров системы. Дальнейший анализ захваченных изображений подтвердил сильное влияние входных параметров обработки на полноконусное распыление.Было также предсказано, что нагретые клеевые растворы крахмала создают дисперсный рисунок распыления за счет частичного испарения распыляющей среды. При температуре нагрева ниже 40°C ширина и угол радиального конуса распыления существенно не менялись при увеличении чисел Рейнольдса и Вебера на ранних фазах впрыска, что приводило к увеличению макроскопического распространения распыления. Коэффициент расхода, средний расход и средняя скорость потока в значительной степени зависят от давления нагрузки, но в меньшей степени от температуры.

1. Введение

Крахмал является природным полимерным продуктом и содержится почти во всех растениях. Сегодня основными источниками большинства коммерчески доступных крахмалов являются тапиока, картофель, кукуруза, рис, пшеница и так далее. Химический состав этих крахмалов делает их очень хорошими клеями для многих промышленных процессов, включая бумажные коробки, бумажные пакеты, картон для гофрированных коробок, ламинированные картоны, герметизацию коробок, герметизацию картонных коробок, намотку труб, гуммированную бумагу, гуммированную ленту и текстильную проклейку.В последние годы исследовательские интересы крахмалов расширились от их глобального пищевого ингредиента до многих промышленных и технологических применений, включая биоразлагаемые материалы на основе крахмала для фармацевтической промышленности и сельскохозяйственной практики [1]. Например, до сих пор основной целью применения удобрений было обеспечение растений питательными веществами для увеличения или поддержания оптимальной урожайности. Азот из-за его подвижности в почве теряется в результате улетучивания и выщелачивания, что приводит к заметной неэффективности, менее экономичному выращиванию, снижению производства биомассы и неблагоприятному воздействию на окружающую среду.Поэтому исследователи и производители удобрений пытались найти способы достижения недавно поставленной цели использования удобрений. В связи с этим технология покрытия гранул карбамида жидкими полимерами получает широкое признание передовых садоводов во всем мире. Будучи дешевыми, биоразлагаемыми и экологически безопасными биополимерами, крахмальные клеи также могут использоваться в качестве потенциального материала для покрытия гранул мочевины для контролируемого выделения азота в полевых условиях [2].

Для эффективного покрытия гранул большое значение имеет правильная конструкция крахмальных клеев и соответствующий механизм покрытия. Чистые крахмалы не соответствуют стандартам, установленным многими промышленными процессами, из-за медленного схватывания и слишком низкой вязкости. Но многие клеи, полученные из чистых крахмалов, могут быть значительно улучшены производными мочевины и боратными добавками за счет повышения вязкости, быстрого схватывания и улучшения свойств раствора [3]. Обширные физические и химические изменения (поперечные связи, межцепные связи) возможны при обработке крахмалов мочевиной и боратом натрия.Эти добавки могут превратить чистый крахмал в высокоразветвленный длинноцепочечный биополимер с улучшенной вязкостью, липкостью и свойствами растворения [4].

Хорошо известно, что не только физические свойства раствора, но и связанный с ним механизм покрытия имеют большое значение для успешного процесса нанесения покрытия. Пневматические и безвоздушные/гидравлические распылители наиболее часто используются в лакокрасочной промышленности. Крахмалы, модифицированные добавками мочевины и бората, обладают высокой вязкостью и неньютоновской природой; поэтому контроль над физическими свойствами, а затем распыление в виде мелких капель будет сложной задачей для исследователей. В литературе имеется значительный объем информации, касающейся феноменологических исследований влияния химических добавок и физических свойств ньютоновских растворов [5–7]. Систематических исследований влияния химических добавок, физических свойств и конструкции форсунок на характер распыления биоразлагаемых неньютоновских растворов не проводилось. Кроме того, практичные распылительные форсунки предназначены для использования в водяных системах, и производители характеризуют их использованием воды.Затем эти сопла используются со сложными и неньютоновскими растворами, содержащими множество различных химических веществ. Результирующая комбинация таких решений и систем распыления часто не соответствует спецификации производителя. Скорее всего, это может быть связано с тем, что неньютоновские растворы проталкиваются через распылительные системы, предназначенные для ньютоновских растворов. Таким образом, дальнейшие исследования по изучению этого аспекта практических систем нанесения покрытий методом распыления будут очень полезны в будущем сельскохозяйственной отрасли [8].

В настоящей работе с конкретными целями большее внимание уделяется разработке крахмальных клеев и феноменологическому анализу разрушения их распыляемой струи при изменении давления нагнетания и температуры нагрева в неподвижной среде, где ожидается, что безразмерные параметры распыления и аэродинамические эффекты будут больше. важное значение в разрешении ограничений осесимметричного механизма распада струи. Поэтому в этом подробном исследовании были приготовлены три крахмальных клея с разным соотношением компонентов для будущих методов нанесения покрытий.Исследовано влияние температуры, скорости сдвига и массовой концентрации боратов на их физические свойства. Наконец, принимая во внимание эти свойства, крахмальные клеи нагревали и распыляли в форме полного конуса распыления с использованием лабораторного механизма прерывистого принудительного распыления жидкости. Нагревание раствора осуществлялось для мгновенного снижения вязкости клея, поверхностного натяжения и давления нагрузки, а также для его распыления в виде мелких капель. Соответствующие картины распыления визуализировались высокоскоростной камерой с разной частотой кадров.Сгенерированные данные использовались для определения важных параметров распыления, таких как массовый расход, коэффициент расхода сопла, число Вебера, число Рейнольдса, угол конуса распыления, длина конуса, ширина конуса и проникновение струи для различных температур раствора и давления нагнетания.

