Нишестето изобилства от скорбялни храни като зърнени храни, от които може лесно да се извлече и е най-евтиното от всички вещества с тези свойства; най-използваното нишесте е това, получено от царевица 9.
Самородните нишестета се получават от зърнени източници (от зърно или странични продукти), запазвайки естествената структура на нишестето, тяхната полезност е, че те регулират и стабилизират структурата и благодарение на техните желиращи и сгъстяващи свойства.
Тези съединения са отлична суровина, тяхната функционалност зависи от средното молекулно тегло на амилозата и амилопектина, както и от молекулярната организация на тези глюкани в гранулата 10.
Приблизително 80% от зърненото зърно е съставено от въглехидрати и в тях нишестето е това с най-висок дял 11, което може да се наблюдава в следната таблица:
Таблица 1. Състав във въглехидратите на зърнените култури
Хемицелулоза
Безплатни захари
От анатомичните части на зърнените зърнени култури ендоспермът е нишестено находище par excellence; като цяло обаче разпределението му в частите му се различава. Например, периферният ендосперм се характеризира с това, че има малки, ъглови и компактни нишестени единици, докато в стъкловидния ендосперм нишестените гранули заемат по-голямата част от клетъчното пространство и са заобиколени и отделени от протеиновия матрикс и имат ъглови форми. От друга страна, в скорбялния ендосперм, който е затворен от стъкловидното тяло, нишестените звена са по-големи и по-малко ъглови 1.
Съотношението между тези ендосперми определя твърдостта и плътността на зърното и следователно много фактори, които влияят върху обработката, като време за готвене, сухо и мокро смилане, обелване и т.н. единадесет.
Нишестето се съхранява в гранули, които се образуват в амилопласти в ендоспермните клетки, които се различават по форма и размер в зависимост от зърнените култури. В повечето зърнени култури всеки амилопласт съдържа зърно, но в случая на ориз и овес има много във всяка от тях.
Има разлики между нишестените гранули на различните зърнени култури по отношение на размера и формата. В пшеницата, ечемика и ръжта има нишестени гранули с два размера, някои големи лещовидни, а други малки и сферични.
Съставът на тези гранули е сходен и е необходимо само да се подчертае много по-високата повърхност на единица маса на малките. И при царевицата, и при соргото нишестените гранули са много сходни, както по размер, така и по форма (между многогранника на външната зона на царевицата и сферичната част на вътрешната част). Гранулите на същите също са подобни, макар и по-малки. От друга страна, отделните гранули оризово и овесено нишесте са сходни, с многостранна форма и са представени под формата на съставни зърна. Тези съставни зърна обаче са различни, тези на овеса са големи и сферични, а тези на ориза са по-малки и многогранни.
Следващата таблица показва характеристиките на нишестените гранули в зърнените култури по отношение на размера и формата.
Таблица 2. Характеристики на нишестените гранули в зърнените култури.
малки: 1-40 m
Концентрични пръстени понякога забележими
Съдържащ до 80 отделни гранули
Твърд ендосперм Мъжест ендосперм
Няма концентрични пръстени. Звездна нишка.
Съдържа до 150 отделни гранули
Има няколко сорта царевица, всяка от които има различни характеристики, най-известните са:
а) бяло: има рохкав и брашнен ендосперм, не съдържа роговично нишесте.
б) Dentiform: икономически е най-важен, има рогова скорбяла отстрани на зърното.
° С) Продължително: вътре в зърното му има само брашнен ендосперм и страните, наложени от роговично нишесте, така че придобива известна твърдост и защита срещу изсушаване.
г) Издухване или паломино: почти целият ендосперм е роговично нишесте, с топлина кутикулата на семето избухва, когато нишестето се гелира и ендоспермът се разширява навън. Има голямо приложение като лакомство.
д) Сладко: Той съдържа само амилопектин в ендосперма си, тъй като поради мутация в неговата ДНК, той не разполага с всички ензими за синтеза на общо нишесте. Има по-високо съдържание на мазнини, протеини и разтворими въглехидрати, които му придават сладък вкус, широко се използва като зеленчук.
Според своите физически и/или функционални свойства царевицата може да бъде класифицирана като: бяла, синя и лилава, назъбена, кристална, пуканки, с високо съдържание на амилаза, високо съдържание на лизин, високо съдържание на масло, пазолеро или куско, жълто, восъчно; последните две са най-важните за получаване на нишесте; По този начин имаме, че жълтата царевица е най-произвежданата в световен мащаб, тя се характеризира с високо съдържание на каротеноидни пигменти в ендосперма и е предпочитаната царевица за рафиниращата нишесте индустрия, докато восъчната царевица има ниско съдържание на амилоза (0? 5%), с восъчен вид на ендосперма, използван от индустрията за рафиниране на нишесте, неговите функционални свойства са в контраст с нишестето от нормалните ендосперми 11.
