Skrobia modyfikowana - właściwości i zastosowanie

Skrobia modyfikowana powstaje ze skrobi naturalnej w wyniku przemian fizycznych, enzymatycznych i chemicznych. Dzięki tym procesom możliwe jest jej różnorodne zastosowanie, nie tylko w przemyśle spożywczym. Skrobia modyfikowana to bezpieczny dodatek do żywności, który poprawia cechy produktów, jednak jej obecność nie zawsze jest konieczna, a przez producentów bywa wykorzystywana w roli "wypełniacza".

Spis treści

1. Skrobia naturalna a skrobia modyfikowana
2. Skrobia modyfikowana a żywność modyfikowana genetycznie
3. Metody modyfikacji skrobi
4. Właściwości skrobi modyfikowanej
5. Zastosowanie skrobi modyfikowanej w przemyśle spożywczym
6. Inne zastosowania skrobi modyfikowanej

Skrobia naturalna a skrobia modyfikowana

Skrobia jest węglowodanem złożonym z cząsteczek glukozy, które tworzą dwie frakcje: liniową amylozę i rozgałęzioną amylopektynę. Od proporcji obu frakcji w skrobi pochodzącej z danej rośliny zależą jej właściwości i możliwość wykorzystania w przemyśle. Skrobia to naturalna substancja występująca w prawie wszystkich roślinach i szeroko stosowana w produkcji przemysłowej, nie tylko spożywczej. Skrobie o największym znaczeniu gospodarczym stanowiące ponad 99% światowej produkcji pochodzą z kukurydzy, pszenicy, manioku i ziemniaków. Przy czym skrobia ziemniaczana uchodzi za najczystszą i najlepszą gatunkowo.

Skrobie naturalne wydobyte bezpośrednio z rośliny i niepoddane żadnej obróbce są wykorzystywane w przemyśle, jednak są mało odporne na warunki fizyczne w nowoczesnej technologii przetwórstwa żywności. Skrobie modyfikowane stosuje się w przemyśle spożywczym od lat 40. XX wieku. Modyfikacje skrobi pozwalają na nadanie jej nowych cech i poprawę właściwości funkcjonalnych, co wpływa na jakość produktów końcowych z dodatkiem skrobi. Skrobia modyfikowana w żywności nadaje jej odpowiednią teksturę, zagęszcza, w produktach sypkich zapobiega ich zbrylaniu, a także umożliwia przygotowywanie dań instant, np. kisielu, który wystarczy zalać wrzątkiem i zamieszać.

Metody modyfikacji skrobi

Skrobię poddaje się trzem zasadniczym rodzajom modyfikacji, które umożliwiają jej bardziej efektywne wykorzystanie w produkcji przemysłowej i zapewniają lepsze właściwości produktu gotowego.

Modyfikacje fizyczne – skrobię naturalną poddaje się ogrzewaniu w wysokiej temperaturze, wstępnemu kleikowaniu, a następnie suszeniu na walcach suszarniczych. Podczas procesu zanika struktura krystaliczna skrobi. Dzięki temu zabiegowi skrobia zyskuje zdolność do rozpuszczania się w zimnej wodzie lub mleku, szybciej też rozpuszcza się w wodzie gorącej. Skrobia modyfikowana fizycznie w świetle prawa żywnościowego nie jest dodatkiem do żywności, a środkiem spożywczym jak skrobia naturalna.

Modyfikacje enzymatyczne – w ich wyniku dochodzi do hydrolizy skrobi czyli rozpadu na związki o mniejszej masie cząsteczkowej. To główny kierunek przetwarzania skrobi, w wyniku którego otrzymuje się maltodekstryny i syropy. Skrobia ulega rozkładowi do innych związków chemicznych, dlatego metody enzymatyczne nie są modyfikacjami w ścisłym znaczeniu tego słowa.

Modyfikacje chemiczne – podczas modyfikacji chemicznych dochodzi do zamiany obecnych w pierścieniach skrobi grup hydroksylowych (-OH) innymi podstawnikami chemicznymi. Skrobię modyfikuje się w procesach utleniania, estryfikacji i eteryfikacji. Zmianie ulega budowa makrocząsteczek skrobi, co ma bardzo duży wpływ na jej właściwości fizykochemiczne.

Właściwości skrobi modyfikowanej

Otrzymane w wyniku przemian skrobie modyfikowane znacząco różnią się właściwościami od skrobi naturalnej. Właściwości reologiczne uzyskane w procesach modyfikacji skrobi, które wykorzystuje się na szeroką skalę w przemyśle, to:

• wiązanie bardzo dużych ilości wody wraz z rozpuszczonymi w niej substancjami,
• szeroki przedział lepkości,
• zmienna temperatura kleikowania od temperatury pokojowej do ponad 100°C,
• tworzenie żeli różnego rodzaju,
• nieuleganie procesowi retrogradacji (wytrącania się cząsteczek skrobi z powstałej struktury),
• klarowność i przezroczystość kleików i żeli,
• absorbowanie różnych związków, np. smakowych, zapachowych, alkoholi,
• zdolność stabilizowania emulsji i zawiesin,
• zdolność tworzenia elastycznych błon.