2. Материалы и методы

2.1. Синтез крахмальных клеев

Три композиции раствора комплекса крахмал-мочевина-борат были приготовлены по методике Ariyati et al. после некоторых модификаций [9].Состав материалов в г/1000 мл воды указан в таблице 1. Прежде всего крахмал тапиоки высушивали при 110°C в течение 2 часов для удаления всей влаги или до тех пор, пока не было замечено дальнейших изменений веса. . Измеренное количество полностью высушенного крахмала тапиоки помещали в контейнер из нержавеющей стали со смесью железа и растворяли в воде. Для полной желатинизации раствор выдерживали при 80°С в течение 30 минут. Нагрев раствора осуществляли с помощью индукционной плиты DIPO (TCK35-E), оснащенной датчиком температуры.Верхнеприводная мешалка (IKA-RW 20) также использовалась для перемешивания и равномерного перемешивания раствора при 600 об/мин. Через 30 минут в крахмальную дисперсию добавляли известные массы мочевины (сшивающий агент) и бората (желирующий агент). Затем раствор нагревали еще в течение 3 часов при постоянной температуре 80°C и перемешивании со скоростью  rpm. Окончательный раствор оставляли охлаждаться до комнатной температуры перед дальнейшей характеристикой.

---

Вода (мл) Крахмал (г) Мочевина (г) Борат (г)(° C) Скорость перемешивания (об / мин) 100010 50 15 2 9 80 600 ± 5 100012 50 15 3. 5 80119 80 600 ± 5 1000119 50 15 4,5 80 600 ± 5

9

2.2. Измерение физических свойств

После 24-часового охлаждения качество синтезированных крахмальных клеев было установлено путем исследования их физических свойств, таких как динамическая вязкость, поверхностное натяжение и плотность. Динамическую вязкость измеряли с помощью вискозиметра OFITE-1100 и программы ORCADA в диапазоне температур раствора 20–100°С и скоростей сдвига 1–1000 с ^–1 . Этот вискозиметр «все в одном» включает в себя геометрию Куэтта, механизм нагрева, поплавки и ротор для измерения вязкости.Для точных измерений температуру образца поддерживали постоянной в течение не менее 5 минут перед каждым запуском. Поверхностное натяжение измеряли с использованием метода подвесной капли, как описано в Skurtys и Aguilera [10]. Плотность всех приготовленных образцов измеряли в зависимости от температуры нагрева с помощью плотномера Anton Paar DMA 4500M.

2.3. Спецификация системы распыления

После сбора данных о физических свойствах всех трех композиций крахмальные клеи были отправлены в систему распыления, где они были распылены в форме полного конуса распыления.Экспериментальная установка, используемая для создания и визуализации распыления, показана на рис. 1. Механизм распыления должен был производить импульсное распыление снизу вверх с полным конусом. С этой целью для распыления клеевых растворов крахмала при повышенных температуре и давлении использовалась осесимметричная полноконусная распылительная форсунка от RELAB с диаметром отверстия 1,19 мм и максимальным диаметром свободного прохода 0,64 мм. Эта осесимметричная форсунка была оснащена специальной Х-образной лопастью, закрепленной на входе в форсунку, для придания завихрения и скорости вращения для получения полноконусной формы распыления. Рабочий цикл импульса распыления контролировался системой, состоящей из пневматического электромагнитного клапана двойного действия PROVAL и программируемого цифрового реле времени (SIGMA, PTC-15). Этот электромагнитный клапан выпускает воду под давлением в импульсном режиме из распылительного сопла только при активации и предотвращает избыточное распыление. Рабочий цикл клапана поддерживался постоянным на уровне 1,2 секунды на протяжении всего текущего эксперимента. Для поддержания желаемой высокой температуры в питающем резервуаре и линии подачи распыления до точки распыления использовались погружной нагреватель жидкости и нагревательные кабели, а соответствующая температура воды контролировалась с помощью термостатических контроллеров.Рабочая температура была повышена с 20 до 100 °C для кратковременного снижения требуемого давления нагрузки, вязкости и поверхностного натяжения, а также для облегчения процесса подачи жидкости. Во избежание тепловых потерь кабель электрообогрева был изолирован керамической лентой. В дополнение к температуре повышалось рабочее давление с 0,5 до 1,5  бар. Для этого использовался насос подачи жидкости, выдерживающий высокие значения температуры, который обслуживал распылительную форсунку при требуемом для нее давлении распыления.Во избежание ситуаций, связанных с перегрузкой и повреждением насоса, к основной системе была подключена обратная линия подачи для отвода лишней жидкости обратно в питающий резервуар для рециркуляции. Сетчатый фильтр из нержавеющей стали, препятствующий проникновению любого возможного мелкого мусора из потока жидкости, также был закреплен на выходе из питающего резервуара. Давление жидкости в трех различных локализованных точках в основной линии подачи контролировали с помощью манометров пружинного типа, и была введена дренажная труба для облегчения промывки оставшегося раствора в линии подачи после каждой операции.

2.4. Визуализация распыления и измерения

Для того, чтобы охарактеризовать распыление тестируемых растворов, входные параметры, такие как температура, давление, расход жидкости, длительность импульса и динамическая вязкость, варьировались; соответствующие характеристики струи, включая осевое проникновение наконечника струи, механизм распада струи, угол конуса струи, ширину струи, коэффициент расхода сопла, число Вебера и число Рейнольдса, определяли с использованием средств измерения расхода и неинтрузивной визуализации изображений. Система визуализации, использованная в этом эксперименте, состояла из высокоскоростной цифровой камеры и устройств боковой подсветки распылительной камеры. Прозрачную распылительную камеру освещали со всех сторон с помощью 9 прожекторов мощностью 300 Вт каждый и визуализировали движение распыляющей струи с помощью цифровой камеры Phantom v9.1. Эта 14-битная и 2-мегапиксельная высокоскоростная камера хорошо подходит для приложений с большим полем зрения. Он был способен записывать 1016 кадров в секунду с разрешением 1632 × 1200 пикселей и одновременно передавать захваченные видеофайлы на устройство захвата изображений.Одновременно он может хранить до 24 ГБ изображений. Выход камеры высокой четкости также обеспечивает немедленное воспроизведение записанных фильмов и отображение онлайн-изображений [5–7].