Най-разпространеният глюзиден компонент в царевицата също е нишестето. Гранулите му са подобни на овесените, но малко по-големи и многоъгълни, със звездовидна цепнатина в нишка. Добре познатото царевично нишесте е по същество царевично нишесте, има голяма полза в сладкарството и като подобрител на хляба 11.
Царевицата също така съдържа декстрини и 2 до 4% захароза, което в случай на сладка царевица може да надвишава 6%.
Пшеничното семе се състои от три части: ендосперм, около 83% от семето; трици, около 14,5% и зародиши, около 2,5%.
Ендоспермът е източникът на бяло брашно, съдържа приблизително 90% нишесте и протеини, останалото е влага и малки количества мазнини, пепел и пентозани 1.
Разликата между твърдата и меката пшеница се крие в ендосперма, нишестената вътрешна част на семето. При меките сортове пшеница нишестените гранули са по-слабо свързани с протеиновата матрица, отколкото твърдата пшеница. Очевидно това се дължи на фриабилин, малък протеин, присъстващ в мека пшеница 1.
Нишестето е основният въглехидрат в пшеницата и брашното. Нормалното пшенично нишесте съдържа 25% амилоза (най-малката, линейна нишестена молекула) и 75% амилопектин (най-голямата разклонена молекула). В присъствието на излишна вода, както при амилограф, нишестето желатинизира при 65 ° C (159 ° F). В ограничени водни системи, включително повечето форми за печене, температурата на желатинизиране е с 5 ° C до 15 ° C (9 ° F до 27 ° F) по-висока. В екстремни ситуации, ограничени от вода, като тесто за бисквити, повечето нишестени гранули никога не желатинизират 1.
Пшеница, ръж (Secale cereale) и ечемик (Hordeum vulgare) имат два вида нишестени зърна: големи лещовидни и малки сферични. При ечемика лещовидните зърна се образуват през първите 15 дни след опрашването. Малките гранули, представляващи общо 88% от броя на зърната, се появяват 18-30 дни след опрашването 12.
Характеристики на нишестето в някои зърнени култури
Нишестето от химическа гледна точка е въглехидрат, който може да се намери не само в зърнените култури, но и в други хранителни групи от растителното царство.
Нишестето е смес от два полизахарида: амилоза и амилопектин. И двете са изградени от глюкозни единици, в случай на амилоза, свързани заедно с α 1-4 връзки, което води до линейна верига, а в случая на амилопектин има клонове, дължащи се на α 1-6 2 връзки, 13.
По принцип нишестето съдържа между 20% и 30% амилоза, въпреки че има изключения. Във восъчна царевица, наречена поради външния вид на зърното, почти няма амилоза, докато при нишестените сортове тя представлява между 50% и 70% 2.
Обобщавайки съотношението амилаза/амилопектин в най-често срещаното зърно е 25/75%, но 50% амилопектин може да се намери в сортове като восъчен или восъчен и, напротив, амилолиптидите, които имат висок дял на амилози.
В зависимост от съотношението амилаза/амилопектин, двете основни свойства, които те представят, ще бъдат следните: Абсорбция и задържане на вода и способност за гелообразуване. По същия начин тази пропорция ще определи функционалните свойства на нишестетата.
Самородните нишестени гранули са неразтворими в студена вода. Когато тези гранули се нагряват във вода, те желатинизират, когато се достигне определена температура (в зависимост от вида на нишестето), абсорбирайки водата и увеличавайки вискозитета на суспензията. След температурата на желатинизиране вискозитетът намалява поради разграждането на гранулата и разтварянето на компонентите. По-късно, с понижаване на температурата, нишестените вериги взаимодействат помежду си и затварят вода в структурата си като гелове. По-късно взаимодействието между полизахаридните вериги се увеличава, изхвърляйки водата от структурата, пораждайки явлението ретроградация 13.
Технологичните свойства на нишестето зависят много от неговия произход и от съотношението амилоза/амилопектин, както когато е част от сложен материал (брашно), така и когато се използва пречистен, което е много често. По този начин, восъчно царевично нишесте произвежда прозрачни и сплотени гелове, докато оризовото нишесте образува непрозрачни гелове 2.
Самородни нишестета.
Царевичното нишесте е естествен полизахарид, получен от мокрото смилане на посоченото зърно 8.
Методът за получаване на царевично нишесте е мокро смилане, което е техника, която позволява да се разделят някои от частите на зърното в техните химически съставки. Когато се прави с царевица, се получават нишестета и други продукти (масла, фураж за добитък като фураж, глутенова брашна или зародишни пити и продукти от хидролизата на нишесте като глюкоза) 11.