Zastosowanie skrobi modyfikowanej w przemyśle spożywczym

W zależności od przeprowadzonych modyfikacji skrobie różnią się specyficznymi cechami i wykorzystuje się je inaczej w przetwórstwie żywności. Także różne pochodzenie botaniczne skrobi i intensywność zastosowanego procesu powodują, że produkuje się bardzo szeroką gamę pochodnych skrobiowych o różnych właściwościach. Dzieli się je na ogólne kategorie, które określają najlepsze możliwości zastosowania poszczególnych rodzajów skrobi modyfikowanych.

Skrobie utlenione – tworzone przez nie żele mają małą lepkość, wysoką twardość i wykazują stabilność w czasie. Stosuje się je do produkcji budyniów, kremów budyniowych, bitej śmietany i mieszanek ciast w proszku. Są składnikiem korpusów i nadzień cukierniczych, np. w cukierkach miękkich. Można je też stosować do powlekania, posypywania i panierowania produktów, ponieważ dobrze przylegają do powłoki produktu, a po prażeniu i ochłodzeniu są chrupiące.

Skrobie kwasowe – ich stosowanie w procesie technologicznym umożliwia wprowadzenie do produktu dużych ilości skrobi bez trudności związanych z mieszaniem i przepompowywaniem. Po schłodzeniu tworzą zwięzły i elastyczny żel. Dzięki temu skrobie kwasowe stosuje się jako składnik korpusów i nadzień cukierniczych oraz jako częściowy zamiennik mąki pszennej w ciastach cukierniczych.

Estry jednoskrobiowe – najszerzej w przemyśle spożywczym stosuje się skrobie acetylowane, które nie ulegają retrogradacji, wykazują dużą stabilność i klarowność kleików oraz niższą temperaturę kleikowania. Stosuje się je w produkcji makaronów tradycyjnych oraz instant.

Fosforany monoskrobiowe są dobrymi stabilizatorami emulsji, np. układów ocet-olej, a także zagęstnikami odpornymi na zamrażanie i rozmrażanie. Stosuje się je do zagęszczania zup, sosów i dressingów.

Skrobie sieciowane – w przetwórstwie żywności są wykorzystywane najczęściej. Skrobie sieciowane są odporne na zmiany temperatury, obróbkę mechaniczną oraz pH produktu wytwarzanego i gotowego. Stosuje się je głównie jako zagęstnik w wielu produktach, np. w kiełbasach i wędlinach.

Skrobie aglomerowane oraz typu instant – to skrobie modyfikowane fizycznie, które rozpuszczają się doskonale nawet w zimnej wodzie i mleku. Stosuje się je zwykle do sporządzanych na zimno deserów mlecznych, kisielów, sosów, napojów mlecznych i twarogów. Umożliwiają natychmiastowe rozpuszczenie kisielu lub zupy po zalaniu wrzątkiem. Modyfikowanie skrobi przez tworzenie kompleksów z tłuszczem pozwala na wykorzystanie jej jako zamiennika tłuszczu w lodach.

Inne zastosowania skrobi modyfikowanej

Własności skrobi modyfikowanej wykorzystują również inne gałęzie przemysłu, nie tylko spożywczy. Dzięki ogromnym możliwościom zmian cech skrobi lista jej zastosowań wynosi ponad 1000 i wciąż się poszerza. Do najbardziej popularnych kierunków wykorzystania skrobi modyfikowanej należą: produkcja papieru wysokiej jakości, tektury falistej, tworzyw biodegradowalnych, klejów, wytwarzanie superabsorbentów stosowanych w rolnictwie do poprawiania jakości gleb, produkcja środków opatrunkowych i pieluszek jednorazowych, mikrokapsułek stosowanych w medycynie i kosmetyce, produkcja materiałów wybuchowych.

Źródła:

1. Walkowski A., Lewandwowicz G., Skrobie modyfikowane. Właściwości technologiczne i zakres stosowania, Przemysł Spożywczy, 2004, 5, 49-51 2. Walkowski A., Olesienkiewicz A., Kryteria doboru skrobi modyfikowanych w przetwórstwie żywności, Przemysł Spożywczy, 2005, 8, 54-573. Leszczyński W., Zastosowanie skrobi modyfikowanych w przemyśle spożywczym, Przegląd Piekarski i Cukierniczy, 2006, 5, 54-56 4. Krępulec A., Możliwości wykorzystania skrobi zbożowych w innych niż spożywczy przemysłach, Przegląd Zbożowo-Młynarski, 2008, 9, 61-62

Aleksandra Żyłowska-Mharrab