С помощью этой камеры были исследованы различные параметры распыления для каждого режима потока с использованием метода покадровой обработки изображений с последующей ручной проверкой. Данные, сгенерированные камерой, были проанализированы с использованием MATLAB и других визуальных программ для изучения некоторых из наиболее важных параметров распыления, включая осевое проникновение наконечника распылителя, механизм разрушения струи, угол конуса распыления, ширину распыления, коэффициент расхода сопла, число Вебера и Число Рейнольдса.В этих исследованиях вместо имеющегося в продаже расходомера использовался ручной метод измерения расхода воды, тогда как средняя скорость потока определялась путем деления расхода воды на площадь поперечного сечения отверстия сопла. Коэффициент расхода, число Вебера и число Рейнольдса определяли по уравнениям где – средняя скорость потока на выходе из сопла, – перепад давления, – диаметр на выходе из сопла, – плотность воды, – поверхностное натяжение, – динамическая вязкость.

3. Результаты и обсуждение

3.1. Адгезивные физические свойства

3.1.1. Температура клейстеризации

Температура, при которой гранулы чистого крахмала в нагретой водной дисперсии претерпевают переходы из кристаллического состояния в гелеобразное, называется температурой клейстеризации. Он считается важным параметром при характеристике крахмалов и их растворов при определенных условиях. Это помогает в определении типа крахмала и неоднородности популяции гранул.Отдельные гранулы крахмала имеют диапазон температур желатинизации и подвергаются желатинизации при определенной температуре в этом диапазоне. В этих исследованиях 5%-ная водная дисперсия крахмала тапиоки клейстеризовалась в диапазоне низких температур 63–84°С. В литературе сообщается, что диапазон температур клейстеризации зависит от разной степени неоднородности кристаллитов внутри гранул [11]. Таким образом, диапазон желатинизации крахмала тапиоки обнаруживает более высокую неоднородность кристаллитов его гранул и, следовательно, различную плотность структуры гранул [12].

3.1.2. Реологические свойства

При нанесении покрытий вязкость крахмальных клеев очень важна для обеспечения качества покрытий. Химические загустители, используемые для производства крахмального клея, могут быть кислотными или щелочными по своей природе. В этих исследованиях изучалось влияние бората в качестве загустителя на вязкость. Было обнаружено, что клеи, полученные при 80°C, дают очень многообещающие результаты по сравнению с коммерчески доступными клеями [1–4].Следовательно, эту температуру использовали для получения трех крахмальных клеев с массовой концентрацией боратного модификатора 2,5, 3,5 и 4,5  г. Исследовано влияние концентрации модификатора на вязкость, плотность и поверхностное натяжение клея. Вязкость как функция скорости сдвига при комнатной температуре показана на рисунке 2(а), где приготовленные крахмальные клеи демонстрируют более выраженное неньютоновское поведение. Для всех трех композиций наблюдалось истончение при сдвиге с последующим утолщением при сдвиге.Самая высокая вязкость крахмального клея была отмечена при массовой концентрации 4,5 г, за которой следуют 3,5 и 2,5 г. Критическая скорость сдвига, при которой происходит переход от разжижения к сдвигу, составляет около 45,8  с ⁻¹ для клея, содержащего 2,5 г бората, 67,3  с ⁻¹ для клея, содержащего 3,5  г бората, и 78  с ^{− 1} для клея, содержащего 4,5 г бората. Борат использовали в качестве загустителя/стабилизатора раствора и для достижения необходимой вязкости и структуры раствора.Увеличение массовой концентрации бората усиливало водоудерживающую и загущающую способность клеев. Тем не менее переход от разжижения клея к загущению при сдвиге происходил при низких скоростях сдвига. Он показывает, что адгезионная жесткость увеличивается, когда скорость сдвига превышает определенное критическое значение, что может быть связано с однородным перемешиванием при высоких скоростях сдвига и/или набуханием дисперсии. Обычно крахмальные комплексы проявляют поведение загущения при сдвиге, когда гранулы крахмала достаточно жесткие, чтобы сопротивляться приложенному сдвигу, или концентрация гелеобразующих агентов достаточно высока для возникновения скопления частиц [13].

Влияние температуры на вязкость дисперсий крахмала также изучалось в этих исследованиях, как показано на рис. 2(b). График зависимости вязкости от скорости сдвига для различных постоянных температур крахмального клея (4,5 г бората) показал, что вязкость снижалась с повышением температуры для всех трех соотношений смешивания. Было также замечено, что реакция адгезивов на сгущение при сдвиге на приложенную скорость сдвига снижается при высоких значениях температуры. При 80°C характер утончения при сдвиге был преобладающим по сравнению с утолщением при сдвиге, как показано на рисунке 2(c).После достижения наименьших значений вязкости при критических скоростях сдвига вязкость доводилась до почти постоянного состояния выше 80°С. Аналогичная тенденция наблюдалась для всех трех составов. Кроме того, кажущаяся вязкость всех соотношений компонентов смеси бората оказалась близкой при более высоких скоростях сдвига. С повышением температуры и продолжительности обработки гранулы крахмала размягчаются и становятся более деформируемыми под действием приложенных сил сдвига, что приводит к уменьшению загущения при сдвиге. При более высоких температурах переход от утончения при сдвиге к утолщению при сдвиге происходил при более низкой скорости сдвига.

3.1.3. Поверхностное натяжение и плотность

В дополнение к вязкости были также измерены поверхностное натяжение и плотность приготовленных клеев в зависимости от температуры. На графике поверхностного натяжения наблюдалась тенденция к снижению с повышением температуры клея, как показано на рисунке 3. При температуре выше 90°C поверхностное натяжение начало достигать постоянных значений для всех трех соотношений смешивания. Кроме того, поверхностное натяжение клея с 4,5 г бората было заметно выше, чем у двух других составов, которые демонстрировали очень близкое соответствие для всех температурных значений.Сообщалось, что увеличение массового отношения боратов также увеличивает молекулярную массу и водоудерживающую способность крахмальных клеев [14]. Это означает, что увеличение массовой концентрации бората будет также увеличивать плотность крахмальных клеев. Но результаты этих исследований показали номинальное влияние массовой концентрации модификатора на плотность клея, как показано на рис. эти расследования.