Операциите, които се извършват при този метод, са описани по-долу:
-
Сушене. Царевицата е продукт, който след като бъде прибран, има тенденция да има твърде високи нива на влажност, така че за правилното му съхранение той трябва да претърпи процес на сушене. Това сушене трябва да се извършва при температури по-ниски от 54 ° C, тъй като при по-високи температури се наблюдават промени в протеина, които водят до набъбване на зърното по време на мацерацията и по-голяма тенденция за него да задържа нишестето. От друга страна, ако сушенето надвиши 54 ° C, зародишът ще стане каучуков и ще има тенденция да се обединява в твърда царевична суспензия, когато за отделянето му трябва да плава в него, с което нишестето ще задържа висок процент масло.
SO2 се използва за спиране на растежа на микроорганизми, които биха причинили разваляне и за улесняване на освобождаването на нишесте от протеина по-лесно.
Мацерация. След почистване на царевицата, тя се потапя във вода, със съдържание на 0,1 - 0,2% SO2, температурата се контролира, така че да остане между 48 - 52 ° C, и се поддържа така в продължение на 30 - 50 часа. Този процес се нарича мацерация и се осъществява в поредица от резервоари, през които водата се изпомпва обратно в противен случай. С този процес зърното омеква и следователно можем да благоприятстваме последващото отделяне на обвивката, зародиша и фибрите.
Възстановеният зародиш се измива и прилепналото нишесте се отстранява, за да се отцеди по-късно в преси и изсуши в ротационни сушилни с пара. След като зародишът изсъхне, той се използва главно за производството на масло.
След отделяне на влакното, останалото нишесте и протеин се разделят посредством големи непрекъснати центрофуги или с хидроциклони, тъй като нишестето е по-плътно от протеина. Впоследствие глутенът се подлага на центрофугиране, за да се елиминира водата и след това се изсушава, оставяйки продукт много богат на протеини и високо ценен в храната за животни.
След като се отдели нишестето, все още съдържа много протеини и трябва да се пречисти чрез центрофугиране или с хидроциклони, макар и по-малко и в по-голям брой от тези, използвани в случая на зародиша; Така полученото нишесте се филтрира и суши при 5 - 12% влажност в пещи или тунели за сушене, а още по-късно обикновено се изсушава до 1 - 7%, в зависимост от държавата, чрез вакуумно сушене.
Следващата диаграма обобщава подробния по-рано метод:
Въпреки че най-високото производство на нишесте идва от смилането на царевица, има и значително количество нишесте, което се извлича от пшеница, но то се получава повече като страничен продукт от получаването на пшеничен глутен, отколкото заради хранителните му свойства или използва промишлено 11.
При пшеницата най-често се започва от брашна с ниска степен на извличане, вместо от зърното. Обичайното нещо е да се направи тесто с брашно и вода, с което пшеничният глутен да се хидратира и да образува много сплотено тесто, което ще има тенденция да се обединява със себе си, оставайки на големи парчета. След като тестото се формира, глутенът се измива и нишестето, носено от водата, се отделя със сита.
Друга форма на екстракция се състои в омесване на сместа под струя вода, така че глутеновите агломерати и нишестето да се изтеглят от водата, като могат да увеличат чистотата на глутена с последователни измивания. Този последен процес се нарича система на Мартин.
Започването от брашно вместо пшеница за получаване на нишесте означава, че при сухо смилане (процес, който се извършва в по-ранна фаза), част от това нишесте ще бъде повредено по време на смилането и следователно ще бъде с по-лошо качество. Следователно с този процес ще се получи по-висока пропорция на нишесте тип В, опашки или дренирано, което е съставено от малки зърна нишесте, пентозан и повредени зърна и по-нисък дял от нишесте тип А, по-ценено, образувано от големи лещовидни гранули и част от малките сферични.
При извличането на нишесте от пшеница не се използва SO2, тъй като водата сама омекотява частиците брашно и позволява разделянето на протеина и нишестето. Ако се използва SO2, глутенът ще бъде денатуриран и следователно ще загуби способността да формира тесто с качеството на задържащ газ.
Трябва да се обърне голямо внимание на процеса на сушене, за да се избегнат възможни експлозии, тъй като нишестето е прахообразен материал. От друга страна, нагряването след хидратацията на глутена би го денатурирало, като по този начин загуби своята жизненост и амортизира. За да се реши този проблем, повечето индустрии използват сушилни от флаш тип, при които мокър глутен се екструдира в поток горещ въздух с вече изсушен глутен.
Има опити да се произвеждат глутен и нишесте от пълнозърнести храни, с които освен да намалим увреждането на нишестето, можем да изберем съдържанието на протеин и вида на пшеницата, която използваме, което в случай на изхождане от брашно, което ни беше наложено, без Тези опити обаче не са били печеливши.
Има разлики в качеството на нишестето, получено от царевица и пшеница, както и в процесите на получаването му. Следващата таблица обобщава някои от тези разлики, обяснени в предишните раздели.