Крахмал подвергается воздействию высоких температур (свыше 100) и действию ферментов, в результате чего происходит его деструкция. Процесс термического расщепления сухого крахмала называется декстринизацией, а ферментативного расщепления – ферментативным гидролизом.
1)Декстринизация крахмала. При нагревании свыше 100 крахмал претерпевает сложные превращения, в результате которых образуются вещества с более низкой молекулярной массой, называемые пиродекстринами. На первых этапах нагревания крахмала (до 130) идет простое высушивание с потерей всей капиллярной и части связанной влаги. Декстринизация крахмала начинается при температуре около 130 и остаточном содержании влаги не более 3 %. Дальнейшее повышение температуры приводит к ускорению расщепления полисахаридных молекул, необратимому отделению воды, изменению структуры углеводов. Наряду с декстринами образуются также летучие вещества (углекислый газ, окись углерода, пары воды и др.). Декстринизация сопровождается разрушением нативной структуры крахмальных зерен. В начальный период процесса преобладает реакция расщепления полисахаридов. С увеличением продолжительности декстринизации происходит ускорение процесса рекомбинации структуры полисахаридов и образования молекул декстрина. При сухом нагреве происходит деструкция крахмала (в первую очередь амилозы) с образованием соединений с более низкой молекулярной массой по сравнению с исходными полисахаридами. Продукты деструкции амилозы могут вступать в реакции полимеризации и конденсации с образованием высоковетвистой структуры. При этом имеет место рекомбинация – превращение моно- и олигосахаридов, а также декстринов с образованием новых связей, не имевшихся в исходной амилозе. В процессе декстринизации крахмала растет его растворимость и цветность, падает вязкость дисперсий. Чем выше температура, до которой нагревается крахмал, и продолжительнее этот процесс, тем больше образуется растворимых веществ. Степень декстринизации разных видов крахмала при нагревании неодинакова. Наименее устойчивым к действию сухого нагрева является картофельный крахмал, а наиболее стойкими – зерновые крахмалы.
В кулинарной практике для приготовления белых и красных соусов муку предварительно пассеруют (прогревают) при 120 (белая пассеровка) и 150-160 (красная пассеровка) в течение определенного времени, одной из целей которого является частичная декстринизация крахмала. Соусы получаются эластичные, с короткорвущейся консистенцией, приятного вкуса и аромата. Поскольку для получения белой пассеровки мука прогревается до 120, то крахмал подвергается незначительной деструкции и вязкость белых соусов существенно выше, чем красных, так как для их приготовления мука прогревается до 150-160, что способствует большей декстринизации крахмала и образованию большего количества растворимых веществ и значительному снижению вязкости получаемых клейстеров.
2)Ферментативный гидролиз крахмала. Ферменты, осуществляющие гидролиз крахмала, относятся к подклассу гликозидаз – альфа- и бета-амилазы, глюкоамилаза и др. Под действием этих ферментов происходит гидролиз крахмала с образованием декстринов и сахаров. Продукты ферментативного расщепления крахмала оказывают большое влияние на качество мякиша выпеченных мучных кулинарных и булочных изделий из дрожжевого теста.
Бета-амилаза
отщепляет мальтозу с нередуцирующего конца линейного участка амилозы и амилопектина, разрывая гликозидные связи через одну. При действии на амилозу гидролиз идет полностью до мальтозы. При действии на амилопектин гидролиз идет в значительно меньшей степени, так как бета-амилаза не может разорвать связь альфа-1-6 в точке ветвления. В гидролизате накапливается 54-58 % мальтозы и остается конечный декстрин.
Крахмал (под действием бета-амизалы) = 54-58% мальтозы + 42-46% декстрина.
Альфа-амилаза гидролизует альфа-1,4-связи внутри молекулы крахмала с образованием декстрина и небольшого количества мальтозы.
Крахмал (под действием альфа-амилазы) = декстрины + мальтоза + глюкоза.
Клейстеризованный крахмал гидролизуется альфа-амилазой во много раз быстрее, чем нативный. При низких значениях pH фермент быстро разрушается. Альфа-амилаза в нормальной пшеничной муке практически отсутствует, но ее количество в муке возрастает, если мука получена из проросшего зерна. В нормальной пшеничной муке содержится в свободном и активном состоянии только бета-амилаза. Чем меньше частицы муки, мельче зерна крахмала и чем больше они разрушены и повреждены, тем более активно бета-амилаза гидролизует крахмал. Бета-амилаза начинает гидролизовать крахмал уже при замесе теста. Процесс осахаривания крахмала интенсифицируется с повышением температуры воды и с увеличением продолжительности замеса теста. Образующаяся в процессе замеса и брожения теста мальтоза является субстратом для жизнедеятельности дрожжей. Чем больше образуется мальтозы, тем высококачественнее получаются изделия. Действие бета-амизалы продолжается и в начальном периоде выпечки изделий до той поры, пока она не инактивирована вследствие повышения температуры в тестовой заготовке. Бета-амилаза действует довольно продолжительное время, что благоприятно сказывается на качестве выпеченных изделий.