3.2. Adhesive Spray Properties

Визуальная характеристика и характеристика потока аэрозолей крахмальных клеев, приводимых в действие осесимметричным полноконусным распылителем и связанным с ним механизмом, были проведены с использованием техники неинтрузивной визуализации. Некоторые из выбранных изображений, сделанных при давлении нагрузки 1,5 бар и при различных постоянных температурах, представлены на рисунке 5. В этом исследовании образцы распыления всех трех составов были исследованы в диапазоне давлений 0.5–1,5 бар и диапазон температур 20–100°C. Наиболее многообещающие результаты были получены при давлении нагрузки выше 1,5 бар и температуре нагрева 80°C. В первом разделе обсуждаются результаты некоторых параметров текучести клея в зависимости от температуры, давления и времени. Массовые расходы испытанных композиций показаны на рисунке 6(а). Массовый расход через установку для распыления варьировался между испытанными крахмальными клеями. Первоначальные тесты проводились с использованием водопроводной воды, чтобы подтвердить постоянный массовый расход и установить стандарт для оценки любых наблюдаемых эффектов.Затем клей из неньютоновского крахмала пропускали через распылитель для исследования влияния давления и температуры на характеристики распыления. Просто за счет увеличения этих входных параметров наблюдались заметные изменения массового расхода. Было замечено, что вязкость раствора уменьшалась, а массовый расход сначала увеличивался с повышением давления и температуры, а затем достигал стационарного состояния после 50°C. Общее влияние температуры на этот параметр потока было значительным при фиксированных низких значениях давления и 0.5 бар в частности. В целом крахмальный клей с 2,5 г бората имел самый высокий массовый расход, за ним следовали 3,5 и 4,5 г.

Отверстие сопла хорошо работает только при полностью развитых профилях потока жидкости. При более высоких давлениях нагрузки в потоке воды возникают нестабильности. Эти неустойчивости вызваны локальными завихрениями в потоке жидкости. Следовательно, уравнение массового расхода в зависимости от плотности в соплах может быть выражено как [15] где – плотность воды, – объемный расход, – коэффициент расхода, – площадь поперечного сечения отверстия, – перепад давления.Вывод приведенного выше уравнения включает площадь отверстия сопла, и использование таких малых площадей поперечного сечения на контрактной вене не является реалистичным подходом. Кроме того, незначительные фракционные силы, турбулентность и эффекты вязкости также могут оказывать неблагоприятное влияние на массовый расход. Поэтому в этих исследованиях был введен термин «коэффициент расхода». Коэффициент расхода представляет собой отношение массового расхода на выпускном конце сопла к расходу идеального сопла.Коэффициент расхода в зависимости от давления нагнетания и температуры показан на рисунке 6(b), где наблюдалась тенденция к уменьшению коэффициента расхода с увеличением давления нагнетания для всех испытанных составов. С увеличением температуры закачки в расходе наблюдалась неуклонно возрастающая тенденция, аналогичная массовому расходу и средней скорости потока. Было предсказано, что крахмальный клей с 2,5 г бората имел самый высокий коэффициент расхода, за которым следовали 3,5 и 4.5 г массовых отношений.

Обычно частичное испарение жидкости в системе стимулируется введением тепловой энергии ниже точки кипения жидкости. Полученное паросодержание зависит от параметров процесса, таких как степень нагрева, давление и геометрия сопла. При истечении жидкости в окружающую среду с инверсией фаз происходит распад струи, а паровая фаза внутри сопла поддерживает процесс распада [16]. Таким образом, по сравнению с распылением под высоким давлением, получаются однородные формы распыления с постоянно увеличивающейся шириной распыла (рис. 7) и постоянными сферическими размерами капель.

Помимо рассмотренных выше параметров, другие режимы течения также могут быть достигнуты за счет использования нагретых жидкостей в качестве распыляющих сред [17]. Наиболее важные параметры распыления включают поток жидкости внутри распылителя и взаимодействие между струей жидкости и окружающим воздухом. Поток жидкости внутри привода и распылителей можно описать безразмерными величинами, называемыми числами Вебера и Рейнольдса. На рисунках 8(а) и 8(b) показано монотонное увеличение как числа Вебера, так и числа Рейнольдса, что приводит к улучшению распыления и увеличению макроскопической длины конуса распыления.Число Рейнольдса определяет, преобладали ли в потоке жидкости инерционные или вязкие силы и, следовательно, поток был ламинарным или турбулентным. Обычно число Рейнольдса описывает три механизма разрушения струи жидкости [15]. Во-первых, при малых числах Рейнольдса крупные капли выходят по механизму Рэлея распада струи. Во-вторых, при промежуточных числах Рейнольдса распад достигается за счет колебаний струи относительно оси струи до распада струи на связки, а затем на мелкие капли [18].Второй режим дает широкий диапазон размеров капель. Наконец, при высоких числах Рейнольдса полное распыление струи достигается на небольшом расстоянии от отверстия, как и в случае 2,5 г бората, который имел самое высокое число Рейнольдса среди всех испытанных составов.

Зависимость вторичного распыления от относительных скоростей, физических свойств жидкости и конструкции сопла описывается числом Вебера. Число Вебера представляет собой отношение инерции жидкости к ее поверхностному натяжению, поэтому ожидается, что дальнейшее дробление капель и вторичное распыление будут сильно зависеть от числа Вебера [19].В этих исследованиях самые высокие значения числа Вебера наблюдались с 2,5 г бората, который имел самое высокое число Вебера, за которым следовали 3,5 г и 4,5 г бората.

Угол конуса распыления, который определяет границу распыления, также был измерен в зависимости от температуры путем взятия среднего значения из 15 изображений, как показано на рис. 9. Никаких изменений угла конуса при давлении нагрузки 0,5  бар не наблюдалось, хотя наблюдалась небольшая тенденция к увеличению. при давлении 1 и 1,5 бар. Поскольку исследования угла конуса факела обычно проводят в полностью распыленном режиме, то уменьшение числа Вебера при постоянном числе Рейнольдса приводит к увеличению угла конуса факела.Это увеличение было значительно большим при более высоких числах Вебера, в то время как при низких числах Вебера кривые имели устойчивый характер. Таким образом, можно сделать вывод, что при больших значениях числа Вебера угол конуса факела становится менее зависимым от числа Вебера [20]. При визуализации факелов было замечено, что основные капельные потоки расходятся на границе от 3 до 57,5° и если капельный поток начинает смещать свои параметры за пределы этого диапазона, то это будет признаком неисправности или повреждения форсунки. Поэтому рекомендуется, чтобы для каждого режима потока визуализация струи и анализ данных выполнялись не менее 5 раз, чтобы обеспечить точность результатов, полученных для угла конуса струи. В этих исследованиях максимальная ошибка 6,7% была отмечена в угле конуса распыления при выполнении анализа ошибок.

