Pochodzenie
Przez wiele lat najpopularniejszą i najbardziej rozpowszechnioną skrobią była pszenica, ze względu na obfitość ziarna. Wraz z rozwojem upraw ziemniaków i kukurydzy w XVIII wieku stały się one również powszechnym źródłem skrobi. Wraz ze wzrostem popularności żywności przetworzonej i pakowanej, pojawiła się potrzeba stworzenia określonych atrybutów z węglowodanów. Procesy modyfikacji rozwijały się bardzo szybko, a przepisy FDA ewoluowały w celu oceny rodzajów modyfikacji dozwolonych do stosowania w żywności.
Funkcja
Różne podejścia do modyfikacji skrobi zaowocowały nowymi skrobiami, które mogą nadać niektóre z następujących korzyści produktom spożywczym:
- Zagęszczanie (budowanie lepkości) płynnych produktów spożywczych w temperaturze pokojowej lub w niskich temperaturach
- Doskonała stabilność podczas zamrażania-rozmrażania
- Tworzenie struktury polimerowej w wypiekach bezglutenowych
- Zdolność żelowania w niższych temperaturach
- Przyczepność
- Doskonała kontrola wilgoci
- Przedłużenie okresu przydatności (zapobieganie stalowaniu)
- Enkapsulacja lotnych aromatów i smaków dodawanych do produktów spożywczych
Zmodyfikowaną skrobię pszenną można stosować w nieskończonych produktach, takich jak:
- Ciasto
- Ciasta drożdżowe
- Płatki śniadaniowe
- Dodatki
- Zupy
- Sosy
- Produkty typu budyń
- Lukiery
- Nadzienia do ciast
- Bita śmietana
- Galetki
- Bazy
- Ciasta piankowe
Produkcja komercyjna
Modyfikowana skrobia pszenna jest produkowana z mąki pszennej zgodnie z następującym schematem blokowym:
Aplikacja
Chemiczna modyfikacja skrobi pszennej
Modyfikacja chemiczna skrobi pszennej polega na obróbce granulek skrobi małymi ilościami odczynników chemicznych o jakości spożywczej. Jak w przypadku każdego innego procesu reakcji, na etapie modyfikacji kluczowe znaczenie mają mieszanie, temperatura, pH i czas reakcji.
- Depolimeryzacja kwasami (skrobia rozcieńczona kwasem): Skrobia w postaci granulek jest moczona w kwasie w celu obniżenia temperatury żelatynizacji, poprawy klarowności żelu, zmniejszenia tendencji żelu do retrogradacji po schłodzeniu, zmniejszenia lepkości gorącej pasty i modyfikacji wytrzymałości żelu. Dodatek kwasu do skrobi powoduje częściową, ale wysoce kontrolowaną hydrolizę, która zmniejsza rozmiar polimeru polisacharydu, tworząc w ten sposób nowe redukujące końce.
- Stabilizacja: Skrobie stabilizowane są zastępowane nowymi grupami bocznymi jako zamiennikami grup hydroksylowych. Podstawnikami mogą być etery (np. hydroksypropyl, hydroksymetyl) lub estry (np. bezwodnik kwasu oktenylobursztynowego, octan, fosforan) i dodaje się je do ziarnistej skrobi. Właściwości stabilizowanej skrobi są modulowane przez dokładny charakter grupy podstawiającej:naładowana (polarna) lub nienaładowana, hydrofobowa (niepolarna) i czy jest związana wiązaniem eterowym lub estrowym.
Po wprowadzeniu do granulki skrobi, podstawniki zapobiegają takiemu samemu ciasnemu upakowaniu cząsteczek skrobi. W konsekwencji wolna woda jest w stanie lepiej uwodnić granulkę, a zatem temperatura żelatynizacji jest obniżona. Podczas chłodzenia żelu skrobiowego podstawniki ograniczają połączenia międzyłańcuchowe retrogradacji. Zapewnia to lepszą stabilność zamrażania-rozmrażania i zmniejszoną tendencję do synerezy. Skrobia modyfikowana OSA wykazuje doskonałe właściwości kapsułkujące, zastępujące tłuszcz i emulgujące. Skrobia modyfikowana OSA jest również skrobią wolno trawioną (SDS) o niskiej odpowiedzi glikemicznej.
- Powiązania krzyżowe: Sieciowanie w skrobiach ziarnistych uzyskuje się poprzez reakcję grup –OH z odczynnikami dwufunkcyjnymi (np. trimetafosforanem sodu), które prowadzą do usieciowania, takich jak estry fosforanowe dwuskrobi i adypinian dwuskrobiowy (przy użyciu bezwodnika kwasu adypinowego). Sieciowanie wzmacnia strukturę granulek i sprawia, że granulki skrobi są bardziej odporne na ekstremalne temperatury (np. puszkowanie lub retortowanie), wysokie ścinanie i wysoce kwaśne systemy żywnościowe.
Fizyczna modyfikacja skrobi pszennej
- Zabiegi termiczne
- Wstępna żelatynizacja (wstępnie ugotowane, błyskawiczne skrobie)
- Skrobia ziarnista pęczniejąca w zimnej wodzie
- Obróbka cieplna/wilgociowa i ścinanie mechaniczne (HMT)
- Wyżarzanie
- Podgrzewanie suchej skrobi
- Zabiegi nietermiczne
- Intensywne frezowanie kulkowe
- Ultradźwięki
- Obróbka wysokociśnieniowa
- Pulsujące pole elektryczne
Enzymatyczna modyfikacja skrobi pszennej
- Hydroliza lub upłynnianie enzymatyczne (przy użyciu różnych amylaz)
- Dekstrynizacja i scukrzanie do produkcji syropu fruktozy i glukozy
- Cyklodekstrynizacja
Przepisy
Skrobie modyfikowane są dozwolone w produktach spożywczych przez amerykańską FDA. W przypadku skrobi modyfikowanych chemicznie, ilość jakiejkolwiek substancji stosowanej w celu wpłynięcia na taką modyfikację nie może przekraczać ilości racjonalnie wymaganej do osiągnięcia zamierzonego efektu fizycznego lub technicznego, ani też nie przekroczyć zalecanych ograniczeń. Agencja wymienia również zatwierdzone odczynniki, które można stosować w modyfikacjach chemicznych.
W UE do użytku spożywczego dopuszczonych jest 12 modyfikowanych skrobi.
