Набухання являє собою фізичний спосіб обробки суспензій нативних крохмалів в воді (отримання інстант — крохмалів) чи в спирті (отримання набухаючих крохмалів), в основі якого лежить утворення крохмальних клейстерів і їх послідуюче швидке висушування. В результаті такої модифікації крохмалі набувають здатність розчинятися чи набухати в холодній воді.

В залежності з міжнародними специфікаціями ця група модифікованих крохмалів не відноситься до харчових добавок і має статус харчових інгредієнтів.

Три інших типа модифікації пов’язані з хімічними перетвореннями молекули крохмалю, в основі яких лежить деструкція чи етерифікація моно – чи біфункціональними реагентами по реакціонним центрам крохмальних молекул.

Основні представники деполімеризації (деструкції) є:

Декстрини (Е 1400) – продукти термічної деструкції нативних крохмалів, які, в залежності від умов теплової обробки, поділяються на білі і жовті;

Крохмалі, оброблені кислотою (Е 1401), лугом (Е 1402) чи ферментними препаратами (Е 1405) – продукти кислотного і ферментативного гідролізу, чи поступового розщеплення з відновлюючого кінця крохмальних молекул під дією лугу;

Відбілені (Е 1403) і окислені (Е 1404) крохмалі – продукти обробки відбілюючими реагентами (Н2О2, КMnO4 і ін.) чи окислювачами (NaClO, KIO4).

Етерифіковані крохмалі поділяють на дві групи:

Стабілізовані крохмалі (Е 1410, Е 1420, Е 1421, Е 1440, Е 1450, Е 1451) – продукти хімічної модифікації монофункціональними реагентами з утворенням по гідроксильним групам простих (Е 1421, Е 1440) чи складноефірних (Е 1410, Е 1420, Е 1450, Е 1451) зв’язків;

Зшиті крохмалі (Е 1411 – Е 1414, Е 1422, Е 1423, Е 1442, Е 1443) – продукти хімічної модифікації біфункціональними реагентами чи комбінацією моно – і біфункціональних реагентів.

Целюлоза (Е 460) і її похідні (Е 461 – Е 467) – продукти механічної і хімічної модифікації і деполімеризації нативної целюлози.

Більшість хімічно модифікованих целюлоз можуть проявлять в харчових системах, в залежності від технологічної задачі, функції згущувача, стабілізатора чи емульгатора. Метилетилцелюлоза (Е 465), крім перерахованих технологічних функцій, може проявляти властивості піноутворювача.

Харчові добавки целюлозної природи являються нешкідливими, оскільки не піддаються в шлунково – кишковому тракті деструкції і виділяються без змін. Добовий сумарний прийом з їжею всіх похідних целюлози може складати до 25 мг на кілограм маси тіла людини. Їх дозування в харчових продуктах визначаються конкретними технологічними задачами.

Пектини (Е 440) – кислі гетерополісахариди (мол. Маса 30 000 – 100 000), що представляють собою рамногалактуронани (похідні полігалактуронової кислоти).

В промисловості отримують і використовують чотири види пектинів, що відрізняються будовою і зв’язаними з ними властивостями.

Особливості будови різноманітних пектинів

Добова потреба амідированих пектинів (Е 440b) регламентується і не повинна перевищувати 25 мг на 1 кг маси тіла.

Розчинність пектинів в воді підвищується з збільшенням ступеня етерифікації їх молекул і з зменшенням молекулярної маси.

Максимальна концентрація водних розчинів пектину, які отримані в умовах інтенсивного перемішування при температурі 60-80 °C, може становити 10%. Розчинність збільшується в присутності цукрів.

Із — за наявності в пектинових молекулах дисоціюючих вільних карбоксильних груп, їх водні розчини мають кислу реакцію рН (близько 3,5).

Гелеутворення в розчинах пектинів залежить як від особливостей будови молекул (молекулярної маси, ступеню етерифікації, характеру розподілення карбоксильних груп), так і від технологічних параметрів – температури, рН середовища і вмісту дегідратуючих речовин.

Комплексоутворююча здатність (утворення циклічних комплексів полівалентних металів) різних пектинів залежить від вмісту вільних карбоксильних груп, тобто ступеню етерифікації пектинових молекул і не залежить від їх молекулярної маси.

Галактоманнани (камеді рожкового дерева – Е 410 і гуара – Е 412) – нейтральні гетероглікани (мол. Маса 80 000 і 250 000).

Розчини галактоманнанов мають високу в’язкість, величина якої залежить від їх концентрації: при низьких концентраціях (до 0,5%) має лінійну залежність, при більш високих – експоненціальну.

Особливістю галактоманнанів являється синергічна взаємодія з іншими полісахаридами, що призводить до формування розчинів підвищеної в’язкості чи гелів різноманітної текстури, які не проявляють схильності до синерезису.

Гуміарабік (Е 414) – глікопротеїд (мол. маса 250 000 – 750 000, в середньому – 460 000), полісахаридні фрагменти складаються з D – галактози, L – арабінози, L – рамнози, D – глюкуронової кислоти в співвідношенні приблизно 3:3:1:1.

Основною відмінністю від більшості інших гідроколоїдів являється здатність утворювати навіть при високих концентраціях розчини низької в’язкості, на яку роблять вплив рН розчину (максимальна при рН 4,5-5,5), присутність електроліту (наприклад, NaCl), що зменшує значення в’язкості, а також температура: тривале нагрівання розчинів гуміарабіки супроводжується денатурацією і осадженням білкової фракції його молекули.

Основна технологічна функція – стабілізація дисперсних систем, в частості, здатність утворювати і стабілізувати прямі емульсії в широкому діапазоні рН.

Альгінати (Е 400-Е 405) – лінійні гетероглікани (мол. маса 200 000 – 600 000), полімерні молекули, яких включають в різній послідовності залишки епімерних β – D – маннуронової і α – L – гулуронової кислот і їх похідних за карбоксильною групою.

Натрієві і калієві солі альгінової кислоти легко розчинні в воді з утворенням високов’язких розчинів. Солі з двох валентними катіонами утворюють гелі чи нерозчинні альгінати.

В’язкість розчинів альгінатів пов’язана з довжиною полімерної молекули (молекулярною масою) і змінюється пропорціонально концентрації добавки в розчині. При низьких концентраціях підвищення в’язкості спостерігається при введенні невеликої кількості іонів кальцію, які зв’язують молекули, що фактично призводять до підвищення молекулярної маси.

Застосування альгінатів в харчових продуктів пов’язано з функціями підвищення в’язкості, гелеутворення, стабілізації дисперсних систем. Альгінат кальцію проявляє також функцію піногасителя.

Застосування людиною альгінових кислот і їх солей може достигати 25 мг на 1 кг маси тіла (в перерахунку на вільну альгінову кислоту).

Каррагінани (Е 407) – полісахариди, які являють собою не розгалужені сульфатировані гетероглікани, молекули яких побудовані з повторюючих дисахаридних ланок.