Проникновение наконечника жидкости, которое определяется как расстояние от выходного отверстия сопла за определенный интервал времени, также измерялось в зависимости от температуры, времени и давления.На рис. 10 показано проникновение наконечника в зависимости от времени при температуре нагрева 80°C. Было замечено, что проникновение наконечника увеличивается с давлением нагрузки и временем [21]. До 60 мс наблюдалось линейное увеличение проникновения наконечника, а затем плато. Эта устойчиво возрастающая тенденция показывает, что испарение среды зависит от подачи тепловой энергии и, следовательно, от проникновения наконечника [22].

4. Выводы

В этом документе представлены результаты подготовки и характеристики крахмальных клеев для будущих покрытий. Крахмал тапиоки был успешно модифицирован добавлением различных масс бората в качестве желирующего агента и мочевины в качестве сшивающего агента. Возможные улучшения физических свойств синтезированных клеев были представлены путем изучения влияния температуры, скорости сдвига и массы бората на плотность, вязкость и поверхностное натяжение клеев. Затем была предпринята попытка связать конструкцию сопла, входные параметры и физические свойства клея с наблюдаемым поведением факелов распыла.Синтезированные клеи на основе крахмала тапиоки были распылены в форме полного конуса распыления с использованием собственной системы распыления снизу вверх. Клеевые составы испытывали при температуре от 20 до 100°С и давлении нагрузки от 0,5 до 1,5 бар. Изображение распыления было выполнено с помощью высокоскоростной цифровой камеры. Фотографические исследования подтвердили, что температура клея существенно влияет на разрушение струи и поведение распылителя в окружающем воздухе. Инжекция тепловой энергии в систему оказывается наиболее важным граничным условием распыления, которое сильно влияет на безразмерные параметры, такие как числа Вебера и Рейнольдса. Наиболее благоприятные результаты по этим параметрам были получены при давлении нагрузки 1,5 бар и температуре воды 80°C. Числа Вебера и Рейнольдса также считались наиболее подходящими для разрушения и испарения струи жидкости, поскольку они создают тонкий баланс между вязкостью и удерживанием для обеспечения очень хороших условий распыления. Наконец, был сделан вывод о том, что состав клея, насос для подачи жидкости, распылительное сопло и механизм распыления всегда должны быть хорошо оптимизированы для получения надлежащих результатов распыления.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации данной статьи.

Благодарность

Этот исследовательский проект частично финансируется Программой долгосрочных исследовательских грантов (LRGS) Министерства высшего образования Малайзии, №. 15-8200-137-4-3.

Что происходит, когда вы готовите картошку?

Картофель — один из самых универсальных продуктов. Их можно запекать, жарить, варить или пюрировать.Ешьте их теплыми или холодными, с большим количеством приправ или просто так. Вы можете есть их спустя месяцы после сбора урожая или свежими из земли. Варианты буквально безграничны.

Есть одна общая черта, которая объединяет большинство блюд из картофеля: все они каким-то образом приготовлены. Очень редко можно увидеть блюдо из сырого картофеля, сок из сырого картофеля является лишь одним из этих немногих исключений, почти все блюда включают в себя нагревание этого картофеля.

Для этого есть веская причина.Сырой картофель не очень удобоваримый (и вкусный) для человека. Но однажды приготовленный картофель уже никогда не будет прежним. Так что же происходит во время приготовления? Что превращает этот сырой твердый картофель во что-то, что едят во всем мире?

Из чего сделан картофель?

Перед приготовлением картофель представляет собой сырую часть растения, точнее, клубень. Он предназначен для посадки и превращения в новое растение картофеля. Сырая картошка «живая». Он может прорасти во время хранения и будет дышать.

Внутренняя часть картофеля довольно однородна и состоит из клеток, наполненных питательными веществами, которые служат отправной точкой для этого растения. Кожура защищает внутреннюю часть и довольно тонкая, особенно у недавно собранного и более мелкого картофеля.

Все клетки внутри картофеля имеют одинаковую базовую структуру: клетка содержит мешок с водой, ядро ​​и различные другие структуры («фабрики»), поддерживающие работу клетки. Каждую клетку окружает клеточная стенка, которая защищает внутреннюю часть.Эти клеточные стенки удерживают все вместе и обеспечивают твердость картофеля благодаря явлению, называемому тургором. Этот тургор вызван тем, что вода внутри клетки давит на клеточные стенки. Если картофель высыхает и теряет влагу, вы заметите, что он становится мягким, теряет тургор.

Как сами клетки, так и клеточные стенки играют важную роль в текстуре и структуре картофеля. В сыром картофеле большинство клеток не повреждены, а клеточные стенки твердые. Однако, как только вы начнете готовить картофель, все изменится, что приведет к изменению текстуры картофеля.

Знаете ли вы, что картофель родом из Южной Америки? Пару веков назад картофель был завезен в другие регионы мира. На сегодняшний день это один из основных продуктов питания в мире.

Химический состав

Неудивительно, что большая часть картофеля состоит из воды, около 80%. Это очень характерно для фруктов и овощей. Остальная часть картофеля состоит в основном из углеводов (> 15%), из которых большую часть составляет картофельный крахмал (более 85%). Крахмал – это способ хранения растениями энергии (глюкозы).В случае с картофелем эта энергия сохраняется, чтобы быть доступной при выращивании нового растения. Крахмал находится в клетках в виде гранул размером 1-100 мкм. Каждая гранула состоит из множества молекул крахмала.

В картофеле практически нет жира и всего несколько процентов приходится на белок. Картофель также содержит много других второстепенных компонентов, таких как витамины и минералы.

