Socker och stärkelse
Download
Report
Transcript Socker och stärkelse
Socker och stärkelse
Mat, myter och molekyler
Lars Nilsson
Livsmedelsteknologi LTH
September 2011
Dispersioner och biopolymerer
Dispersioner
System med två faser.
Skum (Gas i vätska)
Emulsion (Vätska i vätska)
T.ex. Olja i vatten (majonnäs) eller vatten i
olja (smör)
Formulering, stabilitet och flytegenskaper.
Emulsion
Skum
Dispersioner och biopolymerer
• (Bio)polymerer = stora molekyler
– Består av små molekyler som är sammanlänkade.
– Exempel: Många glukosmolekyler (druvsocker)
länkas samman för att bilda stärkelse.
– Funktion i livsmedel:
• Styra flytegenskaper.
• Gelbildning.
• Stabilisera (förhindra aggregering) i dispersioner.
Översikt
• Socker
• Stärkelse – I naturen
– Sammansättning och egenskaper.
• Stärkelse – I köket
– Egenskaper och funktion.
Socker
• Socker i dagligt tal avser sackaros
(sucrose).
– Erhålls främst från sockerbetor och
sockerrör.
– Disackarid (består av två enkla
sockermolekyler.
• Fruktos (fruktsocker) och glukos
(druvsocker).
Glukos
Fruktos
Socker - Några vanliga enkla socker
(monosackarider)
Galaktos
Glukos
Tillsammans kan dessa bilda disackarider
Fruktos
Socker - Några vanliga disackarider
Sackaros
Glukos
Fruktos
Laktos (mjölksocker)
Maltos (maltsocker)
Glukos
Glukos
Glukos
Galaktos
Socker - Energi
• Energikälla för både växter och djur.
– Glukos har en central roll för energigenereringen i
både växter och djur.
– En av huvudprodukterna i fotosyntesen.
– Finnas tillgängligt som energi när det behövs.
• T.ex. När ett frö gror.
– Glukos måste lagras på ett effektivt sätt.
• Mono- disackarider omges av vatten i lösning tar upp
stor plats.
– Hur lagra?
Stärkelse
• Glukos maltos stärkelse.
• Två olika polymerer:
– Amylos (linjär)
– Amylopektin (grenad)
Amylos
Amylopektin
Stärkelse
Source
Amylose (%)
Amylopectin (%)
50-85
15-50
26
74
1
99
Wheat
25
75
Rice
17
83
Cassava
17
83
Potato
21
79
High amylose maize*
Maize
Waxy maize*
Stärkelse
• Enormt stora molekyler.
– Amylopektin största molekylen i naturen.
– Molekylvikt = 1 000 000 – 1 000 000 000 Da
• Jämför: vatten 18 Da, glukos 180 Da.
– Amylos har lägre molekylvikt:
– 100 000 – 1 000 000 Da
• Viktigaste kolhydraten i den humana dieten.
Stärkelse
• Amylos och amylopektin bildar tillsammans
partiklar – stärkelsegranuler.
9 nm
a
b
c
d1
d2
Från: M. Karlsson 2005
Stärkelse
• Stärkelsegranuler i växtvävnad.
– Potatis (Bintje)
proteiner
cellvägg
stärkelsegranuler
Från: M. Karlsson et al. 2003
Stärkelse
• Stärkelsegranuler i växtvävnad.
– Potatis (bintje)
Från: M. Karlsson 2005
Stärkelse
• Stärkelsegranuler i växtvävnad.
– Korn
Från: Black 2001
Stärkelse
• Stärkelsegranulerna kan ”tvättas” ut ur
växtvävnaden för att användas som ren
stärkelse.
– T.ex. Potatismjöl
• Växtvävnaden kan malas och användas som
mjöl.
– T.ex. vetemjöl.
Stärkelse
• Potatismjöl
– Avlägsna alkaloider – solanin
– Grön potatis
– Myt: endast den gröna delen av rotfrukten
innehåller förhöjda halter av alkaloider.
Stärkelse
• Vad händer när stärkelse värms i närvaro av
vatten?
– Gelatinisering
•
•
•
•
Vatten tränger in genom porer i granulerna.
Amylos läcker ut i den omgivande lösningen.
Kristallina strukturen förloras
Irreversibel
– Beror på:
• Botaniskt ursprung, temperatur, vattenhalt etc.
Stärkelse
• Vad händer när stärkelse värms?
– Svällning av stärkelsegranulerna (exempel - potatis).
Värme
Icke svälld
svälld
Från: M Karlsson 2005
Stärkelse
• Vad händer när stärkelse värms?
Från: Goldsbrough 2001
Stärkelse
• Vad händer när varm stärkelse svalnar?
– Retrogradering – omkristallisation.
– Stärkelse geler ”släpper” vatten p.g.a.
retrogradering – syneres.
– Åldring av bröd.
Stärkelse
• Vad händer när varm stärkelse svalnar?
– Retrogradering – omkristallisation.
• Påverkas av:
– Tid (Amylos inom 48 h , Amylopektin > 1 månad)
» Stort intresse för stärkelse med hög amylopektin.
– Temperatur (snabbare vid låga temperaturer)
» Exempel: bröd blir snabbare hårt om det förvaras i kyl.
– Vattenhalt.
Stärkelse
• Vad händer när varm stärkelse svalnar?
– Retrograderingen kan (delvis) hävas om stärkelsen
gelatiniseras på nytt.
– Retrograderingen kan förhalas eller hindras i
närvaro av fetter (polära lipider).
– Lipiderna interagerar med amylos/amylopektin
och stör omkristallisationen.
• Kan t.ex. utnyttjas för att förlänga bröds
lagringsstabilitet.
Stärkelse
• Resistent stärkelse
– Retrograderad stärkelse blir ofta resistent mot
nebrytning av våra enzymer.
– Tid-Temperaturcykling (t.e.x
upphettning/kylning/upphettning av ärtsoppa) kan
öka andelen resistent stärkelse.
Stärkelse
• Resistent stärkelse
– Fermenteras i tjocktarmen av bakterier
kostfiber.
– Kan användas som kostfiber.
– Kan amnvädas för att minska glukosfrisättningen
lägre insulinrespons i blodet.
Stärkelse
• Applikationer utanför livsmedelsområdet.
– Pappersindustri.
• Största industrin efter livsmedelsindustrin för
stärkelseanvändning.
• Pappersbestrykning och fyllmedel.
– Läkemedelsformulering.
– Limformulering.
– Kemikalie framställning.
• Maltodextriner, sorbitol, bioetanol m.m.
Sammanfattning
• Stärkelsens byggsten är glukos.
• Stärkelse innehåller mycket stora molekyler.
– Amylos och amylopektin.
• Molekylerna bygger tillsammans upp granuler.
Sammanfattning
• Egenskaper och sammansättning beror bl.a. till
stor del på det botaniska ursprunget.
• Stärkelsen har en rad funktionella egenskaper
vilka beror på processbetingelser.
• Stärkelse används även i stor utsträckning
utanför livsmedelsapplikationer.