Информационный бюллетень

Хотите быть в курсе новых статей о пищевых продуктах? Подпишитесь на нашу еженедельную рассылку

Несмотря на то, что все крахмалы имеют одинаковый базовый химический состав, их поведение различается.Например, кукурузный, картофельный, рисовый и пшеничный крахмал немного отличаются друг от друга! Даже крахмал из двух разных сортов картофеля может вести себя по-разному.

Стены клеток

Состав клеточных стенок сильно отличается от самих клеток. Они не содержат ни этого большого резервуара, ни воды, ни большого количества крахмала. Вместо этого клеточные стенки в основном состоят из крупных молекул, таких как целлюлоза, гемицеллюлоза и пектины. Эти молекулы помогают придать структуре картофеля и удерживать все вместе.

Что происходит при варке картофеля?

Когда вы готовите картофель, независимо от того, варите ли вы его, жарите, запекаете или готовите на пару, ваш картофель визуально изменится. Он превращается из твердого клубня в более мягкий, рассыпчатый продукт, который легче растирать, прокусывать, резать и жевать. Так что же вызывает эти преобразования?

Подогрев картофеля

Конечно, все начинается с разогрева картошки. Это может происходить очень быстро (например, обжаривание во фритюре тонко нарезанных кусочков в масле) или медленнее (например,г. приготовление целой картофелины). Тепло почти всегда (за исключением использования микроволновой печи) сначала нагревает снаружи. Затем тепло проникает повсюду, пока весь картофель не станет горячим. Энергия, которую приносит тепло, инициирует превращения и реакции внутри картофеля.

Почему большая картофелина готовится дольше, чем маленькая?

Основная причина разницы во времени приготовления мелкого и крупного картофеля (кусками) заключается в том, что картофелю требуется время, чтобы нагреться.Когда картофель нагревается снаружи, это тепло должно медленно проникать в картофель.
Кратчайшее расстояние внутри картофеля определяет скорость проникновения тепла. Вот почему длинный картофель фри будет готовиться так же быстро, как и короткий картофель фри, именно толщина картофеля фри ограничивает теплопередачу (конечно, при условии, что мальки длиннее, чем толстые!).

Вы когда-нибудь покупали предварительно сваренный картофель и замечали, что все кусочки имеют одинаковый размер? Это помогает гарантировать, что весь ваш картофель будет готов за одинаковое время!

Большой целый запеченный картофель готовится значительно дольше, чем маленький.

«Убить» картошку

Первое, что происходит при нагревании картофеля, это то, что он «убивается». Сырая картошка жива, вы можете закопать эту картошку в землю и вырастить растение. Тем не менее, высокая температура инактивирует и разрушит несколько важных компонентов картофеля, потеряв способность снова вырасти в растение. Важной частью живых организмов (в том числе и человека) являются ферменты, катализирующие множество реакций, необходимых для жизни. Тепло инактивирует эти ферменты. После деактивации они не могут быть повторно активированы.Вы можете попробовать посадить вареную картошку, но это мало что даст!

Химические реакции

Дезактивация этих ферментов — это только начало. Как только картофель станет достаточно горячим, произойдет несколько других химических реакций, которые необратимо изменят картофель. Вы прошли точку невозврата, ваша картошка уже никогда не будет прежней!

Как и в случае с любой едой, одновременно происходит множество различных процессов, и мы не можем обсуждать все. Вместо этого мы сосредоточимся на трех основных процессах, которые объясняют многие преобразования, которые вы увидите:

.

1. Тепло разрушает и размягчает клеточные стенки.Отдельные клетки больше не удерживаются вместе так плотно. Сами клетки могут сломаться и разорваться, что приведет к высвобождению молекул внутри. Молекулы могут реагировать и вызывать дальнейшие изменения.
2. Крахмал поглощает воду и желатинизируется.
3. При достаточно высоких температурах сахара и белки в картофеле вступят в реакцию Майяра. Это делает картофель коричневым и приобретает много вкусных ароматов.

Химические реакции происходят не только при нагревании картофеля.При хранении происходят различные химические реакции. Например, хорошо известно, что хранение картофеля в холодильнике приводит к расщеплению крахмала на сахара.

Разрушение клеточной структуры

Стенки клеток — это клей, который скрепляет клетки картофеля. Однако при нагревании картофеля этот «клей» начинает растворяться, и структура начинает разрушаться. В частности, известно, что пектины в клеточной стенке растворяются.

Как только «клей» между клетками начнет размягчаться, ощущения от употребления картофеля также будут совсем другими.Картофель будет легче откусить, так как клетки легче отходят друг от друга. Это одна из причин, почему вареный картофель мягче сырого.

Повышение температуры также изменяет проницаемость клеточных стенок картофеля. При более высоких температурах более мелкие молекулы могут проходить через клеточные стенки и клеточные мембраны (особенно выше 60°C, 140°F), изменяя свой состав.

В некоторых случаях не только клеточные стенки, но и сами клетки могут ослабевать и даже разрываться.Если клетки разрываются, они высвобождают свои компоненты в остальную часть картофеля, изменяя структуру картофеля в целом.

Клейстеризация крахмала

Большая часть картофеля состоит из крахмала, поэтому изменения, которые претерпевает картофельный крахмал во время приготовления, оказывают большое влияние на свойства приготовленного картофеля. Мы подробно обсуждали изменения, которые претерпевает картофельный крахмал во время приготовления пищи, в другом посте, но здесь дадим краткий обзор.

При нагревании картофеля гранулы крахмала в клетке начинают поглощать все больше и больше воды, в результате чего они набухают.В какой-то момент гранулы крахмала лопнули. Каждая гранула крахмала содержит множество отдельных молекул крахмала, состоящих из амилозы и амилопектина. Затем они «освобождаются» в ячейке, и некоторые даже покидают ячейку, если ячейка сломалась или стала достаточно пористой.

Удаляется ли при приготовлении картофеля картофельный крахмал?

Это часто задаваемый вопрос, но нет, при приготовлении картофеля картофельный крахмал не удаляется. Конечно, некоторое количество крахмала может вытечь во время приготовления, но большая его часть останется внутри картофеля.Более того, если вы удалите из картофеля весь крахмал, у вас останется очень мало картофеля! Все, что вам нужно, это вода с небольшим количеством белков и микроэлементов.

Обжаривание картофеля

При некоторых способах приготовления картофель не только размягчается и меняет текстуру, но и становится коричневым: например, картофель фри или чипсы. Вы обнаружите это преобразование только в методах приготовления, где используются высокие температуры, значительно выше 100°C (212°F), и где содержание влаги не слишком велико.

Сама трансформация вызвана реакцией Майяра, которая является реакцией между белками и сахарами. Насколько быстро и происходит ли реакция, зависит от нескольких факторов. Во-первых, температура, чем выше температура, тем быстрее она будет протекать (именно поэтому картофельные чипсы, обжаренные при 180°С, подрумянятся быстрее, чем жареные при 140°С). Содержание влаги, реакция Майяра протекает очень медленно в очень влажной среде. Количество сахара и белка в вашем картофеле.Если ваш картофель содержит больше сахара, реакция пойдет быстрее, и ваш картофель подрумянится быстрее.

Особенно этот последний фактор вызывает много различий между картофелем. Если картофель хранится по-другому, если он другого сорта и т. д., степень и скорость потемнения будут другими.

Перераспределение влаги

Помимо всех этих происходящих реакций, которые необратимо изменяют картофель, происходит еще один важный процесс, ускоряемый теплом: движение влаги.

Сырой картофель содержит много воды. Во время приготовления часть этой воды может испариться из картофеля, в зависимости от способа приготовления. Степень удаления влаги оказывает огромное влияние на конечный продукт. Влага покидает картофель, когда он нагревается выше точки кипения воды (100°C/212°F), как, например, в случае жарки во фритюре.

Избавившись от достаточного количества влаги, картофель может стать хрустящим (здесь мы более подробно рассмотрели вопрос о хрустящей корочке). Чтобы весь картофель получился хрустящим, из всего куска необходимо удалить достаточное количество влаги.Конечно, для тонкого кусочка картофеля (например, чипса) это намного проще, чем для крупного картофеля. Вот почему чипсы хрустят целиком, тогда как большая запеченная картошка будет хрустящей только снаружи, а внутри останется мягкой и сочной.

Задача: сохранить хрустящую корочку!

Сделать картофель хрустящим — это одно, а сохранить его хрустящим — совсем другое дело!

В окружающем нас воздухе много влаги, особенно во влажной среде. Энергетически вода стремится равномерно распределиться по отдельным фазам/компонентам (подробнее об этом явлении читайте здесь).В результате влага из воздуха снова захочет попасть в ваш картофель. Кроме того, если внутри вашего картофеля все еще содержится много влаги, она переместится наружу, размягчив корку. Именно поэтому чипсы упакованы в специальную герметичную упаковку, а картошку фри лучше съесть побыстрее!

Открытый пакет с картофельными чипсами, чипсы начинают размягчаться вскоре после открытия!

Почему мучнистый и восковой картофель готовятся так по-разному?

Есть много разных сортов картофеля.Они различаются по размеру, вкусу, форме, цвету и мучнистости по сравнению с воском. Этот последний дескриптор особенно уникален для картофеля и относится к тому, как ведет себя картофель после приготовления. Восковидный картофель имеет тенденцию быть более твердым и лучше держит форму, его будет труднее размять. С другой стороны, мучнистый (также называемый крахмалистым) картофель легче распадается, когда вы пытаетесь сделать из него пюре.

Теперь, когда мы знаем, что происходит при приготовлении картофеля, мы можем объяснить эту разницу, взглянув на то, как разрушаются клеточные стенки и клетки и как ведет себя крахмал в этих сортах.

Обратите внимание, что большая часть картофеля не полностью мучнистая ИЛИ чисто восковая. Это скорее непрерывная шкала, где некоторые из них очень рыхлые, другие слегка восковые и т. д. Кроме того, если вы хотите действительно хорошо описать картофель, вам также понадобятся другие дескрипторы, такие как твердость и влажность. Однако для простоты мы сосредоточимся на восковом и мучнистом картофеле.

Разрыв клеток картофеля (восковидный) и разрыв (Мили)

Процессы, которые мы только что обсуждали и которые происходят при приготовлении картофеля, влияют на то, является ли картофель восковым или мучнистым.Интересно, что в случае мучнистого картофеля особенно ослаблены связи между клетками. Сами клетки остаются в контакте, но «клей», удерживающий их вместе, ослабевает, помогая им развалиться.

У восковидного картофеля эти ослабленные связи между клетками все же имеют место, но в меньшей степени. Кроме того, в процессе приготовления повреждается больше реальных клеток, что приводит к утечке части крахмала, что усиливает воскообразный, влажный вкус во рту.

Является ли картофель мучнистым или восковым, определяется его сортом.Это определяет состав клеточных стенок и клеток и то, как они ведут себя при нагревании.

Содержание крахмала

Как мы уже говорили, кулинарный крахмал играет важную роль при приготовлении картофеля. Крахмал важен не только во время приготовления, но и после, когда картофель остывает и крахмал «перекристаллизуется». Эта перекристаллизация может придать картофелю дополнительную твердость. Вообще говоря, мучнистый картофель содержит больше крахмала, чем восковой сорт.

Многие исследователи также изучали тип крахмала (например,г. содержание амилозы в сравнении с содержанием амилопектина), форма и размер гранул и то, как они могут влиять на мучнистость и восковость. Выводы в этой области иногда противоречат друг другу, поэтому четких взаимосвязей не обнаружено.

Как приготовить картошку

Существует буквально бесконечное количество способов настроить и контролировать эти научные процессы, чтобы каждый раз делать картофель немного другим. Сколько влаги вы удаляете? Как долго вы варите картошку, так сколько времени вы даете химическим реакциям? При какой температуре вы инициируете эти процессы? Несмотря на то, что основы остаются прежними, полученный картофель может сильно отличаться!

Конечно, одного идеального способа приготовить картошку не существует.Но есть несколько основных техник, которые являются отличными отправными точками. Мы выделим несколько, сосредоточившись на обсуждении того, какие именно преобразования происходят (или не происходят)!

Отварить картофель в воде

Как?

Доведите до кипения кастрюлю с водой и добавьте картофель (можно с небольшим количеством соли). Они могут быть очищены или неочищены, нарезаны на кусочки или помещены целиком. Готовьте, пока картофель не станет мягким (проверьте вилкой/ножом).

Преобразования

Стенки клеток размягчаются, часть клеток разрушается, крахмал варится.

Нет реакции Майяра (недостаточно жарко, слишком много воды)

Приготовление в микроволновой печи

Как?

№

Поместите целый (неочищенный!) картофель в микроволновую печь и нагрейте до полной готовности. Время зависит от размера и мощности, обычно 5-12 минут.

У нас есть обширный пост о приготовлении картофеля в микроволновке.

Преобразования

Нет реакции Майяра (недостаточно жарко, слишком много воды)

Картофель получается более сухим по сравнению с кипячением в воде, что очень удобно, если вы хотите запечь/жарить его в следующий раз.

Картофельное пюре

Как?

Приготовьте картофель (например, отварив в воде или в микроволновой печи), а затем разомните вилкой/давилкой в ​​пюре. Вы можете сделать их настолько роскошными, насколько захотите (например, добавив сливочное масло).

Используйте мучнистый картофель для пюре, они легче развариваются!

Преобразования

Тепло разрушает клеточные стенки, отделяя клетки друг от друга, что облегчает растирание.

Здесь нет хруста, вы же не хотите пересушивать месиво.Полный гладкости, благодаря картофельному крахмалу!

Погружение в масло

Как?

Погрузите в горячее масло, пока они не прожарятся, не станут хрустящими и слегка подрумянятся. Может включать только одну стадию обжарки или несколько (например, сначала при 160°C, затем при 180 ° C). Также можно совмещать с предварительным приготовлением в микроволновке или кипячением воды. Лучше всего делать с предварительно нарезанным/нарезанным картофелем

Узнайте все об этом способе приготовления картофеля фри здесь.

Преобразования

Масло достаточно горячее, чтобы произошла реакция Майяра и чтобы картофель подрумянился (слегка).

Тепло и скорость создают хороший контраст между хрустящим и влажным.

Обжарить в небольшом количестве масла

Как?

Используйте плоскую сковороду с небольшим количеством горячего масла и обжарьте картофель в тонком слое масла. Это займет больше времени, чем их полное погружение, и лучше всего сочетается с методом предварительного приготовления (например, с использованием микроволновой печи). Лучше всего использовать кусочки картофеля (не целые картофелины, если только они не маленькие!).

Преобразования

Масло достаточно горячее, чтобы произошла реакция Майяра, и картофель хорошо подрумянился.

Может быть приятно хрустящим снаружи и влажным внутри.

Запечь целый картофель

Как?

Поместите целый картофель в горячую духовку или барбекю (заверните его в алюминиевую фольгу, чтобы сохранить тепло внутри). Чтобы вся картошка стала горячей, нужно время. Фольга помогает сохранить тепло и влагу, поэтому внешняя сторона не высохнет до того, как внутренняя часть полностью приготовится.

Преобразования

После того, как вы откроете фольгу и подождите, пока картофель запечется, он может стать хрустящим снаружи!

Источники

Д.Кумар, Обзор факторов, влияющих на содержание сахара в картофеле, 2004 г., Ann. заявл. Биология, 145:247-256

Н. ван Марле, Характеристика изменений в тканях картофеля во время приготовления в зависимости от развития текстуры, 1997 г., ISBN: 90-5485-661-0, ссылка

МакКомбер, Дайан Р.; Хорнер, Гарри Т .; Чемберлен, Марк А .; и Кокс, Дэвид Ф., «Различия сортов картофеля, связанные с мучнистостью» (1994). Публикация и документы по ботанике. 55. http://lib.dr.iastate.edu/bot_pubs/55

Джасприт Сингх, Лавдип Каур, Достижения в области химии и технологии картофеля, 2016 г., Academic Press, главы 2, 3 и 14, ссылка

В.А. Вацлавик, Основы науки о продуктах питания, 2008 г., третье издание, глава 4 Крахмалы в пищевых продуктах ссылка

Правильный выбор крахмала для работы

Натуральные крахмалы содержат смесь двух основных крахмалов — крахмала с длинной прямой цепью, амилоза , и крахмала с короткой цепью, амилопектина с разветвленной цепью . Характеристики крахмала меняются в зависимости от различных пропорций амилозы и амилопектина.

Зерновые крахмалы, такие как пшеница, кукуруза или овес, содержат от 22 до 27 процентов амилозы, что является относительно большим количеством.Они:

1. Ясны в жару и мутны в холод. (Соусы с мукой непрозрачны как в горячем, так и в холодном виде, потому что мука содержит вещества, отличные от крахмала.)

2. Достаточно толстый, чтобы его можно было нарезать ножом.

3. Становятся губчатыми и выделяют водянистую жидкость при замораживании и оттаивании.

4. Загустеет чуть ниже точки кипения воды и может оставаться горячим без повреждений.

5. Разогреть без разбавления.

6. Разбавляется при перемешивании после остывания и твердого затвердевания.

Корневые крахмалы, такие как тапиока и аррорут, а также восковые крахмалы содержат до 99 процентов амилопектина. Они:

1. Кристально чистые в горячем или холодном виде.

2. Наиболее толстые в горячем состоянии при температуре геля. Немного разжижается при остывании. Плотное, прозрачное, блестящее покрытие — недостаточно прочное для резки.

3. Хорошо заморозить и разморозить без изменений.

4. Сгущаются при более низких температурах, чем зерновые крахмалы.

5. Разжижается при энергичном перемешивании, в горячем или холодном виде.

Во многих случаях правильно подобрать крахмал несложно. Для пирога с кокосовым кремом вам понадобится достаточно густой крахмал, чтобы его можно было нарезать — используйте муку или кукурузный крахмал. Для обжаривания вам понадобится прозрачное покрытие — используйте кукурузный крахмал, потому что он прозрачный в горячем виде. Но с вишневым пирогом возникают проблемы, потому что вам нужен чистый горячий или холодный. Это означало бы корневой крахмал, такой как тапиока или аррорут. Хотя это даст вам прозрачное толстое покрытие, оно немного истончается при повторном нагревании.

No related posts.